PIRES, Dilson Ojeda. Inventrio de emissµes atmosf©ricas de fontes

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  • INVENTRIO DE EMISSES ATMOSFRICAS DE FONTES ESTACIONRIAS E SUA

    CONTRIBUIO PARA A POLUIO DO AR NA REGIO METROPOLITANA DO RIO

    DE JANEIRO

    Dilson Ojeda Pires

    TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAO DOS PROGRAMAS

    DE PS-GRADUAO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE

    JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO

    GRAU DE MESTRE EM CINCIAS EM PLANEJAMENTO ENERGTICO.

    Aprovada por:

    ________________________________________________ Prof.Roberto Schaeffer, Ph.D.

    ________________________________________________ Prof. Marcos Sebastio de Paula,D.Sc.

    ________________________________________________ Prof. Emlio Lbre La Rovere,D.Sc.

    RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL

    FEVEREIRO DE 2005

  • PIRES, DILSON OJEDA

    Inventrio de Emisses Atmosfricas de

    Fontes Estacionrias e sua Contribuio para a

    Poluio do Ar na Regio Metropolitana do Rio

    de Janeiro [Rio de Janeiro] 2005

    VI, 188 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M. Sc.,

    Planejamento Energtico, 2005)

    Tese - Universidade Federal do Rio de

    Janeiro, COPPE

    1. Inventrio de Emisses Atmosfricas

    2. Fontes Estacionrias

    3. Gesto da Poluio do Ar

    I. COPPE/UFRJ II. Ttulo (srie)

    ii

  • Resumo da Tese apresentada COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessrios

    para a obteno do grau de Mestre em Cincias (M.Sc.)

    INVENTRIO DE EMISSES ATMOSFRICAS DE FONTES ESTACIONRIAS E SUA

    CONTRIBUIO PARA A POLUIO DO AR NA REGIO METROPOLITANA DO RIO

    DE JANEIRO

    Dilson Ojeda Pires

    Fevereiro/2005

    Orientador: Roberto Schaeffer

    Programa: Planejamento Energtico

    Este trabalho inicialmente apresenta um panorama dos instrumentos de gesto da

    poluio do ar que so atualmente utilizados em uma das maiores regies metropolitanas

    do pas, a Regio Metropolitana do Rio de Janeiro. Alm disso, mostra como ocorreu o

    desenvolvimento da aplicao do Inventrio de Fontes Fixas de Poluentes Atmosfricos

    para esta rea, segundo a metodologia recomendada pela agncia ambiental americana.

    Na segunda parte do trabalho, o banco de dados gerado analisado e algumas

    possibilidades de utilizao so propostas a fim de subsidiar a ao de planejamento do

    ambiente atmosfrico desta regio.

    iii

  • Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements

    for the degree of Master of Science (M.Sc.)

    STATIONARY SOURCE ATMOSPHERIC EMISSION INVENTORY AND ITS

    CONTRIBUITION FOR THE AIR POLLUTION IN THE RIO DE JANEIRO

    METROPOLITAN REGION

    Dilson Ojeda Pires

    February/2005

    Advisor: Roberto Schaeffer

    Department: Energy Planning

    This work initially presents a view of the air pollution management means, actually

    utilized in one of the countrys greatest metropolitan region, Rio de Janeiro Metropolitan

    Region. Besides that, it presents the appliance development of the Point Source

    Atmospheric Pollutants Inventory for this area, according to the methodology

    recommended by american environmental agency.

    In the second part, the produced data bank is analyzed and some utilization possibilities

    are proposed with the aim of subsiding the action of planning the region atmospheric

    environment.

    iv

  • NDICE

    1- INTRODUO 12- POLUIO ATMOSFRICA 5

    2.1- A Atmosfera 52.2- Poluio Atmosfrica 62.3- Poluente Atmosfrico 82.4- Fontes de Poluio 92.5- Escalas do Problema de Poluio do Ar 122.6- Efeitos da Poluio Atmosfrica 162.7- Abordagem Meteorolgica da Poluio Atmosfrica 222.8- Transformaes Qumicas dos Poluentes na Atmosfera 26

    3- GESTO DA POLUIO DO AR 313.1- Consideraes Gerais 313.2- Padres de Qualidade do Ar 32

    3.2.1- Padres de Qualidade do Ar no Brasil 343.2.2- Critrios de Qualidade do Ar 36

    3.2.2.1- Critrios para Efeitos Fsicos 383.2.2.2- Critrios para Efeitos Biolgicos 39

    3.2.3- Procedimentos Alternativos para o Estabelecimento dos Padres de Qualidade do Ar 40

    3.3- Padres de Emisso 413.3.1- Padres Subjetivos 413.3.2- Padres Objetivos 423.3.3- Abordagens Empregadas no Desenvolvimento dos Limites de Emisso 43

    3.3.3.1- Derivao de Consideraes sobre o Processo e Equipamento 433.3.3.2- Derivao da Abordagem Rollback 45

    3.3.4- Meios ou Maneiras para Implementao dos Padres de Emisso 463.3.5- Padres de Emisso no Brasil 47

    3.4- Monitoramento da Qualidade do Ar 493.4.1- As Escalas de Espao de Monitoramento da Qualidade do Ar 493.4.2- Viso Geral da Organizao de uma Rede de Monitoramento 51

    3.4.2.1- Estaes de Medio Fixa 523.4.2.2- Estaes de Medio Mveis 52

    3.5- Monitoramento de Fontes 533.6- Controle Tecnolgico de Fontes Fixas 55

    3.6.1- Controle pela Diluio das Emisses 563.6.2- Controle na Fonte 56

    3.7- Licenciamento Ambiental e Avaliao do Impacto Ambiental 594- A FERRAMENTA: INVENTRIO DE EMISSES ATMOSFRICAS DE FONTES ESTACIONRIAS 62

    4.1-Definio 624.2- Importncia e Utilizao 634.3- Tipos de Poluentes e Fontes Comumente Abordados nos Inventrios 644.4- Abordagens Utilizadas no Desenvolvimento dos Inventrios 684.5- Metodologia Adotada nos Estados Unidos 70

    4.5.1- Exigncias Legais 704.5.2- O Processo de Inventrio de Emisses Atmosfricas 71

    4.6- A Iniciativa Brasileira 89

    v

  • 5- O DESENVOLVIMENTO DA FERRAMENTA INVENTRIO DE EMISSES ATMOSFRICAS NA REGIO METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO. 91

    5.1- Caracterizao da rea em Estudo: Regio Metropolitana do Rio de Janeiro 91

    5.2- Principais Fontes de Emisses Atmosfricas 945.2.1- Fontes Fixas 945.2.2- Fontes Mveis 96

    5.3- Panorama da Gesto da Poluio do Ar na Regio Metropolitana do Rio de Janeiro 97

    5.3.1- Instrumentos Legais 985.3.2- Monitoramento da Qualidade do Ar 100

    5.3.2.1- Redes de Monitoramento 1015.3.2.2- Caracterizao da Qualidade do Ar na RMRJ 104

    5.3.3- Licenciamento de Atividades Poluidoras 1105.3.4- Programa de Autocontrole de Emisses para a Atmosfera PROCON-AR 112

    5.3.5- Plano de Controle da Poluio por Veculos em Uso - PCPV 1135.3.6- Avaliao dos Instrumentos Atualmente Utilizados 114

    5.4- O Inventrio de Fontes de Emisso de Poluentes do Ar na Regio Metropolitana do Rio de Janeiro 116

    5.4.1- O Inventrio de Fontes Fixas 1175.5- Apresentao dos Resultados 131

    6- AVALIAO DOS RESULTADOS E POSSIBILIDADES DE UTILIZAO NA GESTO DA POLUIO DO AR DA RMRJ 137

    6.1- Avaliao dos Resultados 1376.1.1- Avaliao: Distribuio Setorial 1416.1.2- Avaliao: Distribuio Geogrfica 152

    6.2- Possibilidades de Utilizao do Banco de Dados na Gesto da Poluio do Ar da RMRJ 158

    6.2.1- Uso a partir da Distribuio Setorial 1596.2.2- Uso a partir da Distribuio Geogrfica 1606.2.3- Uso a partir da Criao de Cenrios 167

    7- CONCLUSES E CONSIDERAES FINAIS 1708- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 181

    vi

  • Captulo 1: Introduo A habilidade da sociedade em causar significantes distrbios ao meio ambiente um

    fenmeno recente e fortemente influenciado pelo crescimento demogrfico e

    desenvolvimento tecnolgico.

    O homem primitivo vivendo em menor nmero e realizando sua prtica cotidiana com

    baixo consumo de matria e energia no alterou significativamente o seu ambiente

    natural.

    Como ressaltou KEMP (1994), a populao total mudou muito pouco por milhares de anos

    e o domnio sobre o meio ambiente comeou a se tornar um desafio sobrevivncia.

    Essencial para aquele desafio foi o desenvolvimento da tecnologia que induziu o uso cada

    vez mais intenso de recursos materiais e energia.

    As atividades humanas, no entanto, esto atreladas s leis naturais bem definidas e

    implacveis em suas aes.

    A segunda lei da termodinmica, por exemplo, atravs do conceito de entropia,

    estabelece patamares energticos distintos em fenmenos que inicialmente, na forma

    mais organizada, apresentam baixa entropia e, aps a transformao e obteno do efeito

    desejado, resultam em qualidade energtica inferior, ou seja, alto valor entrpico.

    O aumento na desorganizao ocorrida, aumento da entropia do sistema, gera efluentes:

    materiais de contedo energtico inferior s matrias-primas empregadas, alguns deles

    gasosos.

    O homem, portanto, ao longo de sua trajetria e conseqente intensificao no uso de

    materiais tem contribudo para o processo de poluio atmosfrica atravs da liberao

    destes efluentes ou emisses gasosas.

    A poluio atmosfrica, entretanto, no um processo recente e de inteira

    responsabilidade do homem, tendo a prpria natureza se encarregado, durante milhares

    de anos, de participar ativamente deste processo com o lanamento de gases e materiais

    particulados originrios de atividades vulcnicas e tempestades, dentre algumas fontes

    naturais de poluentes.A atividade antrpica, por sua vez, acaba por intensificar a poluio

    do ar com o lanamento contnuo de grandes quantidades de substncias poluentes

    (OLIVEIRA, 1997).

    A carga de poluentes atmosfricos liberados se concentra principalmente na camada de

    ar mais prxima superfcie da Terra, a troposfera, onde gases txicos e materiais

    1

  • particulados em suspenso contribuem significativamente para a degradao da

    qualidade do ar.

    Por outro lado, como ressaltou OLIVEIRA (1997), nesta mesma regio da atmosfera

    coexistem gases como o dixido de carbono (CO2), monxido de carbono (CO), metano

    (CH4) e o oznio troposfrico, que desempenham importante papel no equilbrio trmico

    do planeta.

    A interveno humana, entretanto, no representava uma grande ameaa enquanto a

    populao ainda era reduzida e o nvel de tecnologia baixo, dando oportunidade para a

    atmosfera a