instituto de tecnologia para o desenvolvimento

Transcrição

INSTITUTO DE TECNOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO
IRENE ANDRADE DE ALMEIDA BARBOSA
AVALIAÇÃO DOS IMPACTOS DOS GASES SULFÍDRICO E METIL MERCAPTANA
EMITIDOS PELO RIO BELÉM EM CURITIBA-PR
CURITIBA
2015
IRENE ANDRADE DE ALMEIDA BARBOSA
AVALIAÇÃO DOS IMPACTOS DOS GASES SULFÍDRICO E METIL MERCAPTANA
EMITIDOS PELO RIO BELÉM EM CURITIBA-PR
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Desenvolvimento de
Tecnologia, Área de Concentração Meio
Ambiente, do Instituto de Tecnologia para
o Desenvolvimento, em parceria com o
Instituto de Engenharia do Paraná, como
parte das exigências para a obtenção do
título de Mestre em Desenvolvimento de
Tecnologia.
Orientadora: Profª Dr Akemi Kan
Coorientador: Mestre Eliseu Esmanhoto
CURITIBA
2015
DEDICATÓRIA
Aos meus sobrinhos Otto e Vida Maria
AGRADECIMENTOS
A minha família por ter entendido e abdicado de minha companhia enquanto
estudava para concluir esta etapa da minha vida;
Aos queridos amigos Eneida Ribas, Sandra de Deus e Irajá Silva pelo
incentivo, sem o qual talvez eu não tivesse me encorajado a enfrentar este desafio;
À professora Akemi Kan pela orientação, ensinamentos, paciência e
hospitalidade com que se sempre me recebeu;
Ao Eliseu Esmanhoto pela orientação e por todo direcionamento que me
apontou;
Ao Rodrigo Soares e Kássia dos Santos responsáveis pela cromatografia
dos Instituos Lactec.
Ao professor Mauricio Cantão pelas considerações dadas na qualificação;
Ao professor Renato Penteado pelas brilhantes contribuições para o
resultado final desse estudo;
Aos amigos Liziane Hobmeir, Rafael Pussoli e Marcelo Ludvich por terem
compartilhado as mesmas dificuldades e incertezas nessa trajetória, cuja maior
conquista é, sem dúvida, nossa amizade;
À Denise Maliski por sempre ser uma professora de química;
A Felipe Albernaz e Dalma Lopes por todo o apoio e inúmeras leituras dessa
dissertação;
À Elizah Barbosa por todas as correções, leituras e sugestões desse texto e
principalmente por ser a mãe das crianças mais lindas e fofas.
Aos moradores das áreas pesquisadas e a todos aqueles que dispensaram
algum tempo para contribuir com a coleta de dados, imprescindíveis para a
conclusão desse estudo.
RESUMO
A presença de alguns odores na atmosfera pode ser um incômodo constante para a
população impactada, fato que ocorre no entorno do Rio Belém no município de
Curitiba no Paraná. Possíveis causadores desse mau cheiro são os gases sulfídrico
(H2S), em maior parte, e, em pequena porção, a metil mercaptana (CH3SH)
misturada ao primeiro gás. Esse estudo foi conduzido para verificar a concentração
e a capacidade de monitoramento contínuo desses gases por meio do sensor
CairClip, também por meio de cromatografia gasosa e olfatometria que foi avaliada
com entrevistas a transeuntes. A medição da concentração desses gases foi feita
com o CairClip, um sensor da marca Cairpol, confrontados com os valores obtidos
por um cromatógrafo, Thermo Finnigan, modelo Trace GC Ultra. A fim de
comparação com outra metodologia, os valores obtidos com o CairClip foram
confrontados com os encontrados por meio do método Azul de Metileno em uma
estação de tratamento de esgoto. Uma estimativa de possibilidade de efeito nocivo à
saúde dos frequentadores da região foi feita a fim de mostrar quanto a concentração
desses gases pode prejudicar a população. Também foi calculado o índice de
incômodo causado pelo odor. Ao final do estudo constatou-se que mesmo com a
sensibilidade ao odor variando de pessoa para pessoa, a emissão dos gases pelo
Rio Belém é prejudicial à população exposta, mesmo sendo em baixa concentração.
Palavras-chave: Monitoramento contínuo do gás sulfídrico; poluição atmosférica;
análise de risco a saúde; Rio Belém.
ABSTRACT
The presence of some smells in the atmosphere can be a constant nuisance to the
affected population, a fact that occurs in the Rio Belém in Curitiba in
Paraná. Possibly hydrogen sulphide (H2S) and methyl mercaptan (CH3SH) are the
responsible. This study was conducted to verify the concentration and the continuous
monitoring capacity of these gases through the CairClip sensor, chromatography and
olfactometry, assessed through interviews with passers-by. Measuring the
concentration of these gases were made with the CairClip, a Cairpol sensor and it
were confronted with the values given by a chromatograph, Thermo Finnigan Trace
GC and the values obtained by the Methylene Blue method in a sewage station
treatment. An estimate of possibility of harmful health effects of the regulars of the
region was made in order to show how the concentration of hydrogen sulfide gas
found can harm the population and calculated the discomfort index that generates
odor. It was found that even with the sensitivity to odor varying from person to
person, the emission of gases by Rio Belem is harmful to exposed population, even
though at low concentration
Key words: hydrogen sulfide continuous monitoring , atmospheric pollution, Rio
Belém, health risk assessment
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1: ESPECTRO DE TOXICIDADE DO GÁS SULFÍDRICO. ......................... 27
FIGURA 2: LIMITE OLFATIVO, PARA H2S, ESTABELECIDO POR DIVERSAS
LITERATURAS.......................................................................................................... 28
FIGURA 3: MACRO LOCALIZAÇÃO DO MUNICÍPIO DE CURITIBA E DA BACIA DO
RIO BELÉM. PONTOS AMOSTRAIS DE QUALIDADE DA ÁGUA AI56, AI19 E AI15.
.................................................................................................................................. 36
FIGURA 4: LOCALIZAÇÃO DO PONTO DE MONITORAMENTO............................ 37
FIGURA 5: LOCAL ESCOLHIDO PARA COLETA DE MATERIAL. .......................... 38
FIGURA 6: LOCAL ESCOLHIDO PARA COLETA DE MATERIAL. .......................... 39
FIGURA 7: ORGANOGRAMA DA METODOLOGIA. ................................................ 40
FIGURA 8: TERMÔMETRO INFRAVERMELHO. ..................................................... 41
FIGURA 9: SENSOR CAIRCLIP, CAIRPOL.............................................................. 44
FIGURA 10: ESQUEMA DO SISTEMA INTEGRADO DO MICRO SENSOR DA
MARCA CAIRPOL..................................................................................................... 45
FIGURA 11: INTERFACE SOFTWARE CAIRSOFT. ................................................ 46
FIGURA 12: MONITORAMENTO EM AMBIENTE SEM EMISSÃO DE H2S E CH3SH.
.................................................................................................................................. 47
FIGURA 13: POSICIONAMENTO DO SENSOR CAIRCLIP. SENSOR EM USO. .... 48
FIGURA 14: MAPA DE LOCALIZAÇÃO DAS ETES. ................................................ 50
FIGURA 15: LOCALIZAÇÃO DOS AMOSTRADORES EM RELAÇÃO À ETE B...... 50
FIGURA 16: CROMATÓGRAFO UTILIZADO PARA ANÁLISE DOS GASES
OBTIDOS DURANTE A COLETA. ............................................................................ 51
FIGURA 17: EXEMPLO DE SERINGAS USADAS PARA COLETA DE AR.............. 51
FIGURA 18: ESTIMATIVA DE TEMPO PARA TRAJETO ENTRE LOCAL DE
COLETA E LOCAL PARA ANÁLISE CROMATOGRÁFICA. ..................................... 52
FIGURA 19: CROMATOGRAMRA PADRÃO 1% H2S. ............................................. 54
FIGURA 20: DATA E PERÍODO DE CAMPANHAS REALIZADAS NO RIO BELÉM.
.................................................................................................................................. 59
FIGURA 21: DADOS METEOROLÓGICOS DOS PERÍODOS DAS CAMPANHAS. 61
FIGURA 22: EVOLUÇÃO DA AIQA DE 1992 A 2009, NO RIO BELÉM, NOS
PONTOS AI56, AI19 E AI15, ONDE LARANJA INDICA POLUIDO, VERMELHO
MUITO POLUIDO E ROXO EXTREMAMENTE POLUIDO. ...................................... 64
FIGURA 23: CONCENTRAÇÕES DE H2S e CH3SH NO DIA 04/09/2014, DAS 11 ÀS
12 HORAS, COM O SENSOR CAIRCLIP. ................................................................ 65
FIGURA 24: CROMATOGRAMA DA AMOSTRA DE AR COLETADA NO DIA
04/09/2014. ............................................................................................................... 66
FIGURA 25: CONCENTRAÇÕES DE H2S e CH3SH NO DIA 04/02/2015, DAS 15 ÀS
16 HORAS, COM O SENSOR CAIRCLIP. ................................................................ 67
04/02/2015. ............................................................................................................... 68
FIGURA 27: CONCENTRAÇÕES DE H2S e CH3SH NO DIA 07/02/2015, DAS 11
HORAS ÀS 04 MINUTOS E 12 HORAS E 04 MINUTOS, COM O SENSOR
CAIRCLIP. ................................................................................................................. 69
07/02/2015. ............................................................................................................... 70
FIGURA 29: CONCENTRAÇÕES DE H2S E CH3SH NO DIA 06/05/2015, DAS 7
HORAS ÀS 20 HORAS, COM O SENSOR CAIRCLIP. ............................................ 71
FIGURA 30: ANÁLISE DAS MÉDIAS DE CONCENTRAÇÃO DE H2S E CH4S, COM
INDICAÇÃO DAS NÃO HOMOGÊNEAS, SEGUNDO TESTE TUKEY. .................... 72
FIGURA 31: CAMPANHAS REALIZADAS COM O CAIRCLIP NA ETE B. ............... 74
FIGURA 32: VALORES DE H2S ENCONTRADOS POR GRASEL (2014) ............... 75
FIGURA 33: COMPARAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE H2S E CH3SH ENTRE
MÉTODOS CAIRCLIP E AZUL DE METILENO. ....................................................... 75
FIGURA 34: RESULTADO DO MONITORAMENTO DE H2S E CH3SH PELO
CARICLIP E COMPARAÇÕES COM RESULTADOS DO METODO AZUL DE
METILENO EM P1. ................................................................................................... 77
METILENO EM P3. ................................................................................................... 78
METILENO EM P3, EM ESCALA LOGARITÍMICA. .................................................. 79
METILENO EM P4. ................................................................................................... 80
FIGURA 38: RESPOSTAS REFERENTES À QUESTÃO 01. ................................... 83
FIGURA 42: CONCENTRAÇÕES ENCONTRADAS NO RIO BELÉM, DAS 11H E 04
MINUTOS ÀS 12 HORAS, NOS DIAS 04/09/2014, 07/02/2015 E 06/05/2015. ........ 88
FIGURA 43: CONCENTRAÇÕES ENCONTRADAS NO RIO BELÉM, DAS 15H ÀS
16HORAS, NOS DIAS 04/02/2015 E 06/05/2015. .................................................... 89
FIGURA 44: CONCENTRAÇÃO ENCONTRADA NO RIO BELÉM JUNTAMENTE
COM OS DADOS METEOROLÓGICOS DO PERÍODO. PRECIPITAÇÃO DURANTE
TODO ESSE PERÍODO FOI DE 0 MM. .................................................................... 90
FIGURA 45: CONCENTRAÇÃO ENCONTRADA EM P3 JUNTAMENTE COM OS
DADOS METEOROLÓGICOS DO PERÍODO. A PRECIPITAÇÃO DURANTE TODO
ESSE PERÍODO FOI DE 0 MM. ............................................................................... 92
LISTA DE TABELAS
TABELA 1: EXEMPLOS DE POLUIÇÃO PRIMÁRIA E SECUNDÁRIA. ................... 21
TABELA 2: COMPOSTOS ODORANTES E SEU ODOR PERCEBIDO. .................. 23
TABELA
3:
PRINCIPAIS
COMPOSTOS
ODORANTES
E
SUAS
CARACTERÍSTICAS. ................................................................................................ 24
TABELA 4: CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DO H2S ........................... 26
TABELA 5: EFEITO DO SULFETO DE HIDROGÊNIO NOS SERES HUMANOS. ... 27
TABELA 6: VARIÁVEIS DE QUALIDADE DA AGUA MONITORADAS PELO IAP E
LIMITES DO CONAMA 357/05 ................................................................................. 42
TABELA 7: LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE MONITORAMENTO DO IAP NO RIO
BELÉM. ..................................................................................................................... 43
TABELA 8: PARÂMETROS UTILIZADOS NO CROMATÓGRAFO. ......................... 53
TABELA 9: CARACTERÍSTICAS DA COLUNA TRACEPLOT TG-BOND Q
UTILIZADA JUNTO AO CROMATÓGRAFO. ............................................................ 53
TABELA 10: CATEGORIAS DE INCÔMODOS (i) E PESOS DOS FATORES DE
ODORES (Wi) ESTABELECIDOS PELA AUTORA EM CONSIDERAÇÃO A ESCALA
DE RESPOSTAS ADOTADA. ................................................................................... 57
TABELA
11:
CARACTERISTICA
DE
EXPOSIÇÃO
DE
CADA
INDIVIDUO
ANALISADO. ............................................................................................................. 58
TABELA 12: CONCENTRAÇÃO MAXIMA QUE CADA INDIVÍDUO PODE FICAR
EXPOSTO SEM RISCOS A SAÚDE, SEGUNDO RAIS (2014). ............................... 58
TABELA 13: TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DA ÁGUA ..................................... 59
TABELA 14: ESTATÍSTICAS DOS DADOS METEREOLOGICOS ........................... 62
TABELA 15: RESULTADOS DO AIQA NO MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA
ÁGUA DO RIO BELÉM NO PERÍODO DE ABRIL DE 2005 A FEVEREIRO DE 2009
.................................................................................................................................. 63
TABELA 16: RESUMO DAS CAMPANHAS REALIZADAS NO RIO BELÉM. ........... 72
TABELA 17: ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS DE GRASEL (2014) .................... 75
TABELA 18: RESULTADOS DO QUESTIONÁRIO ................................................... 81
TABELA 19: RISCO TOTAL, SEGUNDO RAIS (2014), DE CADA INDIVÍDUO
EXPOSTO ÀS CONCENTRAÇÕES ENCONTRADAS NAS MARGENS DO RIO
BELÉM. ..................................................................................................................... 87
LISTA DE ESPÉCIES E COMPOSTOS QUÍMICOS
BaSO4
sulfato de bário
CH2
metileno
CaSO4
sulfato de cálcio
CH2O
formaldeído
CH3S
metil mercaptana
HCO3-
bicarbonato
CH4
CO
metano
monóxido de carbono
H2S
sulfeto de hidrogênio, gás sulfídrico
O3
ozônio
SO42-
sulfato de enxofre solúvel
NH3
SO2
amônia, amoníaco
dióxido de enxofre
LISTA DE SÍMBOLOS DE VARIÁVEIS
DV
P
PP
TAr
Ti
Tf
UR
VV
direção do vento
número total de observados
número de respostas da categoria i
pressão atmosférica
precipitação
temperatura ambiente média
temperatura da superfície da água no início
temperatura da superfície da água no fim
umidade reativa
velocidade do vento
fator de odor por categoria odorante i
grau de confiança desejado
margem de erro
categoria de incômodo odorante
tamanho da amostra
̅
σ
prevalência esperada
média
desvio padrão
LISTA DE SIGLAS
BRS
Bactérias Redutoras de Sulfato
COD
Carbono Orgânico Dissolvido
ETE
Estação de Tratamento de Esgoto
OMS
Organização Mundial da Saúde
CONAMA
IAP
PDA
SIMEPAR
Conselho Nacional do Meio Ambiente
Instituto ambiental do Paraná
Programa de Despoluição Ambiental
Sistema Meteorológico do Paraná
SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO ................................................................................................... 17
1.1
OBJETIVOS ................................................................................................. 19
1.1.1
1.1.2
2
3
4
Objetivos específicos ............................................................................. 19
1.2
ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO ............................................................... 20
2.1
SULFETO DE HIDROGÊNIO (H2S) E METIL MERCAPTANA (CH3SH)...... 25
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................................... 21
DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO - RIO BELÉM ......................................... 33
METODOLOGIA ................................................................................................ 40
4.1
LEVANTAMENTO DE DADOS AMBIENTAIS .............................................. 41
4.1.1
Temperatura da superfície da água ....................................................... 41
4.1.3
Dados qualidade da água ...................................................................... 42
4.1.2
4.1.4
4.1.5
4.1.6
4.3
5
Objetivo geral......................................................................................... 19
4.4
Dados meteorológicos ........................................................................... 41
Sensor CairClip...................................................................................... 44
Cromatografia ........................................................................................ 51
Olfatometria ........................................................................................... 55
ANÁLISE DE RISCO .................................................................................... 57
ANÁLISE DE CORRELAÇÕES .................................................................... 58
RESULTADOS ................................................................................................... 59
5.1
LEVANTAMENTO DE DADOS AMBIENTAIS .............................................. 59
5.1.1
Temperatura da superfície da água ....................................................... 59
5.1.3
Dados qualidade da água ...................................................................... 62
5.1.2
5.1.4
5.1.5
Dados meteorológicos ........................................................................... 60
Sensor CairClip e Cromatografia ........................................................... 64
Olfatometria ........................................................................................... 81
5.2
6
7
5.3
ANÁLISE DE RISCO .................................................................................... 87
ANÁLISE DE CORRELAÇÔES .................................................................... 87
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ............................................................ 93
REFERÊNCIAS .................................................................................................. 95
Apêndice A .............................................................................................................. 101
17
1.
INTRODUÇÃO
Com a evolução da tecnologia, o tipo, a qualidade e a quantidade dos
resíduos produzidos e despejados no ambiente foram se alterando e poluindo o
meio ambiente, apesar de também se encontrar tecnologias limpas que permitam
evitar e muitas vezes despoluir áreas.
A Revolução Industrial foi o marco dessa transformação ambiental,
influenciando fortemente no aumento da geração de resíduos e de emissões no
meio ambiente. O ar atmosférico vem sofrendo impactos na sua composição e essas
alterações de qualidade do ar vêm prejudicando a saúde e o bem estar da
população impactada.
Atualmente, são lançados inúmeros gases que causam diversos problemas
ambientais, entre eles gases de efeito estufa, gases de odores indesejáveis e gases
tóxicos, que causam grandes incômodos e prejuízos a toda sociedade.
Conforme Resolução 001 do CONAMA (1986), considera-se impacto
ambiental qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do
meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das
atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam a saúde, a segurança e o
bem-estar da população, as atividades sociais e econômicas, a biota, as
considerações estéticas e sanitárias do meio ambiente e a qualidade dos recursos
ambientais.
A preocupação com questões ambientais foi intensificada na década de 70,
após a Conferência de Estocolmo, considerada o primeiro grande marco de
discussões ambientais e na qual foi feita a Declaração do Meio Ambiente,
asseverando a importância de compatibilizar o desenvolvimento com a proteção
ambiental.
Não obstante, a década de 30 é considerada como ponto de partida,
principalmente devido ao Decreto nº 24.643, de 10 de julho de 1934 (BRASIL, 1934),
conhecido como Código das Águas. Esse fundamenta e demonstra claramente seus
objetivos: “Considerando que o uso das águas no Brasil tem-se regido até hoje por
uma legislação obsoleta, em desacordo com as necessidades e interesse da
coletividade nacional. Considerando que se torna necessário modificar esta
situação, dotando o país de uma legislação adequada que, de acordo com a
18
tendência atual, permita ao poder público controlar e incentivar o aproveitamento
industrial das águas. Considerando que, em particular, a energia hidráulica exige
medidas que facilitem e garantam seu aproveitamento racional” (BRASIL, 1934).
Após a Constituição de 1988, a população brasileira evoluiu muito no trato
com questões ambientais, pois no texto constitucional, pela primeira vez, o meio
ambiente passa a existir como um direito fundamental dos seres humanos (DIAS,
2009).
Assim também está escrito no parágrafo único do artigo primeiro da Lei nº
10.257, de 10 de julho de 2001 (BRASIL, 2002) “Art.1º. Parágrafo único. Para todos
os efeitos, esta lei, denominada Estatuto da Cidade, estabelece normas de ordem
pública e interesse social que regulam o uso da propriedade urbana em prol do bem
coletivo, da segurança e do bem estar dos cidadãos, bem como o equilíbrio
ambiental”.
Nesse cenário, a intersecção de áreas industriais com áreas urbanas tem
sido objeto de preocupação da sociedade. Um dos problemas resultantes desse
conflito de zoneamento é o impacto causado pelos poluentes à saúde da população
e à sua qualidade de vida do entorno (BATISTELA, 2007).
O crescimento das cidades e a expansão imobiliária fizeram com que muitas
águas fossem canalizadas e sobre elas construídas edificações e arruamentos, o
que encobre seu curso. Além disso, em muitas cidades, a inexistência de registro de
obras já realizadas e da situação real das águas fluviais prejudica o planejamento
urbano e de revitalização nos grandes centros, tal como o de Curitiba.
O Rio Belém é um exemplo típico de rio maltratado pela sociedade
curitibana. Esse rio passa pela região central e, ao longo de seu curso recebe e
transporta inúmeros contaminantes em seu corpo, principalmente efluente
doméstico, levando-os até onde desagua, no Rio Iguaçu.
É inegável que o Rio Belém mais parece um esgoto a céu aberto, tanto pela
sua aparência quanto pelo seu odor exalado, facilmente observado após o trecho
que percorre canalizado. Nesse trecho, o material depositado não é visível, o que
mascara a real situação, fazendo com que a população tenha a falsa percepção do
problema existente.
Relatos da população presente nessa redondeza enfatizam o incômodo do
odor emitido pelo rio afetando significativamente seus cotidianos.
19
Além de moradores, a região também é frequentada por trabalhadores e
estudantes, que estão na região por no mínimo cinco horas diárias, durante pelo
menos cinco vezes por semana.
O presente trabalho tem o foco na qualidade do ar com base nas medições
de concentrações de gás sulfídrico e metil mercaptana emitidos pelo Rio Belém, e os
mesmo são os principais gases odoríferos emitidos por efluentes provenientes de
esgotos sanitários (BELLI FILHO, 1998).
As medições desses gases e as análises de dados fornecem informações
sobre os níveis de concentração emitidos pelo rio, e a avaliação da sensibilidade das
pessoas a suas diferentes concentrações possibilita o entendimento sobre a
percepção do odor pelos indivíduos. Assim, será possível entender o quanto a saúde
da população pode ser afetada por esses gases, considerando a concentração e o
tempo de exposição. Dessa forma, tornando possível uma melhor gestão ambiental
e ações que visem impedir a deterioração da qualidade do rio e como consequência
melhoria na qualidade do ar atmosférico.
Essa avaliação ajudará na conscientização da população em relação à
necessidade de se agir com a máxima urgência, bem como exigir da Administração
Pública políticas de recuperação e preservação do rio. Além disso, permitirá a
implantação de medidas mitigatórias, e uma reflexão do nosso modo de vida
imposto sobre o meio ambiente, e consequentemente nossa qualidade de vida.
Este estudo visa contribuir para que providências sejam tomadas para
amenizar e talvez solucionar esta situação que a cada dia se torna mais intolerável.
1.1
OBJETIVOS
1.1.1
Objetivo geral
Avaliar o impacto dos gases H2S (gás sulfídrico) e CH4S (metil mercaptana),
emitidos pelo Rio Belém, no grau de incômodo da população.
1.1.2
Objetivos específicos

Monitorar o gás odorífero (H2S e CH4S) na região do Rio Belém através do
CairClip, cromatografia gasosa e olfatometria;
20




1.2
Comparar os gases H2S e CH4S, entre as medições do CairClip e do método
Azul de Metileno na região de uma estação de tratamento de esgoto;
Quantificar e analisar estatisticamente os gases monitorados na região do
Rio Belém;
Mostrar os possíveis efeitos das concentrações de gases na saúde da
população atingida;
Analisar a sensibilidade das pessoas em relação à concentração medida.
ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
Esta dissertação é composta por seis capítulos que englobam introdução,
fundamentação teórica, descrição da área de estudo, metodologia, resultados e
conclusão.
Na introdução, Capitulo 1, explana-se sobre a motivação e justificativa
contextualizando a problemática em torno do tema, além disso, constam-se os
objetivos deste estudo.
Uma breve revisão de literatura e estado da arte é feita dentro da
fundamentação teórica, Capitulo 2, bem como a caracterização dos gases
estudados.
No capitulo 3 contempla-se a descrição da área do Rio Belém, a qual é
utilizada neste estudo.
A metodologia descrita no Capitulo 4, estão os materiais e métodos
utilizados com os respectivos resultados apresentados no Capitulo 5.
A conclusão está apresentada no Capitulo 6.
Além disso, no Capitulo 7 estão as referências utilizadas e o apêndice A
onde está descrito a conversão de unidades (ppb para µg.m-3).
21
2
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Conforme define a lei nº 6938, de 31 de agosto de 1981, referente à Política
Nacional de Meio Ambiente, poluição é a deterioração da qualidade ambiental em
decorrência de atos diretos ou indiretos que prejudiquem a saúde e/ou bem estar da
população e do meio ambiente.
Segundo Almeida (1999), poluição atmosférica são gases, líquidos ou
sólidos presentes na atmosfera em níveis elevados o suficiente para causar dano a
qualquer ser vivo ou material.
A poluição atmosférica afeta diretamente o meio ambiente, alterando
paisagens naturais e artificiais, bem como a saúde dos seres vivos. Muitas
estruturas e obras de arte também são danificadas por essa poluição causando
grande prejuízo econômico e cultural.
Segundo Torres e Martins (2006), em decorrência da grande variedade de
substâncias presentes na atmosfera se torna difícil estabelecer uma classificação
para a poluição. De acordo com Almeida (1999), poluição pode ser classificados em
dois grupos: poluição primária e poluição secundária. A poluição primária é aquela
emitida diretamente na atmosfera, que, reagindo quimicamente com outros
componentes presentes na mesma origina a poluição secundária.
Na TABELA 1 é possível visualizar alguns exemplos de cada tipo de
poluição.
TABELA 1: EXEMPLOS DE POLUIÇÃO PRIMÁRIA E SECUNDÁRIA.
Classificação
Exemplos
Poluição Secundária
O3, aldeídos, sulfatos, ácidos orgânicos e nitratos
orgânicos.
Poluição Primária
FONTE: Almeida (1999).
CO, SO2, cloro, NH3, H2S, CH4 e mercaptanas.
Os poluentes atmosféricos também podem ser classificados devido a sua
classificação química, sendo divididos em poluentes orgânicos e poluentes
inorgânicos. Os poluentes orgânicos são aqueles originados por substâncias
químicas como, por exemplo, hidrocarbonetos, pesticidas, herbicidas, matéria
22
orgânica. Dentro dos poluentes inorgânicos encontram-se os metais pesados como
mercúrio, chumbo, cádmio entre outros.
Os poluentes, quando presentes na atmosfera, podem causar danos aos
que estão expostos a eles. Como exemplos, cita-se indisposições, mal-estar e
incômodos, que muitas vezes, são resultantes da emissão de odores provocados
por gases. Tais odores são provocados por moléculas de naturezas diversas que
interagem com o sistema olfativo, causando impulsos transmitidos ao cérebro, que,
uma vez processados, relacionam a substância odorífera à memória olfativa dos
indivíduos (PROKOP, 1986).
Do ponto de vista de qualidade do ar, os maus odores, juntamente com
pequenas partículas, que compõem a poeira, são os incômodos mais fortemente e
imediatamente percebidos pela população (BELLI, 1998).
Além desses problemas, o mal estar causado por odores também é
considerado um indício para caracterização de condições de poluição atmosférica
(SCHIFFMAN E WILLIAMS, 2005).
Em condições atmosféricas normais, muitas substâncias geradoras de
odores incômodos estão no estado gasoso ou têm volatilidade significativa. O odor é
usualmente caracterizado com base em detecção, intensidade, qualidade e
aceitabilidade, a qual é uma característica individual do receptor. A detecção referese à mínima concentração necessária para estimular o olfato de uma porcentagem
específica na população, geralmente considera-se 50%. A intensidade refere-se a
força ou magnitude da sensação de odor e aumenta em função da concentração da
substância odorante. A qualidade é expressa em palavras, que descrevem o cheiro
da substância. Já a aceitabilidade, é uma categoria relativa como gostar ou não
gostar, ser agradável ou desagradável. Essas dimensões podem ter uma grande
amplitude de variação, desde muito agradável até insuportável (EPA, 2001).
Cada substância apresenta um odor característico na percepção dos seres
humanos. Na TABELA 2 mostram-se alguns exemplos de substâncias e o odor
percebido pelos humanos para cada um deles.
Porém, esses gases também podem originar outras reações sobre os
indivíduos, como dores de cabeça, enjoos, insônias e irritações na pele, no sistema
respiratório e nos olhos. Dependendo da concentração, podem causar também a
síndrome do desconforto respiratório, danos neurológicos e até óbito nas
comunidades no entorno das fontes emissoras (SCHIFFMAN et al., 2001).
23
TABELA 2: COMPOSTOS ODORANTES E SEU ODOR PERCEBIDO.
Composto
Acetaldeído
Amônia
Fórmula
CH3CHO
NH3
Ácido Butínico
CH3CH2CH2COOH
Dimetil Amina
CH3CH3NH
Dietil Sulfeto
Dimetil Sulfeto
Etil Mercaptana
Formaldeído
Sulfeto de Hidrogênio
Metil Mercaptana
Propil mercaptana
Dióxido de enxofre
Trimetil amina
FONTE: Cheremisinoff, (1992).
C2H5C2H5S
CH3CH3S
C2H5SH
HCHO
H2S
CH3SH
C3H7SH
SO2
CH3CH3CH3N
Odor Percebido
Acre
Acre
Rançoso
Alho
Peixe
Repolho em decomposição
Acre
Ovo podre
Desagradável
Acre
Peixe
A maneira como a população percebe os odores é algo subjetivo, cada
indivíduo reage diferentemente a cada composto químico e também apresenta
reação fisiológica adversa para cada concentração. Alguns fatores, tais como: idade,
sexo, tabagismo, saúde debilitada, baixa higiene bucal, hormônios de reprodução,
aspectos psicofísicos e condições de exposição influenciam na sua sensibilidade
(DOTY E CAMERON, 2009; GOSTELOW et al., 2001; SHERIDAN et al., 2004)
Os compostos odorantes podem ser determinados por meio de análises
químicas e também da olfatometria. As análises químicas são capazes de identificar
e quantificar quais compostos são responsáveis pelos odores, ao passo que a
olfatometria qualifica e apresenta as intensidades odorantes juntamente com seus
níveis de incômodo, tendo como base o olfato do ser humano e considerando a
variação da sensibilidade individual diferente para cada composto.
Belli Filho et al. (2001) mostram que o limite olfativo de cada substância
varia para cada pessoa. Estes limites podem ser verificados na TABELA 3.
24
TABELA 3: PRINCIPAIS COMPOSTOS ODORANTES E SUAS CARACTERÍSTICAS.
Nome
Fórmula
Peso molecular
[g/mol]
Característica do
odor
Limite olfativo
3
[mg/m ]
Acetaldeído
CH3CHO
44
Maçã
0,04 a 1,8
Ácido acético
CH3COOH
60
Vinagre
0,0025 a 6,5
Ácido butírico
C3H7COOH
88
Manteiga
0,0004 a 3
Ácido sulfídrico
H2S
34
Ovo podre
0,0001 a 0,03
Ácido valérico
C4H9COOH
102
Suor
0,0008 a 1,3
NH3
17
Picante e irritante
0,5 a 37
C3H7CH2OH
74
---
0,006 a 0,13
Dimetil
dissulfeto
(CH3)2S2
94,2
Pútrico
0,003 a 0,0014
Dimetil sulfeto
(CH3)2S
62,13
Legumes
deteriorados
0,0025 a 0,65
Escatol
C9H8NH
131,5
Fecal, nauseante
0,008 a 0,10
Etanol
CH3CH2OH
46
---
0,2
Etil amina
C2H5NH2
45
Picante amoniacal
0,05 a 0,83
Etil mercaptana
C2H5SH
62
Repolho
deteriorado
0,0001 a 0,03
Fenol
C6H5OH
94
---
0,0002 a 0,004
Indol
C8H6NH
117
Peixe deteriorado
0,0006
Metil amina
CH3NH2
31,05
Peixe em
decomposição
0,0021
Metil
mercaptana
CH3SH
48
Repolho, alho
0,0005 a 0,08
(C2H5)2S
90,2
Etéreo
0,0045 a 0,31
Amônia
Butanol Dietil
Sulfeto
FONTE: Belli Filho et al., (2001).
A avaliação de intensidade odorante pode ser feita com a comparação da
amostra a ser analisada com referências de odores, constituídas por diluições
conhecidas de um composto padrão (BELLI FILHO E LISBOA, 1998).
25
Zaouak et al. (2013) verificaram que 13 a 20% da população dos países
europeus sentem irritação com odores ambientais, sendo que os últimos anos foram
marcados por quantidade crescente de estudos e legislações para controle de odor.
As atividades industriais e agrícolas são conhecidas como responsáveis pela
maioria das emissões de compostos odoríferos, tais como sulfureto de hidrogênio ou
gás sulfídrico (H2S) e amônia ou amoníaco (NH3).
Quando um individuo é exposto por longos períodos a uma determinada
substância odorante, ele pode desenvolver adaptação (fadiga olfativa), que ocorre
quando pessoas experimentam um decréscimo na percepção da intensidade de um
odor se o estímulo for recebido continuamente (ASCE e WEF, 1995).
Pode-se observar que os compostos que apresentam as maiores faixas de
percepção pelo olfato humano são os compostos com enxofre, os quais são os
principais responsáveis pelos maus odores.
O esgoto doméstico contém enxofre orgânico derivado principalmente de
material proteico e resultante de sulfonatos de detergentes domésticos. Já o enxofre
inorgânico está presente na forma de sulfato.
A Organização Mundial de Saúde (OMS) estipulou concentrações toleráveis
de sulfeto de hidrogênio no ar, sendo de 100 μg/m3 a 20 μg/m3, respectivamente,
para curto tempo (1 a 14 dias) e médio tempo (até 90 dias) de exposição,
considerando que para longo período não há concentração tolerável (WHO, 2003).
2.1 SULFETO DE HIDROGÊNIO (H2S) E METIL MERCAPTANA (CH3SH)
Sulfeto de hidrogênio também é conhecido com gás sulfídrico e suas
principais características físicas e químicas podem ser visualizadas na TABELA 4.
O H2S é solúvel em água e óleo, podendo ser liberado quando esses
líquidos são aquecidos, despressurizados ou agitados, entrando em combustão e
explodindo com facilidade. Durante sua queima, emite dióxido de enxofre, que é
outro gás tóxico e de cheiro forte e irritante (Azevedo et al., 1999).
26
TABELA 4: CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E QUÍMICAS DO H2S
Fórmula Molecular
H2S
Pressão de Vapor
15,600 mmHg a 25°C
g
1,5392 L a 0°C, 760 mmHg
Massa Molar
34,08
Densidade
Ponto de Ebulição
Ponto de Fusão
-60,33°C
Solubilidade na Água
FONTE: USEPA (2003)
-85,7 °C
mg
3980
L a 20°C
Como explica Mainier et al. (2005), os mecanismos de geração do gás
sulfídrico (H2S) necessitam de uma FONTE de enxofre, tais como: sulfato solúvel
(SO42–), sulfato de cálcio (CaSO4) ou sulfato de bário (BaSO4); de um mediador,
como bactérias ou elevadas temperaturas, e de um agente catalisador, cuja
presença interfere na velocidade da reação. No caso das bactérias redutoras de
sulfato (BRS), outros parâmetros como pH, teor de matéria orgânica, salinidade,
temperatura e ausência de oxigênio são fundamentais no desenvolvimento do
processo de geração de H2S. Isso pode ser percebido na reação entre formaldeído
(CH2O) e sulfato (SO42–), resultando na emissão de gás sulfídrico (H2S) e
bicarbonato (HCO3-).
CH2 O+SO24
BRS
H2 S↑ +2HCO-3
1
O gás sulfídrico, segundo Mainier et al. (2005), tem efeitos nocivos ao
organismo humano, afetando as mucosas respiratórias e oculares, causando
irritações e, a depender da concentração, podendo ser letal.
Essa substância, que é mais letal do que o Ácido Cianídrico, possui efeito
enganador no sistema olfativo, pois o odor só é percebido em pequenas
concentrações, quando ainda está abaixo dos níveis considerados perigosos. A
partir de 100 ppm (cerca de 10.000 vezes o limiar de percepção médio) o sistema
olfativo é rapidamente insensibilizado e concentrações letais deixam de ser
percebidas pelo odor (AMOORE, 1983).
Os efeitos causados pelo H2S nos seres humanos dependem da
concentração e do tempo de exposição. Na FIGURA 1, é possível visualizar os
efeitos causados pela exposição de seres humanos a certa concentração de H2S.
27
FIGURA 1: ESPECTRO DE TOXICIDADE DO GÁS SULFÍDRICO.
FONTE: ADAPTADO DE EPA, 1985. Conversão a 25ºC e 1 atm.
Na TABELA 5 é possível visualizar alguns efeitos de acordo com a
concentração e o tempo de exposição.
TABELA 5: EFEITO DO SULFETO DE HIDROGÊNIO NOS SERES HUMANOS.
Concentração
Concentração de H2S
Tempo
de
de H2S
Efeito nos seres humanos
3
µg/m
Exposição
ppm
0,05 – 5
69 – 6961
1 min
Detecção do odor característico
10 – 30
50 – 100
13922 – 41767
69612 – 139225
6 – 8h
150 – 200
208838 – 278451
2 – 15 min
Conjuntivite,
dificuldade
respiração
Perda do olfato
350 – 450
487289 – 626515
2 – 15 min
Inconsciência, convulsão
250 – 350
500 – 600
700 – 1500
348064 – 487289
696128 – 835354
974579 – 2088385
30 min – 1h
2 – 15 min
2 – 15 min
0 – 2 min
Irritação nos olhos
de
Irritação nos olhos
Distúrbios
respiratórios
circulatórios
Colapso, morte
e
FONTE: Adaptado de Mainier et al. (2005). Conversão a 25ºC e 1 atm.
Nota-se que os limites de percepção variam de literatura para literatura, e
essas diferenças são atribuídas pelas diferenças entre os sistemas olfativos
individuais e a sensibilidade de cada um (EPA, 2014).
28
A FIGURA 2 mostra os limites de início de percepção estabelecidos por
alguns autores.
FIGURA 2: LIMITE OLFATIVO, PARA H2S, ESTABELECIDO POR DIVERSAS LITERATURAS.
FONTE: EPA, 2014
O perigo causado por altas concentrações de sulfeto de hidrogênio é
relativamente bem conhecido, mas informações sobre a exposição humana por um
longo período a baixas concentrações são escassas (WHO, 2000).
Assim como o H2S, a metil mercaptana é extremamente mal cheirosa, ainda
em baixas concentrações (RECH, 2007).
A ação tóxica nos seres humanos é conhecida desde o século XVIII e,
mesmo após tantos anos, ainda ocorrem casos de intoxicação, inclusive com
mortes.
O gás sulfídrico e as mercaptanas costumam aparecer em misturas mal
cheirosas, geralmente predominando o H2S. É preciso cuidado quando esses gases
estão presentes, pois formam mistura explosiva com o ar e a ignição pode ocorrer
espontaneamente (SCHWAB, 2003).
A agressividade do gás sulfídrico também é avaliada nos contatos com
materiais e equipamentos, resultando, na maioria das vezes, em deteriorações ou
fraturas com consequências catastróficas (MAINIER, 1996). Esse gás tende a ser
um problema em comunidades localizadas próximo a áreas industriais, sendo a
inalação a rota mais comum da exposição exógena ao composto, pois é
29
rapidamente absorvido através do pulmão ou pelo trato gastrointestinal (WHO,
2003).
Jaakkola et al. (1990) registraram que pessoas expostas a sulfeto de
hidrogênio, enquanto viviam em comunidade, em torno de uma fábrica de papel,
tiveram 12 vezes mais irritação nos olhos que pessoas não expostas. Esses efeitos
foram observados numa concentração média anual de 6 μg.m-3.
A maioria dos casos fatais envolvendo ácido sulfídrico ocorre em espaços
relativamente confinados. As vítimas perdem a consciência lentamente após a
inalação do gás, às vezes após uma ou duas respirações (WHO, 2003).
Beauchamp (1984) observou trabalhadores de uma fábrica de viscose que
apresentavam irritação nos olhos e constatou que isso se deu após seis ou sete
horas de exposição a 10ppm (aproximadamente 14 mg.m-3) de H2S ou após quatro
ou cinco horas a 13 ppm (aproximadamente 18 mg.m-3).
Kilburn e Warshaw (1991) realizaram um estudo com operários de uma
refinaria de petróleo na Califórnia, a qual recuperava enxofre de petróleo rico em
H2S, e com moradores residentes nas cercanias. No estudo foi constatado que
normalmente parte desta população queixava-se de náuseas, vômitos, dores de
cabeça e depressão. Quando foram comparados com outros residentes da região
não expostos a H2S, apresentaram alguns distúrbios na coordenação motora e na
discriminação de cores.
A intoxicação letal por sulfeto de hidrogênio ocorre em concentrações de
1000 a 2000 ppm (aproximadamente de 1390 a 2785 mg.m-3), devido à paralisia do
centro respiratório e, consequentemente, à parada cardio-respiratória (ACGIH,
1991).
A presença do H2S pode não ser mais percebida após algum tempo de
exposição. Contudo, o que torna o sulfeto mais perigoso é o efeito anestésico acima
de 400 ppm (em torno de 555 mg.m-3), o que, segundo a Water Pollution Control 46
Federation (1976), citado por Takahashi (1983), provoca a insensibilidade ao seu
odor rapidamente, justamente no ponto de risco da possibilidade da concentração
letal.
Segundo Gregorakos, et al. (1995), cinco de oito funcionários que instalavam
canos de esgoto morreram intoxicados por H2S em um acidente envolvendo
vazamento desse gás. As autópsias mostraram que eles apresentavam edema
pulmonar, miocardite, hemorragia na mucosa gástrica, além do cérebro e da parte
30
posterior do intestino apresentarem cor esverdeada. A causa da morte de um
desses cinco homens foi parada cardíaca, trinta e seis horas após o acidente. Dos
três que sobreviveram ao acidente, um conseguiu superar uma parada cardíaca seis
horas após o ocorrido, enquanto que os outros dois morreram dois meses após o
acidente de infarto agudo do miocárdio.
Contudo, o efeito do H2S não se reduz às implicações causadas nos seres
humanos, pois há também danos causados em materiais. A corrosão é um desses
malefícios.
A corrosão associada ao H2S pode ser definida como a deterioração total,
parcial, superficial ou estrutural dos materiais por ataque químico ou eletroquímico
associado ou não aos efeitos mecânicos, sendo, então, classificada como corrosão
química e corrosão eletroquímica (MAINIER et al., 2007).
A corrosão química é um processo no qual o sulfeto de hidrogênio agride
diretamente o material metálico, formando uma película de sulfeto. As propriedades
dessa película dependem de vários fatores, tais como a afinidade do metal ao H2S, a
rugosidade, a temperatura e a pressão. O aumento da temperatura, da pressão e
das altas concentrações de sulfeto de hidrogênio acelera a taxa de corrosão,
formando uma película porosa e não aderente. Alguns aços-carbono de baixa liga
podem formar uma película protetora, o que os torna mais resistentes à corrosão
causada pelo H2S, se comparados a outros aços.
Já a corrosão eletroquímica é um processo espontâneo, que ocorre no
contato do material metálico com um eletrólito, ao ocorrerem reações anódicas e
catódicas, simultaneamente. A transferência dos elétrons da região anódica para a
catódica é feita por meio de um condutor metálico e uma difusão de ânions e cátions
na solução fecha o circuito elétrico. Esse tipo de corrosão pode ser classificado em:
corrosão por pite em presença de H2S, corrosão grafítica em ferro fundido na
presença de H2S, corrosão microbiológica por ação das bactérias redutoras de
sulfato, corrosão sob tensão e corrosão sob fadiga.

O gás apresenta uma longa lista de inconvenientes (WHO, 2003):
é tóxico, porque se combina facilmente com compostos essenciais que
contêm ferro na célula;


é mau odorante (odor de ovo podre);
é encontrado nas estações de tratamento de esgoto, principalmente nas
etapas de fluxo turbulento;
31

é extremamente corrosivo em atmosfera úmida, transformando-se em ácido

por ser mais denso que o ar, acumula-se abaixo da camada de ar, faixa

no ar, é oxidado por moléculas de oxigênio e radicais hidroxila, formando o

o tempo de residência do ácido sulfídrico na atmosfera é tipicamente menor
sulfúrico, podendo ocasionar chuvas ácidas;
habitada;
radical sulfidril e, após, dióxido de enxofre ou compostos de sulfato;
que 1 dia, mas pode ser maior que 42 dias no inverno, segundo estudo realizado no
hemisfério norte.
relativa
Bruno et al. (2007) expõem que condições ambientais (pressão, umidade
do
ar,
temperatura,
velocidade
e
direção
do
vento)
influenciam
significativamente na produção e na dispersão do H2S na atmosfera e, por
consequência, na intensidade do odor.
Pela maneira que é naturalmente formado, pode ser facilmente encontrado
em rios poluídos e estações de tratamento de esgoto. Segundo Who (2000), apenas
10% do total global emitido do gás sulfídrico é de origem antropogênica.
Segundo afirma Grasel (2014), a legislação brasileira somente possui limite
de emissão de H2S estabelecidos para ambientes de trabalho, não existindo nenhum
limite para ambientes abertos.
Além de todos os problemas já citados, a desvalorização imobiliária das
áreas contaminadas é um problema recorrente que afeta os moradores das regiões
vizinhas às fontes de emissão.
A área urbana ao redor de um rio pode agregar massivamente a presença
de materiais orgânicos no seu corpo hídrico. Em relação ao rio em tema, o Rio
Belém, Gabriel (2013) afirma que é possível identificar que a tendência de ocupação
ao longo da sua bacia ocorre de forma diversa e é decisiva para entender às
modificações na área verde e os problemas ambientais ali existentes.
De acordo com Wimberry (1985) sob o ponto de vista sociológico, mau odor
pode diminuir o orgulho pessoal e da comunidade, interferindo nas relações
humanas de várias maneiras, como desencorajando investimentos de capital, baixo
status sócio econômico e prejuízo à reputação da comunidade. As comunidades
também são afetadas esteticamente. Alguns compostos, como sulfeto de hidrogênio,
reagem com pinturas contendo sais de metais pesados, escurecendo ou
32
descolorindo a superfície. Por outro lado, cobre ou prata perdem o brilho
rapidamente na presença de H2S.
A má qualidade da água não está relacionada ao perfil socioeconômico da
população, mas a outros fatores de recuperação e de preservação do rio e de seu
entorno (BILBÃO, 2007).
Exposição a altos níveis de gás de sulfureto de hidrogénio é um risco bem
documentado e compreendido, no entanto, a exposição a baixos níveis de sulfureto
de hidrogénio é pouco estudada apesar de bem comum (SIMONTON, 2007).
Kilburn e Warshaw (1995) relata anormalidades neurofisiológicas associadas
a níveis de concentração de H2S média de 10 ppb (≈13 µg.m-3) com picos de 100
ppb (≈130 µg.m-3) em um bairro de moradores expostos.
A NCDENR (2001) relata sintomas como dor de cabeça, náusea e irritação
dos olhos e garganta em comunidades expostas a concentrações baixas, no nível de
7 a 10 ppb (≈9 a 13 µg.m-3).
Collins e Lewis (2000) avaliaram efeitos de sulfeto de hidrogênio sobre
crianças e descobriram que a exposição por uma hora em concentração de 30 ppb
era demasiadamente elevada e que a exposição constante a 8 ppb (≈10 µg.m-3)
causou efeitos sobre os tecidos sensíveis do corpo, concluindo que não se deve
deixar crianças expostas a H2S mesmo que em baixas concentrações.
Em resposta ao artigo sobre os perigos da poluição atmosférica causado por
H2S escrito por Jackson (2009), Carman et al.(2009), argumentaram com base em
seus estudos onde concluíram que crianças em crescimento são mais vulneráveis
por respirarem mais rapidamente, tendo significativamente mais poluição por massa
corporal do que os adultos e afirmam ser inaceitável que as comunidades continuem
sofrendo os efeitos nocivos do H2S quando a tecnologia para controlar essas
emissões está disponível e acessível.
33
3 DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO - RIO BELÉM
A Bacia do Rio Belém banha o centro da cidade de Curitiba, Estado do
Paraná, e possui uma área de 87,85 km2, o que representa aproximadamente 20%
do município. O curso principal do rio estende-se por 21 km até a sua foz no Rio
Iguaçu (FEDRICH, 2002).
A nascente do Rio Belém localiza-se no bairro Cachoeira e ao longo de seu
trajeto percorre 37 bairros da cidade
Esse rio é um dos seis principais rios que atravessam Curitiba, juntamente
com os Rios Atuba, Barigui, Iguaçu, Passaúna e Ribeirão dos Padilha e tem como
tributários os rios Ivo, Parolin, Água Verde e Fany.
A FIGURA 3 apresenta a macrolocalização do Município de Curitiba e da
bacia hidrográfica do Rio Belém, juntamente com três pontos de coleta de amostras
de qualidade da água existentes no curso principal do rio.
O rio está quase totalmente canalizado, correndo pelo subsolo por boa parte
de seu percurso na cidade, para dar espaço a construções. Um grande problema
nessas condições são os resíduos depositados no rio que acabam não sendo
perceptíveis durante o trecho canalizado. Logo após o rio voltar a céu aberto,
percebe-se facilmente a má qualidade da água e do odor que dele exala.
Desde
1992,
o
Instituto
Ambiental
do
Paraná
(IAP–PR)
realiza
sistematicamente a avaliação da qualidade das águas do Rio Belém em nove pontos
amostrais situados em sua bacia hidrográfica. Os resultados mostram um rio
classificado como "poluído" a "muito poluído" (IAP, 1995).
Estima-se que cerca de 90% da poluição das águas do Rio Belém é
originária de esgotos domésticos e os outros 10% originários de efluentes
industriais, mesmo sem realizações de levantamentos ou estimativas sobre a
poluição (SUDERHSA, 1998).
Em um estudo feito por Kramer et al. (2013) sobre a caracterização da
matéria orgânica contida na Bacia do Alto Iguaçu, em todas as amostragens feitas
no Rio Belém, este apresentou predomínio de carbono orgânico dissolvido (COD)
lábil, provavelmente, de origem de esgoto doméstico.
Ide et al. (2012) confirmam a grande influência que o Rio Belém vem
sofrendo de efluentes domésticos (“esgotos”), o que indica a possibilidade de suas
34
águas conterem outros compostos tóxicos, como hormônios ou produtos
farmacêuticos.
Resultados obtidos a partir da análise do Programa de Despoluição
Ambiental (PDA), do período de 2010 a 2012, revelou que somente 57,44% das
propriedades na Bacia de Belém estão corretamente ligadas à rede coletora de
esgoto (LARA, 2014).
Knoppi (2008) relata que na região do curso do Rio Belém a distribuição de
renda não é igualitária e que a região específica do estudo, bairro Prado Velho, além
de apresentar uma das menores rendas do trecho analisado, também comporta
várias ocupações irregulares.
Os habitantes da região estudada mostram-se preocupados com o rio, o que
decorre do sentimento de pertencimento da comunidade em relação a ele.
Em 1877, Adolfo Lamenha Lins, na época Presidente da Província do
Paraná, solicitou um estudo para averiguar a possibilidade de utilização das águas
Rio Belém para abastecimento da cidade. Comprovou-se que esse rio seria o mais
indicado para abastecer a cidade, mas o projeto não teve continuidade. Existe
registro que em 1888 houve a primeira epidemia (febre tifoide) relacionada às más
condições do Rio Belém, conforme assegura (CASA DA MEMÓRIA, 2009). Nota-se,
pois, que num lapso de 11 anos, o rio, antes considerado próprio para
abastecimento da cidade, passou a apresentar qualidade de água compatível com o
surgimento de doenças.
Esses fatos mostram que a degradação do rio vem acontecendo há muitos
anos. Projetos para sua revitalização existem, como o que prevê a criação do
Parque Nascente do Rio Belém, com mais de 40 mil metros quadrados (IAP, 2009).
Conforme regulamenta a Constituição Federal Brasileira, o domínio sobre o
rio em questão é do Estado. Isso porque o inciso III de seu art. 20, que discriminou
taxativamente os bens de propriedade da União, não contemplou os rios com as
mesmas características do Rio Belém como propriedades do ente federal.
Art. 20. São bens da União:
III - os lagos, rios e quaisquer correntes de água em terrenos de seu
domínio, ou que banhem mais de um Estado, sirvam de limites com outros países,
ou se estendam a território estrangeiro ou dele provenham, bem como os terrenos
marginais e as praias fluviais.
35
A conclusão de que o Rio Belém pertence ao Estado também é retirada a
partir do que dispõe o art. 26 do mesmo diploma legal.
Art. 26: Incluem-se entre os bens dos Estados:
I – as águas superficiais ou subterrâneas, fluentes, emergentes e em
depósito, ressalvadas, neste caso, na forma da lei, as decorrentes de obras da
União.
A região específica escolhida para coleta e análise do material para
averiguação do ar e odor exalado pelo rio é no entorno do rio na região da Avenida
da Avenida das Torres, região que pode ser visualizada na FIGURA 4. Nessa
mesma figura é possível visualizar a localização do ponto de monitoramento.
A FIGURA 5 mostra uma das pontes sobre o Rio Belém, a qual foi a
escolhida como o ponto exato para as coletas de amostragem para análise
cromatográfica e medição com o sensor CairClip.
36
Ponto de monitoramento
FIGURA 3: MACRO LOCALIZAÇÃO DO MUNICÍPIO DE CURITIBA E DA BACIA DO RIO BELÉM. PONTOS AMOSTRAIS DE QUALIDADE DA ÁGUA AI56,
AI19 E AI15.
FONTE: Adaptado de IAP (2009) e Google Imagens
37
Ponto de monitoramento
FIGURA 4: LOCALIZAÇÃO DO PONTO DE MONITORAMENTO.
FONTE: Google Mapas (2014).
38
FIGURA 5: LOCAL ESCOLHIDO PARA COLETA DE MATERIAL.
FONTE: A Autora.
Na FIGURA 6 é possível visualizar as condições da água e do entorno do
rio, sendo facilmente verificada a existência de lixo acumulado. As setas
representam o fluxo do rio.
Nas observações foi possível identificar alguns dos objetos contidos na água
e na mata ciliar, tais como prancha, saco contendo lixo doméstico, sacolas plásticas,
pedaços de madeira, garrafas plásticas, recipientes e resíduos plásticos, latas de
refrigerante, pedaços de telhas de amianto, pneu, discos compactos, caixas de som,
tapetes/carpetes, papelão, pedaços de móveis e de eletrodomésticos, tubulações de
pvc, carrinhos de supermercado, entre outros não identificados.
Pode-se também perceber que a água apresenta coloração escurecida,
característica de águas que perderam sua naturalidade.
39
FIGURA 6: LOCAL ESCOLHIDO PARA COLETA DE MATERIAL.
FONTE: A Autora.
40
4 METODOLOGIA
A FIGURA 7 mostra o organograma das etapas da metodologia utilizada
nesse estudo. Inicialmente foi feita a seleção do ponto de monitoramento para
posterior levantamento dos dados junto ao SIMEPAR (Sistema Meteorológico do
Paraná) e o IAP (Instituto Ambiental do Paraná), foi medido a temperatura da
superfície da água.
Foram usados três métodos de medição: CairClip, cromatografia e
olfatometria. Todos os dados foram analisados e avaliados para se obter o
impacto causado pelas emissões de H2S e CH3SH.
FIGURA 7: ORGANOGRAMA DA METODOLOGIA.
FONTE: A Autora
etapas.
Nos itens que se seguem encontram-se as descrições de cada uma das
41
4.1.1 LEVANTAMENTO DE DADOS AMBIENTAIS
4.1.2 Temperatura da superfície da água
A temperatura da superfície da água foi medida a fim verificar a existência de
correlações com a concentração de H2S e CH3SH. Para isso utilizou-se o
termômetro da marca Fluke, modelo 62 mini (FIGURA 8), que é um aparelho portátil
de apenas 200g, incluindo a bateria interna, que faz a medição de temperatura por
meio de infravermelho. Características do termômetro: intervalos de medição entre 30°C e 500ºC, precisão de ± 1,5%, temperatura do ar entre 0ºC e 50ºC.
FIGURA 8: TERMÔMETRO INFRAVERMELHO.
FONTE: A Autora.
4.1.3 Dados meteorológicos
Os dados meteorológicos (temperatura, pressão atmosférica, precipitação,
umidade relativa e direção e velocidade do vento), de 15 minutos, para os períodos
de fevereiro e março de 2014, fevereiro a maio de 2015, fornecidos pelo SIMEPAR
foram utilizados para avaliar a existência de correlações entre a condição do tempo
e a emissão dos gases analisados.
Essa estação, chamada Estação Curitiba, fica localizada no Centro
Politécnico da Universidade Federal do Paraná, distante 1920 m do ponto de
monitoramento no Rio Belém, sendo esta a única estação localizada na cidade de
Curitiba.
42
4.1.4 Dados de qualidade da água
Os rios são classificados conforme a qualidade da sua água, sendo o Rio
Belém considerado como classe 03. Esta avaliação é feita pelo método AIQA
(Avaliação Integrada da Qualidade da Água), que é um cálculo baseado no método
MPC (Programação por compromisso). As classes de qualidade são estabelecidas
por critérios da Resolução do Conama 357/2005 (UNESCO, 1987), alguns critérios
averiguados para a classificação são mostrados na TABELA 6.
TABELA 6: VARIÁVEIS DE QUALIDADE DA AGUA MONITORADAS PELO IAP E LIMITES DO
CONAMA 357/05
Variável
Alcalinidade total
Unidade
Limite CONAMA
357/05
Classe 2
Classe 3
Técnica para determinação
mg/L
NA
NA
Cádmio
mg/L Cd
0,001
0,001
absorção atômica de chama
Chumbo
mg/L Pb
0,01
0,01
Cobre
mg/L Cu
0,009
0,013
µS/cm
NA
NA
eletrométrico
mg/L
0,05
0,05
Demanda Bioquímica de
Oxigênio - DBO (5 dias)
mg/L O2
<5
<10
diluição
Demanda Química de Oxigênio DQO
mg/L O2
NA
NA
refluxo fechado/ampola
Dureza total
mg/L P
NA
NA
titulométrico
intermediários
mg/L P
0,05
0,75
ióticos
mg/L P
0,1
0,15
Mercúrio
mg/L Hg
0,0002
0,002
Nitratos
mg/L N
10
10
redução de Cádmio
Nitritos
mg/L N
1
1
N-naftil
mg/L N
3,7
13,3
fenato
Condutividade
Cromo
Fósforo
Total
Nitrogênio
ph<7,5
titulométrico
ácido ascórbico
43
Amoniacal
ph 7,5 a <8
mg/L N
2
5,6
ph 8 a <8,5
mg/L N
1
2,2
Nitrogênio Total Kjeldahl
mg/L N
NA
NA
fenato
Oxigênio Dissolvido
mg/L O2
<5,0
>4
eletrométrico
Potencial Hidrogeniônico - PH
unidades
6,0 a 9,0
Saturação de Oxigênio
% O2
NA
NA
eletrométrico
Sólidos Totais
mg/L
NA
NA
gravimétrico
Sólidos Suspensos
mg/L
NA
NA
gravimétrico
Sólidos Totais Dissolvidos
mg/L
500
500
gravimétrico
Sulfactantes
mg/L
0,5
0,5
azul de metileno
Temperatura da Amostra
°C
NA
NA
termômetro/ eletrométrico
Temperatura do Ar
°C
NA
NA
termômetro/ eletrométrico
NTU
<100
<100
Coliformes Termotolerantes
NMP*100/
mL
1000
4000
Coliformes Totais
NMP*100/
mL
1000
4000
Não tóxico
crônico
Não
toxico
agudo
Turbidez
Toxidade aguda para D. magna
FTd
6,0 a 9,0 eletrométrico
FONTE: IAP, (2005) e CONAMA, (2005)
nefelomeétrico
enzimático
enzimático/fermentação
imobilidade
O IAP possui estações de monitoramento do rio, de montante para jusante,
que estão localizadas conforme mostram a TABELA 7 e a FIGURA 3.
TABELA 7: LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE MONITORAMENTO DO IAP NO RIO BELÉM.
Estação
Localização
AI 56
Montante Parque São Lourenço
AI 15
Rodolfo Bernardelli
AI 19
FONTE: IAP, 2009
Prado Velho
Classe
Conama
2
3
3
Coordenadas
Geográficas
674388 7191940
676030 7184089
678002 7179484
44
4.1.5 Sensor CairClip
O equipamento usado para medição de H2S, possível causador do mau
cheiro na região, é da marca CAIRPOL, chamado de CairClip ou micro sensor
portátil (FIGURA 9). Atualmente é disponível para a medição de O3/NO2,
H2S/CH3SH, e NH3.
São chamados de micro por apresentarem dimensões que os tornam
portáteis, facilitando a medição em ambientes que poderiam ser de difícil acesso.
Apresentam as seguintes dimensões: diâmetro de 32 mm, comprimento de 62 mm e
massa de 55 g, variando somente a cor externa em função do gás que mede.
O modelo utilizado neste experimento foi o de cor azul, que faz a medição de
H2S, gás que, repita-se, é o composto químico que possivelmente causa mau cheiro
na região.
FIGURA 9: SENSOR CAIRCLIP, CAIRPOL.
FONTE: A Autora
Segundo o fabricante, esse sistema foi desenvolvido para medir em tempo
real os poluentes. Podendo ser acondicionado em uma pequena valise e anexado a
45
um cinto, capacete ou clipe, o micro sensor CairClip mede continuamente a
exposição ao poluente.
Segundo o manual disponível no site do fabricante, para o uso do
equipamento não é necessário nenhum tipo de ajuste prévio, já que o sensor vem
calibrado e não requer calibração e nenhum tipo de manutenção.
Ainda segundo o site do fabricante, os micro sensores possuem tecnologia
patenteada e níveis de sensibilidade de 50-100 vezes superior a muitos sensores
equivalentes atualmente disponíveis. Uma imagem do sensor expandido pode ser
visualizada FIGURA 10.
FIGURA 10: ESQUEMA DO SISTEMA INTEGRADO DO MICRO SENSOR DA MARCA CAIRPOL.
FONTE: CAIRPOL, (2014).
As medições são armazenadas no sensor e podem ser facilmente
exportadas para um computador através da conexão USB disponível e do software
chamado CairSoft (FIGURA 11), disponível para download gratuitamente no site do
fabricante.
O sistema integrado inclui um sensor baseado na medição da corrente
elétrica que flui quando um potencial é aplicado entre dois elétrodos, com o
propósito de detectar o ponto na titulação no qual se observa um efeito decisivo.
Além deste sensor amperométrico, possui também uma amostragem de ar dinâmico,
um filtro patenteado e um circuito eletrônico que permite a visualização em tempo
46
real da concentração medida. Todos os registros de dados são armazenados na
memória interna dos sensores.
FIGURA 11: INTERFACE SOFTWARE CAIRSOFT.
FONTE: A Autora.
O fabricante informa que o sensor funciona entre temperaturas de -20°C e
45°C, umidade relativa de 10 a 90% e pressão ambiente de 1013 mbar ± 200 mbar e
que possui intervalo de sensibilidade de 0 a 1000 ppb para H2S.
Temperatura e umidade relativa do ambiente são apontadas como fatores
que influenciam nos resultados obtidos com sensores. Entretanto, os sensores
Cairpol são pouco sensíveis a esses fatores e apresentam baixo custo para
aquisição (EPA, 2014). O sistema se torna mais confiável devido à utilização de um
filtro na entrada de ar que limita a variação da umidade.
Segundo estudo realizado por Zaouaka et al. (2012), o sensor CairClip
apresenta bom funcionamento para a monitorização de níveis baixos de
concentração de H2S, a partir de estudo em condições reais, além de ser
considerado uma ferramenta promissora em pesquisas relacionadas com o gás em
questão.
Além de utilizado para descarregar os dados, o software, CairSoft, também é
utilizado para estabelecer os parâmetros que serão utilizados para a medição, como
unidade de saída (ppb ou µg.m-3), intervalo de medição (1 ou 15 minutos), nome da
análise e configuração de data e hora.
47
O sensor foi testado em um ambiente sem possíveis emissões de H2S e
Ch3SH durante um período de 24 horas, entre os dias 13/10/2015 e 14/10/2015, com
um resultado satisfatório, medindo 0 durante todo o período de análise, conforme
mostra a FIGURA 12.
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0,00
13/10/2015 19:42:00
13/10/2015 20:32:00
13/10/2015 21:22:00
13/10/2015 22:12:00
13/10/2015 23:02:00
13/10/2015 23:52:00
14/10/2015 00:42:00
14/10/2015 01:32:00
14/10/2015 02:22:00
14/10/2015 03:12:00
14/10/2015 04:02:00
14/10/2015 04:52:00
14/10/2015 05:42:00
14/10/2015 06:32:00
14/10/2015 07:22:00
14/10/2015 08:12:00
14/10/2015 09:02:00
14/10/2015 09:52:00
14/10/2015 10:42:00
14/10/2015 11:32:00
14/10/2015 12:22:00
14/10/2015 13:12:00
14/10/2015 14:02:00
14/10/2015 14:52:00
14/10/2015 15:42:00
14/10/2015 16:32:00
14/10/2015 17:22:00
14/10/2015 18:12:00
14/10/2015 19:02:00
Concentraçãoes em µg.m-3
Monitoramento em ambiente sem possível emissão de H2S e CH3SH
Horário
FIGURA 12: MONITORAMENTO EM AMBIENTE SEM EMISSÃO DE H2S E CH3SH.
FONTE: A Autora.
A FIGURA 13 mostra o sensor em posição durante as campanhas.
Obviamente, outros gases podem estar contribuindo para o odor, mas a falta
de sensores capazes de identificar e quantificar a composição química da atmosfera
impossibilita obter resultados contundentes. Este estudo é apenas um movedor para
futuras pesquisas.
48
FIGURA 13: POSICIONAMENTO DO SENSOR CAIRCLIP. SENSOR EM USO.
FONTE: A Autora.
4.1.5.1
Método Azul de Metileno
Para conferir se os resultados obtidos com o sensor CairClip são confiáveis, fez-se
uma outra comparação, agora com os valores encontrados por Grasel (2014), por
meio do método azul de metileno, verificando-se se a grandeza das concentrações
encontradas são compatíveis.
Durante o período de junho de 2013 a fevereiro de 2014, Grasel mediu a
concentração de H2S em pontos distintos em duas estações de tratamento de
esgoto: uma chamada de ETE A e a outra, de ETE B.
Com o CairClip, foi realizada uma campanha no ponto 1, 3 e 4 da ETE B,
escolhidos e nomeados por Grasel (2014) como B1EXT, B3EXT, B4EXT, que por
simplificação, aqui foram chamados de ponto P1, P3 e P4 respectivamente. Esses
pontos foram escolhidos por serem pontos externos nas campanhas realizadas com
o método azul de metileno, e para que a comparação fosse possível, todos os
valores foram obtidos externamente.
O método azul de metileno é considerado um dos métodos mais sensíveis
para medir gás sulfídrico, podendo sofrer influência de compostos de enxofre,
49
inclusive a metil a mercaptana (WHO, 1981, SHANTHI e BALASUBRAMANIAN,
1996 e BOWLES, ERNSTE e KRAMER, 2003).
4.2.1.2 Estação de tratamento de esgoto B (ETE B)
Para que a comparação fosse possível, além da região do Rio Belém,
também foi analisada uma região que teve a emissão, de gás sulfídrico, analisada a
partir do método nomeado Azul de Metileno por Grasel (2014).
Campanhas foram realizadas nas imediações de uma estação de tratamento
de esgotos (ETE) na cidade de Curitiba - PR (FIGURA 14), a qual coincide com a
nomeada como ETE B por Grasel (2014).
Na FIGURA 15 é possível visualizar os pontos 01, 03 e 04, que foram
escolhidos e utilizados para coletas. Todas as coletas realizadas nesse estudo foram
feitas externamente, motivo pelo qual somente esses pontos foram escolhidos para
a comparação, lembrando que a emissão em um rio é diferente da de uma estação
de tratamento de esgoto. Nos rios, a emissão, e consequentemente a variação da
concentração, é relativamente homogênea, diferenciando–se das emissões da ETE
que ocorrem em picos conforme o processo de operação acontece.
Sendo P3 o ponto mais próximo a emissão da ETE, esse foi escolhido para
fazer um monitoramento de longo prazo, 40 horas, que foi a capacidade máxima da
bateria do sensor CairClip com medições a cada minuto. Esse monitoramento teve o
intuito de verificar as concentrações e suas variações ao longo de alguns dias.
Dessa forma é possível avaliar se as medições horárias realizadas no período diurno
se comportam da mesma forma que o período noturno.
50
FIGURA 14: MAPA DE LOCALIZAÇÃO DAS ETES.
FONTE: Grasel (2014).
FIGURA 15: LOCALIZAÇÃO DOS AMOSTRADORES EM RELAÇÃO À ETE B.
FONTE: Grasel (2014).
51
4.1.6 Cromatografia
Outro modo de análise desses gases utilizado foi a cromatografia, por meio
do cromatógrafo da marca Thermo Finnigan, modelo Trace GC Ultra, do laboratório
de cromatografia dos Institutos Lactec, o qual é mostrado na FIGURA 16.
FIGURA 16: CROMATÓGRAFO UTILIZADO PARA ANÁLISE DOS GASES OBTIDOS DURANTE A
COLETA.
FONTE: A Autora.
A captura do ar para posterior cromatografia foi feita com seringas
apropriadas para a coleta, as quais podem ser visualizadas na FIGURA 17, e
imediatamente levado para análise cromatográfica.
FIGURA 17: EXEMPLO DE SERINGAS USADAS PARA COLETA DE AR.
FONTE: A Autora
52
A estimativa de tempo de trajeto do local de coleta ao local da análise
cromatográfica é de aproximadamente 7 minutos, conforme pode ser visualizado na
FIGURA 18.
FIGURA 18: ESTIMATIVA DE TEMPO PARA TRAJETO ENTRE LOCAL DE COLETA E LOCAL
PARA ANÁLISE CROMATOGRÁFICA.
FONTE: Google Mapas
Também foi utilizado o software TRACE fornecido com esse equipamento,
no qual são definidos os parâmetros utilizados durante a análise. O software gera o
cromatograma tanto do padrão como da amostra em questão, para posterior
diagnóstico.
Os parâmetros, definidos via software, são mostrados na TABELA 8.
O gás padrão utilizado para a comparação com as amostras coletadas foi de
1% de H2S. O cromatograma encontrado com a análise do gás padrão, o qual foi
utilizado para comparação com as amostras coletadas, é mostrado na FIGURA 19.
Nesse cromatograma padrão é possível visualizar que o tempo para o pico
representado pelo gás H2S é de 0,373 minutos após o início da análise.
53
Em posse das coletas, a próxima etapa foi a comparação das medições, a fim
de analisar a confiabilidade do resultado obtido com o sensor. Ou seja, com esses
dados, analisar e avaliar os resultados obtidos.
TABELA 8: PARÂMETROS UTILIZADOS NO CROMATÓGRAFO.
Parâmetro
Valor
Tempo total de análise
3 minutos
Temperatura base (detector auxiliar)
200ºC
Temperatura inicial do forno
70°C
Temperatura FPD (detector auxiliar)
150ºC
Temperatura do injetor
200°C
Pressão
300 kPa (constante)
Modo injetor
Splitless (sem mistura de gás de arraste com o
gás analisado) e purga constante.
FONTE: A Autora
No interior do cromatógrafo há colunas pelas quais as amostras passam
durante a análise. Cada coluna é específica para cada tipo de gás. A coluna utilizada
para as análises foi a específica para compostos de enxofre, a TracePLOT TGBOND Q, que possui as seguintes especificações (TABELA 9).
TABELA 9: CARACTERÍSTICAS DA COLUNA TRACEPLOT TG-BOND Q UTILIZADA JUNTO AO
CROMATÓGRAFO.
Dimensões
Comprimento
Diâmetro do fio
FONTE: A Autora
Espessura do fio
Valor
30m
0,53mm
2µm
54
FIGURA 19: CROMATOGRAMRA PADRÃO 1% H2S.
FONTE: A Autora.
55
4.1.7 Olfatometria
A análise olfatométrica se deu por meio de um questionário e posterior cálculo de
índice de incômodo na população.
Esse questionário avalia a sensibilidade da população que habita na região e
de outras pessoas que eventualmente por lá transitam e é composto por quatorze
perguntas que foram respondidas por voluntários abordados para tanto. As
perguntas aplicadas foram:
1. Em média, quantos dias por semana você está presente nesta região?
De 0 a 7.
2. Você é morador da região? Sim ou Não
3. Você conhece ou já ouviu falar do Rio Belém? Sim ou Não
4. De alguma maneira o rio Belém faz parte do seu cotidiano? Sim ou
Não
5. O odor emitido pelo rio o incomoda? Sim ou Não
6. Numa escala de zero a dez, em que zero significa nenhum tipo de
incômodo e dez significa incômodo total, quanto o odor o incomoda?
7. No dia de hoje, quanto o odor está o incomodando? Zero significa
nenhum tipo de incômodo e dez, incômodo total.
8. Em qual situação o odor o incomoda mais? Dias quentes ou dias frios?
9. Na sua opinião, em dias chuvosos o odor se intensifica? Sim ou Não
10. Depois de um certo tempo exposto ao odor emitido pelo rio, você
continua tendo a mesma sensação de quando chega às proximidades
do rio? Sim ou Não
11. Numa escala de zero a dez, em que zero significa nenhum tipo de
incômodo e dez, incômodo total, quanto a aparência geral do rio o
incomoda?
12. A impressão geral que teve do rio durante a primeira vez que o viu
piorou em relação à impressão que tem hoje? Sim ou Não
13. Você já fez algo para melhorar o rio Belém? Sim ou Não
14. Se houvesse algum tipo de projeto para melhoria do rio, você estaria
disposto a ajudar? Sim ou Não
56
4.2.3.2 Amostragem
A amostragem de entrevistados foi a partir do número estimado de habitantes
na cidade de Curitiba, que segundo IPPUC (2010) é de 1.864.416 para o ano de
2014.
Para a definição no valor da amostra tem-se o cálculo amostral, para
entrevistados escolhidos aleatoriamente (TRIOLA, 1999), sendo realizado da
seguinte maneira.
=
. . . (1 − )
( − 1). . . . (1 − )
2
onde:
= tamanho da amostra
= universo (número de habitantes da cidade de Curitiba)
= grau de confiança desejado. Usar 1,645 para 90% de confiança, 1,96 para 95%
de confiança e 2,575 para 99% de confiança.
= margem de erro
= prevalência esperada
Então, utilizando o grau de confiança na pesquisa de 95%, uma margem de
erro de 10% e uma prevalência de 50%, encontrou-se uma amostragem mínima de
96 entrevistados.
4.2.3.3 Índice de incômodo
Como explanam, Belli Filho et al. (2007), os odores são quantificados pela
determinação do índice de incômodo (I) alcançado por meio da Equação 3
juntamente com a TABELA 10, as quais identificam as categorias de incômodos com
os seus respectivos pesos de influências sobre elas, conforme a norma VDI 3883
(1993).
57
=
1
∗
∗
3
onde,
= número total de observadores
= categoria de incômodo odorante
= fator de odor por categoria odorante i
= número de respostas da categoria i
TABELA 10: CATEGORIAS DE INCÔMODOS (i) E PESOS DOS FATORES DE ODORES (Wi)
ESTABELECIDOS PELA AUTORA EM CONSIDERAÇÃO A ESCALA DE RESPOSTAS ADOTADA.
I
Wi
Resposta de:
Odor sem ofensividade
1
0
1e2
Odor ofensivo
3
50
5e6
Odor extremamente ofensivo
5
Caráter Hedônico
Sem odor
Odor pouco ofensivo
Odor muito ofensivo
FONTE: A Autora
4.3
0
0
2
25
4
75
100
0
3e4
7e8
9 e 10
ANÁLISE DE RISCO
A análise de risco é calculada pelo sistema informatizado de avaliação de
risco disponibilizado online pela Universidade de Tennessee (RAIS, 2014), nomeado
calculadora de risco, que mostra a possibilidade de um indivíduo sofrer algum efeito
colateral após a exposição a certa concentração de H2S. Risco total abaixo de 1
significa que dificilmente a pessoa sofrerá algum efeito com a exposição e, quanto
maior o valor do risco total, maior a possibilidade de sofrer algum efeito decorrente
dessa exposição.
Três tipos de indivíduos (TABELA 11) foram escolhidos para análise de
possíveis efeitos nas concentrações encontradas nas margens do Rio Belém.
58
TABELA 11: CARACTERISTICA DE EXPOSIÇÃO DE CADA INDIVIDUO ANALISADO.
Individuo
Residente
Estudante
Trabalhador
FONTE: A Autora
Expectativa de
vida, em anos
Dias, por ano, de
exposição
Anos em
exposição
Horas, por dia, de
exposição
70
240
4
4
70
350
70
240
26
20
10
8
Para cada um desses indivíduos, ainda utilizando a calculadora de risco
(RAIS, 2014), foram simuladas quais concentrações máximas para exposição para
que o risco total não ultrapassasse 1, TABELA 12.
TABELA 12: CONCENTRAÇÃO MAXIMA QUE CADA INDIVÍDUO PODE FICAR EXPOSTO SEM
RISCOS A SAÚDE, SEGUNDO RAIS (2014).
Individuo
Residente
Estudante
Trabalhador
FONTE: A Autora
Concentração máxima para exposição
-3
sem risco a saúde, em µg.m
Risco de
Mutação
19
Não
2
9
Risco de
Câncer
Risco
Total
0,0001%
0,99
Não
0,0001%
Não
0,0001%
0,98
0,99
Com base nisso e nas concentrações encontradas é analisado a possível
variação de risco a saúde da população.
4.4
ANÁLISE DE CORRELAÇÕES
Os valores encontrados de concentração foram relacionados com os dados
meteorológicos do período e também com as campanhas em horários coincidentes a
fim de averiguar se há algum tipo de correlação.
59
5 RESULTADOS
As campanhas no Rio Belém para coleta de dados, utilizando o sensor
CairClip, coletas de amostras de ar para cromatografia e aplicação do questionário
para olfatometria, foram realizadas nas datas e períodos conforme apresenta a
FIGURA 20. No total foram quatro campanhas, sendo a primeira realizada no dia
04/09/2014, a segunda no dia 04/02/2015, a terceira no dia 07/02/2015 e a quarta no
dia 06/05/2015.
FIGURA 20: DATA E PERÍODO DE CAMPANHAS REALIZADAS NO RIO BELÉM.
FONTE: A Autora
Durante as campanhas foram entrevistadas 40 pessoas e após a análise
estatística foram acrescentado mais 60 entrevistados para índice de confiança de
95% com erro menor que 10%.
Os resultados de cada etapa estão apresentados a seguir.
5.1 LEVANTAMENTO DE DADOS AMBIENTAIS
5.1.1
Temperatura da superfície da água
As temperaturas da superfície da água no início (Ti) e fim (Tf) das campanhas
estão na TABELA 13.
TABELA 13: TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DA ÁGUA
Ti (°C)
Data e período
04/09/2014 11:00~12:00
17,4
07/02/2015 11:04~12:04
22,3
04/02/2015 15:00~16:00
06/05/2015 07:00~20:00
FONTE: A Autora
16,8
11,9
Tf (°C)
TM (°C)
17,1
16,95
18,1
22,5
18,4
17,75
22,4
15,15
60
5.1.2
Dados meteorológicos
Os dados fornecidos pelo SIMEPAR estão apresentados na FIGURA 21.
Dados referentes à vazão do rio e radiação solar provavelmente tenham influência
nas emissões desses gases. Os dados de vazão foram solicitados ao IAP e ao
Instituto das Águas do Paraná e nenhum deles possui essas informações, já os
dados referentes à radiação solar não foram disponibilizados pelo SIMEPAR por
estarem sendo consistidos.
A campanha com a maior temperatura foi a segunda, correspondente ao
período de verão, a qual teve uma média de 22,9°C, e a menor foi encontrada no
final do inverno (primeira campanha), com 13,7°C.
A umidade relativa variou de 49 a 92%. Essa variação ocorre dentro do
mesmo dia (quarta campanha), sendo maior no período da manhã onde a
temperatura é mais baixa, com o aumento da temperatura, no período da tarde,
verifica-se a diminuição da umidade relativa.
A velocidade do vento foi maior na terceira campanha, com 2,08 m/s, vindo
da direção nordeste.
A pressão atmosférica ficou em torno de 0,90 atm.
A precipitação acumulada para o período da segunda campanha foi de 0,6
mm, segundo observações feitas na Estação Curitiba, apesar de que no local da
campanha foi verificado somente a presença de nuvens, sem chuva. Nas demais
campanhas, a precipitação não ocorreu.
Os valores de média ( ̅ ) e desvio padrão (σ) desses dados estão na TABELA
14. Observa-se que para curtos períodos de tempo não há variação significativa
para alguns dos dados analisados, conforme pode ser confirmado pela FIGURA 21.
61
FIGURA 21: DADOS METEOROLÓGICOS DOS PERÍODOS DAS CAMPANHAS.
FONTE: SIMEPAR.
62
TABELA 14: ESTATÍSTICAS DOS DADOS METEREOLOGICOS
Data e período
04/09/2014 11:00~12:00
04/02/2015 15:00~16:00
07/02/2015 11:04~12:04
06/05/2015 07:00~20:00
FONTE: A Autora
5.1.3
Estatística
Tar (°C)
UR (%)
V (m/s)
DIR (°)
P (atm)
PP (mm)
13,7
87
1,50
NE
0,900
0
̅
0,1
0
0,00
---
0,00000
---
22,9
72
0,93
NEE
0,896
0,6
̅
0,7
5
0,30
---
0,00024
---
18,3
80
2,08
NE
0,896
0
̅
0,1
0
0,36
---
0,00017
---
17,2
70
1,39
NEE
0,903
0
3,3
15
0,54
---
0,00113
---
̅
σ
σ
σ
Σ
Dados de qualidade da água
Os resultados do levantamento de AIQA no monitoramento da qualidade da
água do Rio Belém, no período de abril de 2005 a fevereiro de 2009, podem ser
visualizados na TABELA 15.
Ainda conforme estudo do IAP, a estação AI 56 é classificada como Classe
04 (Poluída) desde 1992. A estação AI 19 está Extremamente Poluída, estando fora
das classes de enquadramento do CONAMA. A estação AI 15, desde o início do
monitoramento, em 1992, tem se apresentado como Muito Poluído. As evoluções
podem ser visualizadas na FIGURA 22.
O índice de qualidade da água mostrou que ao longo do período monitorado
houve a degradação da água de poluído para extremamente poluído, com exceção
do ponto AI56 que manteve a classificação como poluído. A região do ponto AI56
fica localizada a montante da bacia, onde o grau de antropização é menos intenso,
existindo parques e áreas residenciais unifamiliares.
63
TABELA 15: RESULTADOS DO AIQA NO MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA ÁGUA DO RIO
BELÉM NO PERÍODO DE ABRIL DE 2005 A FEVEREIRO DE 2009
AI 56
AI 19
AIQA
Classe
AIQA
Classe
Abril/2005
0,95
Poluída
1,12
Muito Poluída
Jun/2005
1,12
Muito Poluída
1,12
Set/2005
0,95
Poluída
Fev/2006
0,95
Abril/2006
AI 15
AIQA
Classe
Não
Não
coletada
coletada
Extre Poluída
1,22
Extre Poluída
0,95
Poluída
1,06
Muito Poluída
Poluída
0,95
Poluída
0,95
Poluída
0,95
Poluída
1,22
Extre Poluída
1,22
Extre Poluída
Out/2006
0,95
Poluída
1,22
Extre Poluída
1,12
Muito Poluída
Dez/2006
0,95
Poluída
1,07
Extre Poluída
1,12
Muito Poluída
Abril/2007
0,95
Poluída
1,12
Muito Poluída
0,95
Poluída
Jul/2007
0,95
Poluída
1,12
Muito Poluída
1,22
Extre Poluída
Out/2007
1,12
Muito Poluída
1,12
Muito Poluída
1,12
Muito Poluída
Mar/2008
0,95
Poluída
1,22
Extre Poluída
1,12
Muito Poluída
Set/2008
0,95
Poluída
1,12
Muito Poluída
0,95
Poluída
Fev/2009
0,74
Med Poluída
0,99
Poluída
0,99
Poluída
Percentil
do AIQA
0,95
Poluída
1,22
Extre Poluída
1,22
Extre Poluída
FONTE: IAP, 2009.
64
AI56
AI19 – Próximo ao ponto de monitoramento
AI15
FIGURA 22: EVOLUÇÃO DA AIQA DE 1992 A 2009, NO RIO BELÉM, NOS PONTOS AI56, AI19 E
AI15, ONDE LARANJA INDICA POLUIDO, VERMELHO MUITO POLUIDO E ROXO
EXTREMAMENTE POLUIDO.
FONTE: IAP (2009)
5.1.4 Sensor CairClip e Cromatografia
As concentrações de H2S e CH3SH, encontradas na primeira campanha com
o sensor CairClip, constam na FIGURA 23. Essa figura mostra a flutuação dos
valores de concentração que variou de 0 a 31,3 µg.m-3, tendo como média do
período 12,45 µg.m-3 com desvio padrão de aproximadamente 8,3 µg.m-3.
65
Concentrações de H2S e CH3SH encontradas dia 04/09/2014
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
11:00
11:02
11:04
11:06
11:08
11:10
11:12
11:14
11:16
11:18
11:20
11:22
11:24
11:26
11:28
11:30
11:32
11:34
11:36
11:38
11:40
11:42
11:44
11:46
11:48
11:50
11:52
11:54
11:56
11:58
12:00
0
Horário
04/09/2014
Média
Desvio padrão
FIGURA 23: CONCENTRAÇÕES DE H2S e CH3SH NO DIA 04/09/2014, DAS 11 ÀS 12 HORAS,
COM O SENSOR CAIRCLIP.
FONTE: A Autora.
Conforme mencionado na FIGURA 2, uma pessoa exposta à concentração
média encontrada sente o odor característico dos gases.
Ao finalizar o monitoramento com o CairClip, 15 amostras de ar foram
coletadas nas seringas para análise cromatógrafica. As primeiras 5 amostras foram
utilizadas para saturação do sistema interno do cromatógrafo para que não
houvesse interferência de outros gases que eventualmente pudessem estar
presentes nas tubulações.
Os resultados da cromatografia foram inconclusivos, pois o nível de H2S
detectado foi tão baixo que se equiparou ao ruído da medição. O cromatograma
encontrado é o representado pela FIGURA 24.
Comparando-se ao tempo apresentado pelo padrão utilizado, que é de 0,373
minutos após o início da análise, percebe-se que há uma quantidade mínima de
H2S, quase confundida com o ruído encontrado. Sendo assim, não é possível definir
o início e o fim do pico para que se possa mensurar a concentração do gás
analisado.
Milivolts
Milivolts
66
Minutos
FIGURA 24: CROMATOGRAMA DA AMOSTRA DE AR COLETADA NO DIA 04/09/2014.
FONTE: A Autora.
67
A FIGURA 24 também mostra que há outro composto não identificado
presente no ar coletado, esse em concentração elevada. O referido composto é
encontrado com tempo de 0,193 minutos de diagnóstico, o qual deverá ser
investigado para verificação em outro estudo posterior.
Os resultados da segunda campanha estão apresentados na FIGURA 25.
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
15:00
15:02
15:04
15:06
15:08
15:10
15:12
15:14
15:16
15:18
15:20
15:22
15:24
15:26
15:28
15:30
15:32
15:34
15:36
15:38
15:40
15:42
15:44
15:46
15:48
15:50
15:52
15:54
15:56
15:58
16:00
0
Horário
04/02/2015
Média
Desvio padrão
FIGURA 25: CONCENTRAÇÕES DE H2S e CH3SH NO DIA 04/02/2015, DAS 15 ÀS 16 HORAS,
COM O SENSOR CAIRCLIP.
FONTE: A Autora.
Nesse dia, a média da concentração encontrada foi de 11,44 µg.m-3, com
desvio padrão de aproximadamente 10,21 µg.m-3, com máxima de 40,14 µg.m-3 e
mínima de 0 µg.m-3. Essa concentração média ficou acima do limite olfativo dos
seres humanos.
Novamente na análise cromatografia o teor de H2S se confunde com o ruído
e verifica-se a presença em grande quantidade do composto desconhecido tal como
na primeira campanha, como pode ser visualizado na FIGURA 26
Milivolts
68
Minutos
FONTE: A Autora.
69
Na terceira campanha as concentrações de H2S e CH3SH apresentaram
média de 11,21 µg.m-3, com desvio padrão de aproximadamente 7,0 µg.m-3. O pico
máximo atingido foi de 35,72 µg.m-3, às 11 horas e 56 minutos, e, em vários
momentos, a concentração foi de 0. Como esperado, os valores estão dentro da
sensibilidade olfativa.
Os valores de concentração encontrados nessa campanha são visualizados
na FIGURA 27.
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
11:04
11:06
11:08
11:10
11:12
11:14
11:16
11:18
11:20
11:22
11:24
11:26
11:28
11:30
11:32
11:34
11:36
11:38
11:40
11:42
11:44
11:46
11:48
11:50
11:52
11:54
11:56
11:58
12:00
12:02
12:04
0
Horário
07/02/2015
Média
Desvio padrão
FIGURA 27: CONCENTRAÇÕES DE H2S e CH3SH NO DIA 07/02/2015, DAS 11 HORAS ÀS 04
MINUTOS E 12 HORAS E 04 MINUTOS, COM O SENSOR CAIRCLIP.
FONTE: A Autora.
Como fica claro na FIGURA 28, na análise cromatográfica um composto não
identificado é encontrado em concentração elevada e ainda não se conseguindo
mensurar a concentração de H2S.
Milivolts
70
Minutos
FONTE: A Autora
71
Outra coleta no Rio Belém foi feita no dia 06/05/2015, das 7 às 20h a fim de
analisar o comportamento da flutuação ao longo do dia. Essa campanha foi
realizada para buscar a existência de alguma correlação com os dados
meteorológicos.
Os resultados estão mostrados na FIGURA 29.
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
07:00
07:25
07:50
08:15
08:40
09:05
09:30
09:55
10:20
10:45
11:10
11:35
12:00
12:25
12:50
13:15
13:40
14:05
14:30
14:55
15:20
15:45
16:10
16:35
17:00
17:25
17:50
18:15
18:40
19:05
19:30
19:55
0
Horário
06/05/2015
Média
Desvio padrão
FIGURA 29: CONCENTRAÇÕES DE H2S E CH3SH NO DIA 06/05/2015, DAS 7 HORAS ÀS 20
HORAS, COM O SENSOR CAIRCLIP.
FONTE: A Autora.
A média geral de concentração encontrada nessa campanha foi de 12,34
µg.m-3 com um desvio padrão de aproximadamente 9,05 µg.m-3. Apresentando
máximo de 50,7 µg.m-3 e mínimo de 0.
O monitoramento contínuo mostra uma alta variação na concentração a
cada minuto, para entender esse comportamento ao longo desse período foi
calculada a média horária e aplicado o Teste Tukey por meio da ferramenta
disponibilizada pela UFSCAR, 2011, para verificar a homogeneidade dessas médias.
O resultado mostrou que no período de 13 horas apenas 3 não são homogêneas,
sendo essas os valores iniciais e finais junto com a média das 9h às 10h. E para o
cálculo com as 16 horas totais de campanha, ainda temos as mesmas 3 médias não
homogêneas (FIGURA 30).
72
Concentrações encontradas dia 06/05/2015
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
07:00
07:26
07:52
08:18
08:44
09:10
09:36
10:02
10:28
10:54
11:20
11:46
12:12
12:38
13:04
13:30
13:56
14:22
14:48
15:14
15:40
16:06
16:32
16:58
17:24
17:50
18:16
18:42
19:08
19:34
20:00
0
Horário
06/05/2015
Média
Desvio padrão
media horaria
FIGURA 30: ANÁLISE DAS MÉDIAS DE CONCENTRAÇÃO DE H2S E CH4S, COM INDICAÇÃO DAS
NÃO HOMOGÊNEAS, SEGUNDO TESTE TUKEY.
FONTE: A Autora.
As medidas das médias de concentração (CM), desvio padrão (σ),
temperatura média do ar (TArM) e temperatura média da superfície da água (TM) das
campanhas estão mostradas na TABELA 16.
TABELA 16: RESUMO DAS CAMPANHAS REALIZADAS NO RIO BELÉM.
Dia
Período
CM
-3
µg.m
σ
-3
µg.m
TArM
°C
TM (°C)
04/09/2014
11 – 12h
12,45
8,30
17,7
17,75
04/02/2015
15 – 16h
11,44
10,21
22,9
16,95
07/02/2015
11 – 12h
11,21
8,80
18,3
22,4
06/05/2015
7 - 20h
12,34
9,05
17,2
15,15
FONTE: A Autora
Segundo Jaakkola et al. (1990), uma população exposta a média de
concentração anual 6 μg.m-3, tende a ter 12 vezes mais irritação nos olhos que
pessoas não expostas, isso indica que na região aqui estudada, com a concentração
73
média em torno de 12 μg.m-3, a população tem muito mais chances de sofrer
irritações nos olhos.
Como mostraram Kilburn e Warshaw (1995) exposição a essa concentração
média pode acarretar anormalidades em moradores expostos.
Nessa concentração média há relatos de dor de cabeça, náusea e irritação
dos olhos e garganta em comunidades expostas (NCDENR, 2001)
Crianças expostas a estas concentrações estão mais vulneráveis (COLLINS
E LEWIS, 2000; CARMAN, 2009), nessa região existem escolas de ensino infantil
onde os alunos podem estar sendo afetados pelo H2S presente no ar em
concentrações prejudiciais.
5.1.4.1 Método azul de metileno
O método de azul de metileno é um método muito sensível, porém com um
alto custo. O método consiste em um monitoramento onde o filtro absorvedor é
colocado por um período aproximado de uma semana, que é o tempo necessário
para se realizar uma campanha, obtendo como resultado um único valor do período.
As campanhas de medição não foram realizadas simultaneamente pela falta de
equipamento azul de metileno disponível para uso. Devido a isso, usou-se os
valores encontrados por Grasel (2014) na ETE B a fim de verificar a compatibilidade
das ordens de grandeza das concentrações, levando-se em consideração a média e
o desvio padrão.
Conforme mostrado na FIGURA 31, as campanhas foram realizadas em 3
pontos em datas e períodos distintos.
74
FIGURA 31: CAMPANHAS REALIZADAS COM O CAIRCLIP NA ETE B.
FONTE: A Autora
Grasel (2014) realizou quatro campanhas e os respectivos resultados
obtidos estão apresentados FIGURA 32. Essa figura mostra também a média
calculada para cada ponto. Na TABELA 17 estão as médias com os respectivos
desvios padrões, onde a variação em P1 foi bem superior aos demais pontos,
variando de 6 a 18 µg.m-3, enquanto que os demais pontos tiveram variação de
pouco mais que 20%.
As médias das concentrações encontradas neste trabalho comparadas com
as encontradas com o método azul de metileno encontram-se na FIGURA 33 para
os três pontos. A média geral, média dos três pontos, encontrado por Grasel (2014)
foi de 9,08 µg.m-3 enquanto que A Autora encontrou 13,71 µg.m-3. Esses resultados
mostram que a sua ordem de grandeza apesar das metodologias e dos períodos
distintos indica estar representando com veracidade as concentrações presentes na
região.
75
Método Azul de Metileno
20
18
16
14
H2S em µg.m-3
12
P1
10
P3
8
P4
6
4
2
0
17 a
24/02/13
28/02 a
06/03/14
19 a
24/03/14
24 a
31/03/14
Média
FIGURA 32: VALORES DE H2S ENCONTRADOS POR GRASEL (2014)
FONTE: Adaptado de Grasel (2014)
TABELA 17: ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS DE GRASEL (2014)
Estatística
Média ( ̅ , µg.m )
P1
12,50
-3
Desvio padrão (σ, µg.m )
FONTE: A Autora
7,75
1,71
P3
7,00
1,83
Comparação entre métodos
20,00
H2S e CH3SH em µg.m-3
5,51
-3
P2
15,00
10,00
Grasel (2014)
5,00
0,00
Autor
P1
P3
P4
Pontos analisados
Média
Geral
FIGURA 33: COMPARAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE H2S E CH3SH ENTRE MÉTODOS
CAIRCLIP E AZUL DE METILENO.
FONTE: A Autora
A FIGURA 34, mostra a flutuação dos valores encontrados em P1 com o
CairClip, bem como a média dA Autora e média e desvio padrão do método azul de
metileno. Nela também nota-se que a média geral encontrada pela autora está
76
dentro no desvio padrão do outro método. A mesma análise é feita para P3 nas
FIGURA 35 e FIGURA 36 (escala logarítmica) e para P4 na FIGURA 37. A escala
logarítmica feita para P3 tem o objetivo de facilitar a visualização das dimensões por
existirem picos de valores elevados.
Em P3, a média dA Autora está um pouco distante da encontrada pelo outro
método, mas isso pode ser justificado pelo fato das campanhas terem sido
realizadas por distintos métodos e em períodos diferentes.
Seria conveniente fazer um monitoramento contínuo ao longo de um ano
para se ter uma média mais precisa da concentração de H2S e CH3SH para uma
confiabilidade maior e elaboração de medidas de mitigação.
Em P3 foi aplicado o Teste Tukey para verificar se as médias horárias são
estatisticamente homogêneas ao longo de um período de 40 horas, e dessas 27 são
homogêneas, ficando de fora períodos em que ocorrem inúmeras medições de 0.
A mesma comparação foi realizada para P4 (FIGURA 37), ponto onde as
médias ficaram muito próximas.
0
Concentração [µg.m-3]
Média Grasel (2014)
Média horária
Média geral o autor
± DP Grasel (2014)
13/03/2015 12:27
13/03/2015 12:12
13/03/2015 11:57
13/03/2015 11:42
13/03/2015 11:27
13/03/2015 11:12
13/03/2015 10:57
13/03/2015 10:42
09/03/2015 12:28
09/03/2015 12:13
09/03/2015 11:58
50
09/03/2015 11:43
26/02/2015 17:59
26/02/2015 17:44
26/02/2015 17:29
26/02/2015 17:14
20/02/2015 15:30
20/02/2015 15:15
20/02/2015 15:00
20/02/2015 14:45
20/02/2015 14:30
77
P1
45
40
35
30
25
20
10
15
5
± 2DP Grasel (2014)
FIGURA 34: RESULTADO DO MONITORAMENTO DE H2S E CH3SH PELO CARICLIP E COMPARAÇÕES COM RESULTADOS DO METODO AZUL DE
METILENO EM P1.
FONTE: A Autora
16/02/2015 15:06
20/03/2015 10:31
20/03/2015 11:36
20/03/2015 12:41
27/03/2015 14:15
27/03/2015 15:20
08/04/2015 15:09
08/04/2015 16:14
13/05/2015 19:06
13/05/2015 20:11
13/05/2015 21:16
13/05/2015 22:21
13/05/2015 23:26
14/05/2015 00:31
14/05/2015 01:36
14/05/2015 02:41
14/05/2015 03:46
14/05/2015 04:51
14/05/2015 05:56
14/05/2015 07:01
14/05/2015 08:06
14/05/2015 09:11
14/05/2015 10:16
14/05/2015 11:21
14/05/2015 12:26
14/05/2015 13:31
14/05/2015 14:36
14/05/2015 15:41
14/05/2015 16:46
14/05/2015 17:51
14/05/2015 18:56
14/05/2015 20:01
14/05/2015 21:06
14/05/2015 22:11
14/05/2015 23:16
15/05/2015 00:21
15/05/2015 01:26
15/05/2015 02:31
15/05/2015 03:36
15/05/2015 04:41
15/05/2015 05:46
15/05/2015 06:51
15/05/2015 07:56
15/05/2015 09:01
15/05/2015 10:06
15/05/2015 11:11
15/05/2015 12:16
250
P3
Concentração [µg*m-3]
± DP Grasel (2014)
78
200
150
100
50
0
Média de cada campanha
METILENO EM P3.
FONTE: A Autora
16/02/2015 15:06
20/03/2015 10:27
20/03/2015 11:28
20/03/2015 12:29
27/03/2015 13:59
27/03/2015 15:00
08/04/2015 14:45
08/04/2015 15:46
13/05/2015 18:34
13/05/2015 19:35
13/05/2015 20:36
13/05/2015 21:37
13/05/2015 22:38
13/05/2015 23:39
14/05/2015 00:40
14/05/2015 01:41
14/05/2015 02:42
14/05/2015 03:43
14/05/2015 04:44
14/05/2015 05:45
14/05/2015 06:46
14/05/2015 07:47
14/05/2015 08:48
14/05/2015 09:49
14/05/2015 10:50
14/05/2015 11:51
14/05/2015 12:52
14/05/2015 13:53
14/05/2015 14:54
14/05/2015 15:55
14/05/2015 16:56
14/05/2015 17:57
14/05/2015 18:58
14/05/2015 19:59
14/05/2015 21:00
14/05/2015 22:01
14/05/2015 23:02
15/05/2015 00:03
15/05/2015 01:04
15/05/2015 02:05
15/05/2015 03:06
15/05/2015 04:07
15/05/2015 05:08
15/05/2015 06:09
15/05/2015 07:10
15/05/2015 08:11
15/05/2015 09:12
15/05/2015 10:13
15/05/2015 11:14
15/05/2015 12:15
P3
METILENO EM P3, EM ESCALA LOGARITÍMICA.
FONTE: A Autora
± DP Grasel (2014)
79
100
10
1
21/02/2015 16:30
21/02/2015 16:36
21/02/2015 16:42
21/02/2015 16:48
21/02/2015 16:54
21/02/2015 17:00
21/02/2015 17:06
21/02/2015 17:12
21/02/2015 17:18
21/02/2015 17:24
21/02/2015 17:30
19/03/2015 14:35
19/03/2015 14:41
19/03/2015 14:47
19/03/2015 14:53
19/03/2015 14:59
19/03/2015 15:05
19/03/2015 15:11
19/03/2015 15:17
19/03/2015 15:23
19/03/2015 15:29
19/03/2015 15:35
19/03/2015 15:41
19/03/2015 15:47
19/03/2015 15:53
19/03/2015 15:59
19/03/2015 16:05
19/03/2015 16:11
19/03/2015 16:17
19/03/2015 16:23
19/03/2015 16:29
14/04/2015 17:04
14/04/2015 17:10
14/04/2015 17:16
14/04/2015 17:22
14/04/2015 17:28
14/04/2015 17:34
14/04/2015 17:40
14/04/2015 17:46
14/04/2015 17:52
14/04/2015 17:58
H2S E CH3SH em µg.m-3
25
P4
80
20
15
10
5
0
± DP Grasel (2014)
METILENO EM P4.
FONTE: A Autora
81
5.1.5 Olfatometria
5.1.5.1 Questionário e índice de incômodo
Quanto à percepção das pessoas ao nível de concentração encontrado
neste estudo, aplicou-se o questionário. Foram entrevistadas 40 pessoas escolhidas
aleatoriamente durante os períodos de coletas e, após análise estatística dos
resultados, o erro amostral foi de 15,5% com confiabilidade de 95%. Buscando
melhorar o erro amostral para 10%, a estatística mostrou que deveriam ser
entrevistadas 96 pessoas. Então, posteriormente, optou-se por entrevistar mais 60,
totalizando 100 entrevistados, o que definiu o erro da pesquisa em 9,8% com índice
de confiabilidade dos mesmos 95%.
Os resultados do questionário estão apresentados na TABELA 18.
TABELA 18: RESULTADOS DO QUESTIONÁRIO
Resultados (população entrevistada 100 pessoas)
1.Média de dias na semana presente na região - FIGURA 38
5,1 dias
2.Moradores da região
3.Conhece o Rio Belém
4.O Rio Belém faz parte do cotidiano
5.Sente-se incomodado pelo odor emitido pelo rio
6.Grau de incômodo referente ao odor (0 a 10, 0 nenhum
incômodo e 10 incômodo total) - FIGURA 39
7.Grau de incômodo referente ao odor no momento da
entrevista (0 a 10, 0 nenhum incômodo e 10 incômodo total) FIGURA 40
34%
99%
75%
99%
̅ =7,8; σ=1,8
̅ =5,9; σ=2,5
8.Maior incômodo
87% em dias quentes; 13% frios
10.Fadiga Olfativa
68% habitua-se com o odor
9.Influência da chuva no odor
11.Grau de incômodo referente à aparência do rio (0 a 10, 0
nenhum incômodo e 10 incômodo total) - FIGURA 41
12.Degradação da aparência do rio
13.Realização de ação proativa
14.Interesse em participação de ação proativa
FONTE: A Autora.
47% piora com chuva; 53% mantem
̅ =7,4; σ=2,1
75% piorou; 25% manteve
18%
100%
O índice de incômodo calculado (Equação 3) é igual a 76,75%, baseado nas
respostas referentes a questão 06. Percebe-se uma variação nas respostas obtidas,
82
mostrando que, realmente, a sensibilidade e a percepção de cada um são
diferentes.
83
Questão 01 - Em média, quantos dias por semana você está presente na região do Rio Belém?
7
7
7
7
7
6
6
5
55
5
6
5555
7
6 6
555
7
77
66 6
5
5 5
2
3
33
22
7
10
7
6 6
5 5 5 5
44
19
22
25
28
31
7
6 6
5 55
77
7
66
6
34
37
FIGURA 38:: RESPOSTAS REFERENTES À QUESTÃO 01.
FONTE: A Autora.
40
6
6 6
5
3
2
0
7 7
5 55
3
5 5 5
3
2
1
16
7
4
22
13
7
6
3
1
4
7
5 55
4
3
77
6 6 6
4
1
7 7
1
43
46
49
52
Entrevistados
55
58
61
Média
64
67
70
73
76
79
82
85
88
91
94
97
100
84
Questão 06 - Numa escala de zero a dez, onde zero significa nenhum tipo de incômodo, e dez significa incômodo
total, quanto o odor te incomoda?
10 10101010
99
7
1
888
99
7
6
7
10
10
887 888
6
5
4
10
13
5
16
19
22
25
9
10
101010
8
88
6
4
28
10
88 8
9 9
7 7 7
10
8 8
5
31
10
8
5
34
37
FONTE: A Autora.
40
43
46
10
49
8
10
9
8 8 8
7
6
4
Entrevistados
9
8
6 6
52
10
9
58
61
Média
64
67
10
8
6
4
3
55
10
70
5
73
7
9
88
6
10
4
76
79
99 9
8
6
82
10
7
5
8
8
6
4
85
88
91
10
8
7 7 7
5
94
97
100
85
Questão 07 - No dia de hoje, quanto o odor está te incomodando? Onde zero significa nenhum tipo de
incômodo, e dez significa incômodo total.
7
5
8
7 7
6 6
6
4
9
5
4
7
10
7
5
1
1
9
8
6
1010
8 8
7
7 77
6
5
2
0
13
16
19
22
8 8
0
25
5 5
1
28
8
31
34
8
7 7
5
4
00
37
FONTE: A Autora.
8
66
10
9
7
88
6
7
7 7
5
9
0
40
43
46
49
52
Entrevistados
55
6
4 4
3
9 9
8
6
5
10
8
8
6
4
8 8
61
Média
64
67
70
9
7 7
5
7
5
5
3
2
58
10
73
76
79
82
7
5 555
3
1
8
66
4
77
5
2
0
85
88
91
94
97
100
86
Questão 11 - Numa escala de zero a dez, onde zero significa nenhum tipo de incômodo, e dez significa incômodo
total, quanto a aparencia do rio te incomoda?
8
7
55
1
9 9
9
8
9
7
5
3
7
10
13
16
19
3
22
25
10 10
8 8 8
7
5
4
4
1010 1010 10 10 101010 101010 1010
28
9
77
5
4
31
1010
34
37
FONTE: A Autora.
8
7
8
10
9
7
66 6
4
40
43
46
49
5
10
8 8
6
10
7
10
8
6
5
8
7
5
9
6
7
8 8
6
9
7
6
10
8
9
7
9
88
888 8
5
4
3
52
Entrevistados
55
58
61
Média
64
67
70
73
76
8
6 6
5
79
82
85
88
9
91
5
3 3
94
6
4
5
97 100
87
5.2
ANÁLISE DE RISCO
Conforme definido e caracterizado anteriormente, a população da região de
estudo
como
sendo
Residente,
Estudante
e
Trabalhador
e
exposta
às
concentrações emitidas pelo rio (média de 12,22 µg.m-3), a mesma pode sofrer risco
a saúde. A TABELA 19, mostra o risco total a que a população está sujeita e é
possível observar que a população residente sofre um aumento do risco à saúde de
quase 500% em relação a população não exposta, os trabalhadores um aumento de
34% e os estudantes não sofrem risco devido ao risco total ser menor do que 1.
TABELA 19: RISCO TOTAL, SEGUNDO RAIS (2014), DE CADA INDIVÍDUO EXPOSTO ÀS
CONCENTRAÇÕES ENCONTRADAS NAS MARGENS DO RIO BELÉM.
Indivíduo
Residente
Concentração média encontrada nas
-3
campanhas, em µg.m
Risco de
Mutação
12,22
Não
Estudante
Trabalhador
FONTE: A Autora.
12,22
12,22
Risco de
Câncer
Risco
Total
0,0001%
0,67
Não
0,0001%
Não
0,0001%
4,88
1,34
De acordo com Wimberry (1985) esse mau odor pode interferir na
sociabilidade e na reputação da comunidade existente no entorno, além de serem
afetadas esteticamente.
5.3
ANÁLISE DE CORRELAÇÔES
Como afirmam Bruno et al. (2007), condições ambientais têm grande
influência na produção e na dispersão do H2S, então outra questão analisada nesse
estudo foi se a concentração tende a apresentar valores semelhantes durante os
mesmos horários do dia e também comparados as condições ambientais nos
períodos.
A FIGURA 42 e a FIGURA 43 mostram as concentrações nos horários que
coincidiram durante das campanhas realizadas no Rio Belém, nelas percebe-se que
não há relação da concentração de H2S medida com o horário. Porém as análises
mostram que há uma variação da concentração a cada minuto e com uma análise
de variância verificou-se que as médias são estatisticamente homogêneas, ou seja,
88
não há variação da média entre os períodos, podendo-se assim afirmar que as
médias são iguais.
FIGURA 42: CONCENTRAÇÕES ENCONTRADAS NO RIO BELÉM, DAS 11H E 04 MINUTOS ÀS 12
HORAS, NOS DIAS 04/09/2014, 07/02/2015 E 06/05/2015.
FONTE: A Autora
89
FIGURA 43: CONCENTRAÇÕES ENCONTRADAS NO RIO BELÉM, DAS 15H ÀS 16HORAS, NOS
DIAS 04/02/2015 E 06/05/2015.
FONTE: A Autora
As concentrações encontradas no dia 06/05/2015, por ser a campanha de
maior duração, foram comparadas a situação meteorológica do período. Esses
dados podem ser vistos na
FIGURA 44, a precipitação durante todo o período foi de 0mm, motivo pelo
qual não foi inserido na figura. Os dados foram analisados com as médias de
concentração a cada 15 minutos, pois os dados meteorológicos fornecidos pelo
SIMEPAR estão com essa variação.
90
VV - velocidade do vento; T - temperatura; DV - direção do vento; UR - umidade relativa; P - pressão atmosférica.
FIGURA 44: CONCENTRAÇÃO ENCONTRADA NO RIO BELÉM JUNTAMENTE COM OS DADOS METEOROLÓGICOS DO PERÍODO. PRECIPITAÇÃO
DURANTE TODO ESSE PERÍODO FOI DE 0 MM.
FONTE: A Autora
91
Nota-se que a velocidade e a direção do vento podem influenciar no valor da
concentração média. O aumento da velocidade do vento também acarreta num
aumento da concentração média, já a direção do vento, acarreta aumento da
concentração quando está tendendo a 90°, ou seja, a direção leste - oeste.
Para P3, na campanha realizada nos dias 13,14 e 15 de maio de 2015,
também foram realizadas as análises com dados meteorológicos, conforme mostra a
FIGURA 45, somente para confirmação de análise anterior. Nessa análise, também
se utilizou a média das concentrações a cada 15 minutos, devido aos dados
fornecidos pelo SIMEPAR.
Novamente, nota-se que a direção do vento tem influência na concentração
medida, juntamente com a velocidade do vento.
92
VV - velocidade do vento; T - temperatura; DV - direção do vento; UR - umidade relativa; P - pressão atmosférica.
FIGURA 45: CONCENTRAÇÃO ENCONTRADA EM P3 JUNTAMENTE COM OS DADOS METEOROLÓGICOS DO PERÍODO. A PRECIPITAÇÃO
DURANTE TODO ESSE PERÍODO FOI DE 0 MM.
FONTE: A Autora
93
6
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O CairClip mostrou um bom desempenho no monitoramento contínuo de
concentrações de H2S e CH3SH com frequência de 1 minuto. Em ambiente externo,
conseguiu capturar toda flutuação das concentrações de um local, mostrando os
picos e momentos sem a presença desses gases. Apresentou média diária muito
próxima aos resultados obtidos pelo método azul de metileno, considerado um dos
métodos mais sensíveis de monitoramento. A desvantagem desse último é o período
de exposição do filtro absorvedor que é de aproximadamente uma semana,
enquanto que o CairClip tem a vantagem de capturar toda a flutuação, com
frequência de 1 minuto, ao longo do monitoramento, possibilitando assim novos
estudos para melhor entendimento do fenômeno da emissão desses gases.
Os níveis de concentração encontrados, com o CairClip, nas campanhas
realizadas no Rio Belém confirmaram que o odor emitido pelo rio é proveniente do
gás sulfídrico com presença de metil mercaptana, pois as concentrações
encontradas (média de aproximadamente 12 µg.m-3) estão dentro do limite olfativo
dos seres humanos.
Essa concentração pode ser prejudicial à saúde, podendo acarretar aumento
do risco total nos indivíduo que estão expostos frequentemente a esses gases.
Pode-se concluir que o risco de um residente sofrer alguma influência em sua saúde
aumenta em quase 500%, sendo agravado em crianças, e de um trabalhador em
34%.
O cromatógrafo não conseguiu medir a concentração de H2S, mas mostrou a
sua presença em baixas concentrações. Mostrou também a presença de um gás
não identificado que precisará ser investigado, segundo os responsáveis pela
cromatografia dos Institutos Lactec.
A aplicação do questionário, junto aos transeuntes na região do Rio Belém,
mostrou que a população tem sensibilidade diferente à mesma exposição a odores.
De um modo geral, diante do mau cheiro avaliado, todos se sentiram incomodados,
ainda que em grau diferente.
Como o rio analisado passa por boa parte da cidade, podem-se incluir no
diagnóstico simulado todos aqueles que moram ou frequentam o entorno do rio ao
longo de seu trajeto e não somente na região estudada. Mesmo este estando
94
canalizado em alguns trechos, a emissão de gases para a atmosfera existe e
prejudica a saúde da população. Isso pode ser percebido na região central da cidade
de Curitiba onde bueiros exalam o odor característico do gás da região estudada.
A variabilidade da emissão dos gases estudados no Rio Belém é pequena
em relação à encontrada na ETE B. A emissão da estação de tratamento de esgoto
tem uma grande variabilidade provavelmente devido ao seu processo de operação
tendo um comportamento distinto ao de um rio. Mas, os resultados mostraram que a
concentração média de H2S e CH3SH no ar da região próxima ao Rio Belém é da
mesma ordem de grandeza da região de uma estação de tratamento de esgoto, isso
leva a concluir que a característica do rio está próxima a de um esgoto sanitário,
comprovado com o AIQA extremamente poluído e com os estudos que
caracterizaram o rio com presença de esgoto doméstico.
O estudo mostrou a importância não somente de avaliar o odor, mas
principalmente a necessidade de buscar soluções para a poluição do Rio Belém. A
avaliação do risco associado à saúde da população exposta a gás sulfídrico e metil
mercaptana emitidos pelo rio, mostra a necessidade da implantação de medidas
mitigatórias. Uma reflexão da nossa qualidade de vida e dos impactos causados
pelo nosso modo de vida sobre o meio ambiente deverá fomentar ações efetivas,
aliadas a fiscalização rigorosa, para a recuperação e preservação do rio.
95
7
REFERÊNCIAS
ABNT. NBR 6023 Informação e documentação - Referências - Elaboração. 2002.
UFPR. Normas para apresentação de documentos científicos, 2 - Teses,
dissertações, monografias e outros trabalhos acadêmicos. 2007.
ACGIH. (AMERICAN CONFERENCE OF GOVERNMENTAL INDUSTRIAL
HYGIENISTS) In Hydrogen sulfide. Documentation of the threshold limits values and
biological exposure indices. American Conference of Governmental Industrial
Hygienists Inc. 6th ed. Cincinnati: c., 1991: p.786-788.
AGUAS
DO
PARANÁ:
Disponível
em:
<http://www.aguasparana.pr.gov.br/arquivos/File/DADOS%20ESPACIAIS/Unidades_
Hidrograficas_A4.jpg>. Acesso em 24/10/2013
ALMEIDA, I. T. DE. A poluição atmosférica por material particulado na mineração a
céu aberto. ,1999. São Paulo.
AMOORE, J.; HAUTALA, E. Odor as an Aid to Chemical Safety: Odor thresholds
compared with Threshold Limit values and Volatilities for 214 industrial chemicals in
Air and Water Dilution. Journal of Applied Toxicology, Vol 3, n º6, 1983
AZEVEDO, A.D.P.; Simões, J.C.; Ferreira, R.; Lameu, D.; Elias, W.F. Eliminação de
H2S (sulfeto) dos esgotos de Pereira Barreto – SP. Anais do 20º Congresso
Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Rio de Janeiro-RJ, Brasil, 1999
BATISTELA, S. T. O zoneamento ambiental e o desafio da construção da gestão
ambiental urbana. Dissertação (Mestrado), Programa de Arquitetura e Urbanismo,
Universidade de Brasília, 2007.
BEAUCHAMP RO Jr, Bus JS, Popp JA, Boreiko CJ, Andjelkovich DA (1984) A critical
review of the literature on hydrogen sulfide toxicity. Critical Reviews in Toxicology,
13:25–97
BELLI FILHO, P. & LISBOA, H. Avaliação de Emissões Odorantes. Engenharia
Sanitária e Ambiental. vol.3, N° 3 , pp 101-106. 1998.
BELLI FILHO, P., WOLFF, D.B., COSTA, R.H., CARVALHO, C.M., RIBEIRO, L.G.R.
Odor e Biodesodorização em Reatores Anaeróbios in IX SILUBESA, Porto Seguro,
2000-08-23.
BELLI FILHO, P. et al. Avaliação de impactos de odores em bacias hidrográficas
com produções de suínos. Engenharia Sanitária Ambiental, vol.12, n.3, p. 252-258,
2007.
96
BILBAO, D.B. BOLLMANN, H.A. Relação entre estratificação sócio-econômica da
população residente e qualidade das águas na Bacia do Rio Belém. 2007.103f.TCC (
Engenharia Ambiental) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007
BOWLES, K. C.; ERNSTE, M. J.; KRAMER, J. R. Trace sulfide determination in oxic
freshwaters. Analytica Chimica Acta 477, 2003
BRASIL. Lei nº 10.257, de 10 de julho de 2001: regulamenta os arts. 182 e 183 da
Constituição Federal, estabelece diretrizes gerais da política urbana e dá outras
providências. Lex: ACQUAVIVA, Marcus Cláudio. Vademecum universitário de
direito.5ª. ed. rev. ampl. São Paulo: Editora Jurídica Brasileira 2002.
Brasil. Decreto n° 24.643, de 10 de julho de 1934: Decreta o Código de Águas. Lex:
Coletânea de Legislação de Direito Dmbiental. 2.ed. São Paulo: Editora Revista dos
Tribunais,2003. p.293-373.
BRUNO, P.; Caselli, M.; Gennaro, G.; Solito, M.; Tutino, M. Monitoring of odor
compounds produced by solid waste treatment plants with diffusive samplers. Waste
Management, vol. 27, 2007.
CARMAN, N. RE: Hydrogen sulfide needs Hazardous Air Pollutant listing under CAA
Title III, 2009.
CASA
DA
MEMÓRIA.
História
de
Curitiba.
Disponível
<http://www.casadamemoria.org.br/index_historiadecuritiba.html>.
Acesso
02/03/2014
em:
em:
Cairpol: Disponível em: <http://www.cairpol.com/images/pdf/p058c-mll-instructionmanual-CairClip-210512>. Acesso em 19/04/2014.
CHEREMISINOFF, P. N. 1992. Industrial Odour Control. Butterworth Heinemann,
Ltd. Oxford.
COLLINS AND LEWIS, COEHHA, Hydrogen Sulfide: Evaluation of Current California
Air Quality Standards With Respect to Protection of Children, September 1, 2000
CONAMA. Resolução 001/86 CONAMA. , v. 001, p. 5, 1986.
CONAMA. Resolução n.357 de 17 de março de 2005. Classificação de corpos
d'água e diretrizes ambientais. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Ministerio do
Meio Ambiente, 2005.
DIAS, R. MARKETING AMBIENTAL
Competitividade nos negócios. 2009.
-
Ética,
responsabilidade
Social
e
97
DOTY, L. R.; CAMEROM, L. E. Sex differences and reproductive hormone influences
on human odor perception. Physiology & Behavior 97, 213 - 228 p, 2009.
EPA - Environmental Protection Agency. Design Manual – Odor and Corrosion in
Sanitary Sewerage Systems and Treatmet Plants. Center for environmental
Research Information, U.S., Cincinnati, OH 45268, EPA/625/1-85/018, 1985.
EPA - Environmental Protection Agency. Odour impacts and Odour emission control
measures for intensive agriculture. R&D Report Series nº 14, 2001.
EPA - Environmental Protection Agency. Design Manual – Sensor Technology-State
of the Science. Air Climate e Energy research program, 2014.
FEDRICH, R. Diagnóstico dos recursos hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio Belém.
Curitiba - Assembléia Legislativa do Paraná, 2002
GABRIEL, B. A mídia e a Formação da Agenda Política sobre Rios Urbanos: Análise
do Jornal Gazeta do Povo sobre o Rio Belém, Curitba, entre 1992-2012. ,2013.
GRASEL, ANDERSON M., Determinação de sulfeto de hidrogênio nas proximidades
de estações de tratamento de esgoto em Curitiba - PR Brasil, Curtitiba, 2014.
GREGORAKOS L., DIMOPOULOS G., LIBERI S., ANTIPAS G.. Hydrogen sulfide
poisoning: management and complications. Angiology 1995; 4 6: p. 1123-1131
GOSTELOW, P, PARSONS, S.A. COBB. J. Development of an odorant emission
model for sewage treatment works. Water Science and Technology, v.44, n° 9, p.
181–188, 2001.
IAP. Monitoramento da qualidade das águas na região metropolitana de Curitiba.
Instituto Ambiental do Paraná. Curitiba, 1995.
IDE, J., M. CHIWA, N. HIGASHI, R. MARUNO, Y. MORI, AND K. OTSUKI.
Determining storm sampling requirements for improving precision of annual load
estimates of nutrients from a small forested watershed. 2012
IPPUC:
Disponível
em:
<http://ippucweb.ippuc.org.br/ippucweb/sasi/home/visualizar.php?doc=../arquivos/do
cumentos/D86/D86_020_BR.pdf >. Acesso em 02/03/2014.
JAAKKOLA, J. J.; VIKKA, V.; MARTTILA, O.; JAPPINEN, P.; HAAHTELA, T. The
South Karelia Air Pollution Study: the effects of malodorous sulfur compounds from
pulp mills on respiratory and other symptoms. American Review of Respiratory
Diseases, 142:1344 -1350, 1990.
98
KILBURN, K. H. & WARSHAW, R. H. Neurobehavioral impairment from H2S,
University of Southern California School of Medicine, Environmental Sciences
Laboratory: Los Angeles, CA, 1991.
KILBURN K.H, WARSHAW R.H. Hydrogen sulfide and reduced-sulfur gases
adversely affect neurophysiological functions., 1995.
KNOPKI, P.B. Avaliação da qualidade de vida dos moradores da bacia hidrográfica
do Rio Belém, Curitiba-Pr, e suas relações com variáveis ambientais. 2008.89f.TCC
(Engenharia Ambiental) – Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2008
KRAMER R. S., WEGER U. W., SHARMA D. The effect of mindfulness meditation on
time perception.Conscious.2013
LARA, M. V. R. Análise crítica de programas de revitalização de rios urbanos na
bacia hidrográfica do Rio Belém em Curitiba-Pr. Curitiba, 2014.
Manual
dos
equipamentos,
disponível
em:
<http://www.cairpol.com/images/pdf/p058c-mll-instruction-manual-CairClip-210512>.
Acesso em 19/04/2014
MAINIER, F. B., NUNES L. P., FERREIRA P. S. As contaminações ambientais
provocadas por vazamentos de tanques de postos de gasolina. In: SEMINÁRIO
24FLUMINENSE DE ENGENHARIA, UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE,
2.Niterói, 1996.
MAINIER, F. B.; FLUMINENSE, U. F.; DELAIDI, E.; et al. O SULFETO DE
HIDROGÊNIO (H2S) E O MEIO AMBIENTE. II Simpósio de Excelência em Gestão e
Tecnologia, p. 612–618, 2005.
MAINIER, FERNANDO B; SANDRES, GISELE C.; TAVARES, S. S. M. CORROSÃO
POR SULFETO DE HIDROGÊNIO ( H 2 S ) E SUAS IMPLICAÇÕES NO MEIO
AMBIENTE E NA SEGURANÇA INDUSTRIAL. ,2007.
NORTH CAROLINA DEPARTMENT
RESOURCES, H2S, 2001
OF
ENVIRONMENT
AND
NATURAL
POLITICA
NACIONAL
DO
MEIO
AMBIENTE.
Disponível
em:
http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l6938.htm>. Acesso em: 27/01/2015.
<
PROKOP, W. Air Pollution Engineering Manual EUA: Air & WasteManagement
Association. 1ª Ed. 1986.
99
RAIS - Risk assessment information system. Contaminated media (Risk) calculator.
2014. Disponível em: <http://rais.ornl.gov/cgi-bin/prg/RISK_search>. Acesso em
22/06/2015
RECH, P.G. Identificação Dos Compostos Reduzidos De Enxofre Gerados Na
Produção De Celulose Kraft. Porto Alegre, 2007.
SAWCZUK, A. T.; VIVIANE, M.; LARA, R. DE. RIOS URBANOS : ESTUDO DE
CASO DO RIO BELÉM , CURITIBA / PR RIVERS URBAN : A CASE STUDY OF
RIVER BELÉM , CURITIBA / PR . ,2013. L
SCHWAB, Francisco Carlos Coelho. Odores Incômodos Em Emissões Industriais:
Aspectos Teóricos, Práticas Atuais E Um Estudo De Caso Em Fábrica Agroquímica.
Rio de Janeiro, 2003
SCHIFFMAN, S., BENNETT, J., RAYMER, J. Quantification of odors and odorants
from swine operations in North Carolina. Agricultural and Forest Meteorology. V. 108,
P. 213 –240, 2001.
SCHIFFMAN, S. S.; WILLIAMS, C. M. Science of Odor as a Potential Health Issue.
J.Environ. Qual. n.34, 2005. p.129-138.
SHANTHI, K.; BALASUBRAMANIAN, N. Method for sampling and analysis of
hydrogen sulfide. Analyst, vol. 121, 1996
SHERIDAN, B. A.; et al. A dispersion modelling approach to determining the odour
impact of intensive units in Ireland. Bioresource technology v. 91, p. 145 – 152. 2004.
SILVA, Heloísa Pinto da Motta e. Transformações do enxofre nas fases líquida e
gasosa de um biofiltro aerado submerso tratando efluente de um reator anaeróbio do
tipo UASB. Espírito Santo, Vitória, 2003.
SILVA, M. B. DA. Influência do tipo de meio suporte no desempenho de biofiltros
aplflicados à remoção de h2s do ar atmosférico em sistemas de esgoto sanitário.
2008.
SIMTONON, Scott. Human Health Effects
Concentrations of Hydrogen Sulfide, 2007.
from
Exposure
to
Low-Level
SUDERHSA. Cadastro de usuários de recursos hídricos da região metropolitana de
Curitiba. Superintendência de Desenvolvimento dos Recursos Hídricos e
Saneamento Ambiental. Curitiba, 1998
TAKAHASHI, A. Sulfetos em interceptadores de esgotos: ocorrência, medidas
preventivas e corretivas. São Paulo, 1983.
100
TESTE
TURKEY.
Disponível
em
:
<http://www.cca.ufscar.br/wpcontent/uploads/2011/09/Tukey.xls> Acesso em 06/08/2015
TORRES, F. T. P.; MARTINS, L. A. Qualidade do ar em Juiz de Fora – MG. Juiz de
Fora: Laboratório de Climatologia e Análise Ambiental da Universidade Federal de
Juiz de Fora, 2006.
TRIOLA, Mário F. Introdução à Estatística. 7a. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 1999
UNESCO. Methodological guidelines for the integrated environmental evaluation of
water resources development. Paris, 1987.
USEPA - UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY.
Toxicological review of hydrogen sulfide – EPA- 635/R-03/005.U.S. Environmental
Protection Agency, Washington, DC, 2003,
VDI 3883 part 2.Effects and assessment of odours – Determination of Annoyance
Parameters by Questioning – Reapted Brief Questioning of Neighbour Panellist.VDI
–Verein Deutscher Ingenieure. 1993.
WATER ENVIRONMENT FEDERATION (WEF) Manual of Practice N0 22 and
American Society of Civil Engineers (ASCE) Manuals and Reports on Engineering
Practice N0 82 - Odor control in wastewater treatment plants. 1995
WHO - World Health Organization. Hydrogen sulfide. Environmental health criteria nº
19. Geneva, 1981.
WHO - World Health Organization. Hydrogen Sulfide. Air Quality Guidelines, ed. 2ª,
Copenhagen, 2000.
WHO - World Health Organization. Hydrogen Sulfide: Human Health Aspects.
Concise International Chemical Assessment Document 53. Geneva, 2003.
WIMBERRY, W. T. Technical assistance document for monitoring total reduced
sulphur (TRS) from kraft pulp mills. Washington: Environmental Protection Agency,
1985.
ZAOUAK, O.; DAOUD, A.; FAGES, M.; FANLO, J.; AUBERT, B. High Performance
Cost Effective Miniature Sensor for Continuous Network Monitoring of H2S. 2012
ZAOUAK, O.; AUBERT, B.; MÉJANNES-LES-ALÈS, A. E. A. Odorant Dispersion and
Emissions Monitoring System ( ODEMS ). Air & Waste Managemente - 106th Annual
Conference & Exhibition. Anais... v. 33, p.1–12, 2013.
101
Apêndice A
Conversão de Unidades
Em alguns casos foi necessário converter as unidades das concentrações, o
que se deu pelo seguinte raciocínio.
se:
Se 1 ppm significa 1 parte de gás para 1 milhão de partes de ar, então tem-
1
=
1
1000000
=
é
é
á
4
Ou seja,
5
Em que:
= valor em ppb
Para isso se fez necessário encontrar quantas moléculas de ar e de gás
existem em certo volume para se proceder à comparação.
Analisando as moléculas de H2S:
Massa molar de H2S = (2 ∗ 1,0079) + 32,064
Massa molar de H2S = 34,0798
Então:
∗
em que:
= valor em
.
1
34,0798
.
.
1
34,0798
6
102
Se cada mol possui 6,023 * 1023 moléculas, então:
∗
1
34,0798
∗
6,023 ∗ 10
]∗
34,0798
= [
gases.
6,023 ∗ 10
1
é
7
é
Para calcular o número de moléculas do ar, utilizou-se a equação geral dos
∗
=
∗
∗
8
Em que:
= pressão, em atm
= volume, em litros
= número de mols do gás, em mol
= constante dos gases perfeitos e igual a 0,0821
= temperatura, em Kelvin
∗
∗
Como é preciso utilizar o volume em metros cúbicos (m3), fez-se necessário
converter a unidade da constante dos gases perfeitos:
= 0,0821
∗
∗
∗
1
1000
= 0,0821 ∗ 10
∗
∗
9
Partindo da Equação 8, tem-se que o número de mols de ar é:
=
∗
∗
10
103
[
=
] ∗ [ ] ∗ 10
0,0821 ∗ [ ]
Se considerar 1 m3
=
[
] ∗ 1 ∗ 10
[
] ∗ 10
=
0,0821 ∗ [ ]
0,0821 ∗ [ ]
Se cada mol possui 6,023 * 1023 moléculas
[
] ∗ 10
0,0821 ∗ [ ]
=
∗
[
6,023 ∗ 10
1
é
] ∗ 6,023 ∗ 10
0,0821 ∗ [ ]
é
Como 1 ppb significa 1 molécula de gás por 109 moléculas de ar, tem-se:
[
=
∗ 6,023 ∗ 10
0,0821 ∗ [ ]
[
é
] ∗ 6,023 ∗ 10
0,0821 ∗ [ ]
∗
é
ℎã
1
10
é
11
∗
Assim, tem-se o número de moléculas de ar existentes por metro cúbico
que, juntamente com o número de moléculas de H2S, pode-se aplicar na Equação 5
e obter a fórmula para a conversão.
=
é
é
=
6,023 ∙ 10
∙ [
34,0798 ∙ [
] ∙ 0,0821 ∙ [ ]
] ∙ 6,023 ∗ 10
104
=
≅
2409,05 ∙
[
[ ]∙ [
]
]
2409,05 ∙ ( [℃] + 273,15) ∙
[
≅
]
2409,05 ∙ ( + 273,15) ∙
[
]
12
13
ou,
≅
em que,
= concentração em ppb
= temperatura em °C
= concentração em
= pressão em atm
∙
2409,05 ∙ ( + 273,15)
14

instituto de tecnologia para o desenvolvimento

Transcrição

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