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Programa de Monitorização em Descontínuo da Qualidade do Ar da CTRSU - Valorsul 1999-2006

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Programa de Monitorização em Descontínuo da Qualidade do Ar da CTRSU - Valorsul

1999-2006

Miguel Coutinho1, Margaret Pereira1, Clara Ribeiro1, Carlos Borrego1, 2

1IDAD – Instituto do Ambiente e DesenvolvimentoCampus Universitário de Santiago

3810-193 AVEIRO

2 Departamento de Ambiente e OrdenamentoUniversidade de Aveiro, 3810-193 AVEIRO

Programa de Monitorização em Descontínuoda Qualidade do Ar da CTRSU - Valorsul

1999-2006

O Programa de Avaliação da Qualidade do Ar da CTRSU da Valorsul engloba a medição no ar ambiente de poluentes atmosféricos, que não são medidos em contínuo na Rede de Vigilância da Qualidade do Ar (RVQA) da Valorsul. O programa é executado desde Janeiro de 1999, em três postos de amostragem (Bobadela, São João da Talha e Póvoa de Santa Iria), cuja localização se pode visulaizar na Figura 1.

Do actual plano de trabalhos fazem parte as amostragens de metais (Chumbo - Pb, Cádmio - Cd, Cobre - Cu, Manganês - Mn, Crómio - Cr, Mercúrio - Hg, Níquel – Ni, Arsénio – As, Potássio – K, Antimónio – Sb, Vanádio – V e Zinco - Zn), em simultâneo nos 3 locais: Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria. A frequência de amostragem para os metais é de 1 amostra semanal em cada local.

As actividades de monitorização incluem ainda:recolha mensal de derivados particulados (Cl• -, F-, NH4

+) e compostos ácidos (HCl, HF, NH3) em cada um dos 3 locais;recolha trimestral de dioxinas e furanos, em simultâneo, •nos três locais;realização de 8 campanhas anuais, de 7 dias cada, de •monitorização em contínuo de BTX (benzeno, tolueno, xilenos) na Bobadela e na Póvoa de Santa Iria.

As metodologias e métodos de análise para os restantes parâmetros que constituem o programa de monitorização são os descritos em Coutinho et al., 2001.

A análise das concentrações medidas realiza-se através da variação temporal dos dados e sua comparação com valores legislados e de referência encontrados na literatura.

Numa análise mais detalhada a alguns poluentes, é apresentada a representação gráfica de alguns parâmetros estatísticos calculados, tais como a mediana, o máximo e o mínimo registados e os percentis 25 e 75 (P25 e P75), correspondentes aos três locais de amostragem (Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria) e às séries de dados de 1999-2005 e de 2006 (Figura 2).

No caso dos parâmetros em que não se verificaram alterações nos métodos de amostragem e análise desde o início do programa de monitorização, o teste estatístico de U de Mann-Whitney foi aplicado. Este teste é uma alternativa não-paramétrica ao teste t para amostras independentes. Ao

contrário do teste paramétrico t, o teste não-paramétrico não faz qualquer suposição quanto ao tipo de distribuição dos dados, assim como não pressupõe igualdade entre variâncias. Este teste utiliza a posição dos dados em vez dos seus valores absolutos e baseia-se na comparação entre duas medianas para concluir se as amostras provêm ou não da mesma população.

Para melhor compreender os impactes na qualidade do ar associados ao funcionamento da CTRSU da Valorsul, foi ainda realizado um estudo de dispersão de poluentes atmosféricos a fim de avaliar a influência da CTRSU como fonte emissora.

Figura 1 – Localização dos postos de monitorização da qualidade do ar.

P25

Mínimo

Mediana

Máximo

P75

Figura 2 - Esquema de apresentação dos parâmetros estatísticos.

1. Introdução

2.1 Metais

Os metais monitorizados no ar ambiente foram os seguintes: Pb, Ni, As, Cd, Hg, Mn, Cu, Cr, Zn, K, V e Sb. Na Figura 3 estão representadas graficamente as concentrações dos metais na fracção PM10, desde o início dos trabalhos de monitorização, na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria. Aos teores que revelaram ser inferiores aos respectivos limites de detecção (LD), foi atribuído um valor de metade o LD do método de análise.

Os teores médios de chumbo para 2006 (17, 15, 12 ng.m-3, para a Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria, respectivamente) são significativamente inferiores ao valor limite para a média anual para protecção da saúde humana (500 ng.m-3), tendo-se revelado, na maioria das vezes, inferiores aos LD.

As concentrações médias de níquel (3,9, 4,4 e 3,0 ng.m-3), arsénio (2,2, 1,7 e 1,8 ng.m-3) e cádmio (0,31, 0,30 e 0,27 ng.m-3) para 2006, são inferiores aos valores alvo constantes da Directiva 2004/107/CE, sendo mesmo uma ordem de grandeza inferiores no caso do cádmio.

2. Monitorização Pontual

Verifica-se ainda que os teores médios de arsénio e de cádmio são equivalentes à gama de valores registados em áreas rurais na UE (WHO, 1995a; WG As, Cd, Ni, 2000), nomeadamente em Espanha (Campa et al., 2007), e a zona urbana de fundo no caso do cádmio (Moreno et al., 2006). Relativamente ao níquel, este metal apresenta níveis da ordem de valores encontrados em áreas urbanas na UE (WHO, 1995a; WG As, Cd, Ni, 2000) e zonas rurais e urbanas de Espanha (Salvador et al., 2007; 2004; Campa et al., 2007; Moreno et al., 2006). Enquanto que os valores médios de arsénio determinados para 2006 são superiores ao valor médio encontrado na Bobadela em 2001 (Almeida, 2004), verifica-se que os níveis médios de níquel são equivalentes aos valores registados nesse local.

Os níveis médios de mercúrio determinados para 2006, de 0,13, 0,11 e 0,14 ng.m-3, apresentam teores equivalentes à gama de valores encontrada em áreas remotas na UE (WHO, 1995a), sendo inferiores ao teor médio registado na Bobadela em 2001 (Almeida, 2004).

Os valores médios de manganês registados em 2006, de 5,3, 6,0 e 4,5 ng.m-3, na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria, respectivamente, são equivalentes às concentrações médias encontradas em zonas rurais de Espanha (Salvador et al., 2007; 2004; Campa et al., 2007; Rodríguez et al., 2004). Por sua vez, os valores médios deste metal são equivalentes à concentração média encontrada na Bobadela no ano de 2001 (Almeida, 2004).

Figura 3 – Concentrações de metais pesados na fase particulada em ng/m3 da fracção com um diâmetro aerodinâmico equivalente (dae) inferior a 10 µm, na Bobadela - , S. João da Talha - e Póvoa de Santa Iria - .

Verifica-se que os valores médios de crómio para 2006 (1,1, 1,2 e 1,0 ng.m-3) são equivalentes aos valores encontrados em área remota da UE (WHO, 2000), sendo semelhantes, ou mesmo inferiores, aos teores médios registados em zonas rurais de Espanha (Salvador et al., 2007; 2004; Campa et al., 2007; Rodríguez et al., 2004).

As concentrações médias de cobre apresentam, em 2006, valores de 12, 15 e 8,4 ng.m-3, semelhantes ao valor médio encontrado em zona rural de Espanha (Salvador et al., 2007) e da ordem de grandeza do teor registado na Bobadela em 2001 (Almeida, 2004).

O zinco apresenta em 2006 concentrações médias de 52, 55 e 47 ng.m-3, na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria, respectivamente. Estes valores são semelhantes aos medidos em zona urbana/industrial em Espanha (Moreno et al., 2006), e ligeiramente superiores aos registados na Bobadela em 2001 (Almeida, 2004).

Os teores médios de potássio para 2006, de 218, 208 e 203 ng.m-3, obtidos na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria, respectivamente, são equivalentes ao encontrado em área rural de Espanha (Rodríguez et al., 2004), sendo inferiores ao teor médio registado na Bobadela durante 2001 (Almeida, 2004).

Os níveis médios de vanádio em 2006 (4,4, 5,4 e 3,8 ng.m-3) enquadram-se na gama de valores registada em Espanha em área rural (Salvador et al., 2007; Campa et al., 2007) e urbana (Salvador et al., 2004). Comparativamente com o teor médio encontrado na Bobadela em 2001, verifica-se que os níveis médios determinados para 2006 são inferiores a este.

Apesar dos níveis médios de antimónio em 2006, de 2,0, 2,2 e 1,9 ng.m-3, para a Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria, respectivamente, serem equivalentes ao registado em zona urbana/industrial em Espanha (Campa et al., 2007), estes são inferiores ao valor médio medido na Bobadela em 2001 (Almeida, 2004).

Comparativamente com um programa de monitorização semelhante a decorrer na região do Porto, verifica-se que as concentrações médias de As são equivalentes à gama média de teores obtida no Porto para o período de Outubro 2004 a Setembro 2006 (IDAD, 2007), enquanto que as concentrações médias de Cr, Cu, Mn e Hg são inferiores às gamas médias registadas para estes metais no referido programa de monitorização.

O Quadro 1 apresenta as concentrações médias de metais calculadas para o período de 1999-2005 e para 2006, nos três locais de amostragem.

Quadro 1 – Concentrações médias, em ng.m-3, de metais para o período de 1999-2005 e para 2006, na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria.

Com a excepção do As, verifica-se uma diminuição dos valores médios dos metais entre os períodos 1999-2005 e 2006. O facto de se assistir a um aumento nos teores médios de As nos três locais deve-se essencialmente a diferenças nos LD deste metal ao longo do tempo. No período de 1999-2005 o LD para a fracção total variou entre 1,7 e 3,3 ng.m-3, enquanto que o LD para as várias amostras recolhidas em 2006 foi de 3,3 ng.m-3 para a fracção total.

A existência de níveis médios mais elevados em S. João da Talha no período de 1999-2005 deve-se ao efeito sazonal sobre as concentrações medidas, ou seja, à tendência para ocorrerem teores mais elevados durante o período de Outono/Inverno, único período para a qual se efectuaram amostragens de metais até 2003 em S. João da Talha. O mesmo se passa para os valores médios determinados para 1999-2005 na Póvoa de Santa Iria, onde, até 2003, as amostragens foram apenas efectuadas no período de Primavera/Verão, reflectindo-se em valores mais baixos para alguns metais em 1999-2005.

A representação dos parâmetros estatísticos para os metais é efectuada na Figura 4. A figura revela que, para o As, Cd, Cr, Sb, V e Hg, a maioria dos períodos foram caracterizados por um número significativo de amostras com teores não quantificados, ou seja, inferiores aos LDs, tendo-se por isso optado por não aplicar o teste U de Mann-Whitney a estes metais.

Aplicou-se o teste estatístico aos restantes metais tendo-se obtido os resultados apresentados no Quadro 2.

Não existem diferenças estatisticamente significativas entre os períodos;

O conjunto de resultados do último período é estatisticamente inferior ao do período anterior.

Quadro 2 – Resultados da aplicação do teste estatístico aos períodos 1999-2005 e 2006.

Da análise do quadro anterior, verifica-se que existe entre os períodos de 1999-2005 e 2006 uma manutenção ou até uma melhoria nos níveis de metais na atmosfera.

Figura 4 – Parâmetros estatísticos calculados para os metais, considerando os períodos 1999-2005 e 2006.

2.2 Compostos Gasosos

A Figura 5 apresenta a variação das concentrações de HCl, HF e NH3 desde o início de 2004.

O Quadro 3 apresenta as concentrações médias e valores de mediana de compostos gasosos calculadas para o período de 1999-2005 e para 2006, nos três locais de amostragem.

A representação dos parâmetros estatísticos para o HCl e NH3 é efectuada na Figura 6. Devido ao elevado número de amostras com valores de HF inferiores ao LD do método de medição em vários períodos, torna-se inviável a representação dos respectivos parâmetros estatísticos assim como a aplicação do teste estatístico.

A aplicação do teste estatístico revelou que o conjunto de dados de HCl de 2006 é estatisticamente superior ao de 1999-2005, em S. João da Talha e na Póvoa de Santa Iria. No entanto, comparativamente com valores de referência, os teores médios de HCl determinados para 2006 (1,2, 1,5 e 1,7 µg.m-3) são equivalentes às gamas médias de valores encontradas, tanto na região do Porto no âmbito de um programa de monitorização

da qualidade do ar como em zonas urbanas alemãs (Matusca et al., 1984).

Os valores médios (0,75, 1,1 e 1,0 µg.m-3) e de mediana de HF em 2006 (Quadro 2) reflectem o elevado número de amostras com concentrações quantificadas nesse período, sendo cerca de uma ordem de grandeza superiores aos registados no Porto (IDAD, 2004). Numa análise à direcção do vento em cada período de amostragem, verifica-se que várias são as amostras com teores de HF mais elevados em 2006, registados sobretudo em S. João da Talha e na Póvoa de Santa Iria, que ocorreram com ventos do quadrante Norte, indicando uma maior influência de alguma fonte(s).

Quanto ao NH3, verifica-se que o conjunto de dados de 2006 nos vários locais é estatisticamente inferior ao do período 1999-2005, conforme análise visual do gráfico da Figura 6. Quanto às concentrações médias de NH3 registadas em 2006, de 0,40 µg.m-3 nos três locais, estas são equivalentes ao teor mais baixo da gama de valores encontrados em atmosfera de fundo (U. S. DHHS, 2004).

Quadro 3 – Concentrações médias (e valores da mediana), em µg.m-3, de compostos gasosos para o período de 1999-2005 e para 2006, na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria.

Figura 5 - Variação temporal dos níveis atmosféricos de compostos gasosos na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria.

Figura 6 – Parâmetros estatísticos calculados para o HCl e NH3, considerando os períodos 1999-2005 e 2006.

2.3 Derivados particulados

Os derivados particulados são amostrados em duas fracções: a fina (partículas com diâmetro inferior a 2,5 µm) e a grossa (partículas com diâmetro entre 2,5 e 10 µm). Às partículas maiores está geralmente associado o aerossol marinho, enquanto que, às partículas mais finas, o aerossol constituído pelos produtos resultantes das reacções atmosféricas de neutralização dos compostos ácidos com a amónia.

A metodologia de avaliação seguida para os derivados particulados foi a mesma utilizada para os compostos gasosos. A Figura 7 apresenta a variação das fracções totais de Cl-, F- e NH4

+ desde o início de 2004. A fracção total respeita ao somatório da fracção fina com a fracção grossa.

O Quadro 4 apresenta as concentrações médias e valores de mediana de derivados particulados calculadas para o período de 1999-2005 e para 2006, nos três locais de amostragem.

Quadro 4 – Concentrações médias (e valores da mediana), em µg.m-3, de derivados particulados para o período de 1999-2005 e para 2006, na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria

Devido ao elevado número de amostras com valores de F- inferiores ao LD do método de medição no período de 1999-2005, torna-se inviável a representação dos respectivos parâmetros estatísticos assim como a aplicação do teste estatístico.

Apesar das diferenças verificadas a nível dos valores médios, a aplicação do teste estatístico revelou que não existem diferenças estatisticamente significativas entre os conjuntos de dados de Cl- dos dois períodos, em S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria, e para o NH4

+ nos vários locais.

Quando comparadas com os valores de referência, verifica-se que as concentrações médias em 2006 da fracção total de Cl- (2,7, 1,6 e 3,0 µg.m-3) são equivalentes às encontradas na região do Porto (IDAD, 2004) e na Bobadela em 2001 (Almeida, 2004). Comparativamente com os valores de referência, as médias anuais das fracções totais de F- em 2006 (1,4, 1,5 e 1,6 µg.m-3) são cerca de uma ordem de grandeza superiores aos teores medidos na região do Porto (IDAD, 2004) e equivalentes aos registados em áreas urbanas (U. S. DHHS, 2003). Tal como o HF, os valores médios e de mediana de F- em 2006 (Quadro 3) traduzem o elevado número de amostras com teores quantificados nesse período. As médias das fracções totais de NH4

+ determinadas em 2006 (0,24, 0,29 e 0,27 µg.m-3) são inferiores aos vários valores de referência existentes, nomeadamente os encontrados em áreas urbanas e não urbanas na Holanda (Zee et al., 1998).

Figura 7 – Variação temporal dos níveis atmosféricos de derivados particulados na Bobadela, S. João da Talha e Póvoa de Santa Iria.

2.4 Compostos BTX

O benzeno é o único hidrocarboneto abrangido pela legislação nacional, através do Decreto-Lei nº 111/2002 de 16 de Abril, que impõe um valor limite anual para protecção da saúde humana de 5 µg.m-3 com uma margem de tolerância de 4 µg.m-3

para 2006.

Os valores médios de benzeno e o valor limite para a média anual de benzeno em 2010 são apresentados graficamente na Figura 8. Os valores médios apresentados para os períodos entre o Verão 2000 e o Verão 2003 respeitam a valores médios diários (amostragens pontuais recorrendo ao método de amostragem com canisters), enquanto que os restantes valores correspondem a concentrações médias de 7 dias. Ainda no caso das campanhas de 7 dias, são apresentadas barras que representam os valores médios diários máximos e mínimos.

Figura 8 – Valores médios de benzeno na Bobadela e Póvoa de Santa Iria.

Tanto os valores médios de benzeno determinados para cada local em 2006, de 0,66 e 0,59 µg.m-3, na Bobadela e Póvoa de Santa Iria, respectivamente, como os níveis médios de benzeno registados em cada campanha, são significativamente inferiores ao valor limite anual de 5 µg.m-3, para protecção da saúde humana, definido no Decreto-Lei nº 111/2002 de 16 de Abril.

No que respeita aos restantes hidrocarbonetos, e comparativamente com os valores de referência, verifica-se que os valores médios de tolueno determinados para cada local em 2006 (Bobadela – 6,0 µg.m-3; Póvoa de Santa Iria – 1,8 µg.m-3) são da mesma ordem de grandeza que os valores médios encontrados em área rural (WHO, 2000), nomeadamente em zonas rurais de Espanha (Parra et al., 2006).

Tanto os valores médios de tolueno em 2006, como os de etilbenzeno (0,64 e 0,51 µg.m-3), m,p-xileno (2,7 e 2,3 µg.m-3) e o-xileno (0,63 e 0,52 µg.m-3) são equivalentes às gamas de

concentrações registadas em zonas rurais de Espanha (Parra et al., 2006) e semelhantes aos intervalos de concentrações encontrados em zonas urbanas nos EUA (Pankow et al., 2003).

2.5 Dioxinas e furanos

Relativamente a este grupo de compostos, foi realizada a análise de todos os resultados obtidos, desde o início da sua monitorização até 2006. É apresentada uma análise comparativa entre os períodos em termos de estações do ano (Verão e Inverno), dada a forte influência sazonal sobre estes poluentes. Esta análise é feita relativamente aos parâmetros estatísticos e perfis de congéneres.

A Figura 9 apresenta a evolução temporal de todos os dados de PCDD/PCDF obtidos na região de Lisboa, no âmbito deste plano de monitorização.

Devido à inexistência de valores limites para as dioxinas e furanos, são considerados os valores de referência definidos pela Organização Mundial da Saúde (OMS), com base em níveis medidos. Segundo a OMS, níveis inferiores a 100 fg (I-TEQ).m-3 são característicos de zonas rurais ou zonas urbanas não contaminadas (WHO, 1995b). Níveis superiores a 100 fg (I-TEQ).m-3 são típicos de zonas urbanas industrializadas. No caso de ocorrerem concentrações superiores a 300 fg (I-TEQ).m-3, dever-se-á estar na presença de uma zona contaminada, com fontes emissoras significativas, merecedoras de uma intervenção e estudos adicionais.

Figura 9 – Variação temporal dos níveis atmosféricos de Dioxinas e Furanos (expressos em fg I-TEQ/m3).

Verifica-se que, com a excepção da concentração de 129 fg (I-TEQ).m-3, medida em S. João da Talha em Fevereiro 2006, os valores monitorizados em 2006 são inferiores a 100 fg (I-TEQ).m-3, ou seja, situam-se, segundo a classificação da OMS

no intervalo correspondente a zonas rurais ou urbanas não contaminadas.

Comparativamente com um outro programa de monitorização a decorrer na região do Porto, verifica-se que os níveis medidos no Verão 2006 em Lisboa são inferiores ao valor médio de 88 fg (I-TEQ).m-3 (10-291 fg (I-TEQ).m-3), encontrado na região do Porto (IDAD, 2007) em períodos idênticos de Verão. Por sua vez, verifica-se que os níveis monitorizados em Novembro 2006 são inferiores ao teor médio registado no Porto, de 254 fg (I-TEQ).m-3 (19-817 fg (I-TEQ).m-3), ao longo de vários períodos de Inverno de monitorização.

No que respeita a outros valores de referência, verifica-se que os níveis monitorizados em redor da Central são bastante inferiores aos teores encontrados noutros países, sendo, no caso dos níveis medidos no Verão 2006, equivalentes aos valores registados em zona urbana/suburbana na Suécia (WHO, 2000) e aos níveis registados em atmosfera de fundo na Holanda. A maioria dos teores medidos em 2006 enquadra--se ainda no intervalo de valores para zona rural na Alemanha (WHO, 2000), com a excepção das concentrações registadas em Fevereiro 2006, que são equivalentes aos valores de zona urbana.

Na Figura 10 encontram-se representados os parâmetros estatísticos associados às dioxinas e furanos amostrados. Nessa figura é visível o efeito da sazonalidade nos vários períodos, com um aumento dos parâmetros estatísticos nos períodos de Inverno. O valor da mediana de PCDD/PCDF do Verão 2006, de 10 fg (I-TEQ).m-3, é cerca de seis vezes inferior ao valor da mediana registado no Inverno 2005/2006 (65 fg (I-TEQ).m-3).

Observando os períodos de Verão, para os oito anos de monitorização, verifica-se que estes apresentam valores da mediana mais baixos que os do período de referência.

A Figura 11 revela uma diminuição das fracções médias de dioxinas mais cloradas e um aumento das fracções de furanos a partir do Verão 2005.

Apesar do perfil de furanos se aproximar aos padrões típicos que têm sido documentados para processos de incineração de RSU (Oh, J-E et al., 1999; Oh, J-E et al., 2002), o padrão de dioxinas, com as fracções mais cloradas a serem dominantes, é característico de atmosferas de fundo.

Figura 10 – Parâmetros estatísticos calculados para as dioxinas e furanos, considerando as estações do ano (Verão e Inverno).

Fracção de homólogos PCDD/F nas amostras

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

4D 5D 6D 7D 8D 4F 5F 6F 7F 8F

Inv e r no 9 8 / 9 9Ve r ã o 1 9 9 9Inv e r no 9 9 / 0 0Ve r ã o 2 0 0 0Inv e r no 0 0 / 0 1Ve r ã o 2 0 0 1Inv e r no 0 1 / 0 2Ve r ã o 2 0 0 2Inv e r no 0 2 / 0 3Ve r ã o 2 0 0 3Inv e r no 0 3 / 0 4Ve r ã o 2 0 0 4Inv e r no 0 4 / 0 5Ve r ã o 2 0 0 5Inv e r no 0 5 / 0 6Ve r ã o 2 0 0 6

Figura 11 – Perfis médios de homólogos de PCDD/PCDF, considerando as estações do ano (Verão e Inverno).

O estudo de dispersão tem como objectivo a previsão das concentrações ao nível do solo dos poluentes emitidos pela central de tratamento de resíduos sólidos urbanos da Valorsul (CTRSU), em 2006.

A metodologia a desenvolver assenta na modelação do transporte e dispersão dos poluentes atmosféricos, a um nível local, recorrendo para tal a um modelo adequado ao problema.

O modelo adoptado para a modelação da qualidade do ar à escala local em 2004 foi o modelo Gaussiano ISCST3 (Industrial Source Complex – Short Term), desenvolvido originalmente para a EPA (Environmental Protection Agency) (EPA, 1995).

A região em estudo tem uma costa sinuosa de interface mar-terra, donde resultam circulações atmosféricas complexas com uma importância significativa na produção e dispersão de poluentes na atmosfera.

Neste contexto, a utilização de um modelo de dispersão clássico (tipo Gaussiano), onde, por exemplo, se considera apenas um ano de dados meteorológicos localizados num único local, poderá não ser a melhor opção para a modelação desta região pois é indispensável a caracterização do campo tridimensional de ventos.

Em 2005 (IDAD, 2006) foi também aplicado um modelo numérico de mesoscala que permitiu um conhecimento das circulações como as brisas de mar e terra, que influenciam directa e indirectamente os fenómenos de poluição atmosférica da região.

O modelo aplicado, The Air Pollution Model (TAPM) desenvolvido pela CSIRO – Atmospheric Research (Hurley, 2002), foi então comparado com o modelo Gaussiano ISCST3.

Apesar da metodologia de análise de emissões do modelo ISCST3 (utilização das médias horárias de emissões) poder conduzir a melhores resultados em termos quantitativos, o TAPM conduziu, sem margem para dúvida, a uma melhor caracterização das circulações atmosféricas, importantes na produção e dispersão de poluentes na atmosfera.

Tendo em consideração que a quantificação das concentrações dos poluentes ao nível do solo não tem uma diferença

considerável, entre os dois modelos, optou-se por utilizar o TAPM para avaliar a qualidade do ar na envolvente da CTRSU em 2006.

3.1 Domínio de Simulação

O modelo matemático de simulação da dispersão de poluentes TAPM foi aplicado a um domínio de 25 x 25, com malhas horizontais de 30, 10, 3 e 1 km. Em termos verticais o modelo considerou um domínio de 8000 m, distribuído por 25 níveis de espaçamento desigual, sendo mais apertado junto ao solo com o primeiro nível a 10 m.

3.2 Dados Meteorológicos

O TAPM foi aplicado ao ano de 2006, tendo sido utilizadas as bases de dados de orografia, uso do solo e vegetação, temperatura superficial do mar e de dados sinóptica para a estimativa da componente meteorológica.

Da análise dos dados meteorológicos de 2006 na CTRSU observa-se uma predominância de ventos de Nor-Noroeste (NNW), Noroeste (NW) e Norte (N), com intensidades entre 3 e 8 m.s-1. Ocorrem também ventos de intensidade mais fraca (1,5 a 3 m.s-1) no quadrante Nordeste. A percentagem de calmas é bastante baixa (< 0,1 %).

3.3 Emissões

A caracterização das emissões de poluentes da CTRSU, para efeitos de aplicação do modelo de dispersão, foi efectuada tendo em consideração a monitorização em contínuo, para os poluentes SO2, NOX, Partículas, CO, COT, HF, HCl e NH3, e em descontínuo, para os metais (Pb, As, Cr, Cd, Cu, Hg e Ni) e dioxinas e furanos do ano de 2006.

Após uma avaliação dos valores mínimos, médios e máximos optou-se por utilizar os valores máximos medidos, pela Valorsul, para dioxinas e furanos e metais, simulando assim a pior situação existente.

Para os restantes poluentes foram considerados os dados fornecidos pela CTRSU relativos a massa total emitida em 2006 (SO2, NOX, partículas, CO, COT, NH3, HCl e HF), tendo

3. Modelação da Dispersão

em consideração a monitorização em contínuo.

Nas simulações efectuadas, consideraram-se os poluentes monitorizados na central de incineração e referidos anteriormente.

3.4 Apresentação dos resultados

Com o objectivo de localizar prováveis áreas críticas, em termos de qualidade do ar, dentro do domínio em análise, foram efectuadas simulações da dispersão à escala local para um ano de dados meteorológicos, tendo em conta o relevo do domínio de simulação definido e as emissões da CTRSU.

As simulações forneceram os valores médios horários de concentração dos diversos poluentes em análise, para cada um dos dias de simulação, em cada um dos pontos receptores.

A avaliação das concentrações estimadas tem como objectivo específico a comparação dos valores máximos obtidos no domínio de simulação com a legislação em vigor. No caso dos metais, dioxinas e furanos, HCl, HF e NH3 é ainda efectuada uma comparação dos valores obtidos com os valores medidos nas campanhas de monitorização realizadas pelo IDAD.

Com base nos valores de concentração média horária e diária obtidos, determinaram-se os diferentes parâmetros estatísticos para os quais são definidos valores limite na legislação.

Da análise dos valores máximos simulados, ressalta que os níveis de qualidade do ar estimados para a CTRSU, associados a poluentes com legislação definida, não ultrapassam quaisquer dos valores limite impostos.

No caso dos metais, os valores simulados referentes à média anual são inferiores ou idênticos a 0,1 ng.m-3, com excepção do Mn que tem um valor máximo de 0,7 ng.m-3. Estes teores de concentração são consistentes com os valores referidos na bibliografia, referentes a áreas rurais e/ou remotas.

Também para os compostos ácidos e NH3 os valores máximos simulados para as médias anuais são claramente inferiores aos valores encontrados na bibliografia.

Verifica-se que, para o NOX os valores simulados são mais elevados, apesar de nunca excederem a legislação.

Tendo em conta os baixos valores estimados por intermédio das simulações apresentam-se apenas os padrões de distribuição associados ao P98 das médias horárias NOX (Fig.12) e os máximos diários, para as dioxinas e furanos (Fig. 13).

Da análise da Figura 12, correspondente ao P98 dos níveis médios horários pode concluir-se que os picos de concentração de NOX resultante da emissão da central se situam a Oeste da unidade, sendo que a área com picos de concentração superiores a 5 µg.m-3 é de cerca de 36 km2. Salienta-se que os valores simulados de P98 são inferiores à legislação (200 µg.m-3).

Analisando os máximos das concentrações diárias de dioxinas e furanos (Figura 13) observa-se que as zonas mais afectadas se localizam a Oeste da CTRSU, tal como na distribuição espacial do P98 das médias horárias de NOX.

Salienta-se que os valores máximos atingidos são claramente inferiores ao valor de referência da OMS para zonas rurais ou urbanas não contaminadas (100 fg I-TEQ.m-3).

Salienta-se ainda que para as dioxinas e furanos e metais, foram simulados os valores máximos medidos nas medições pontuais, o que induz à simulação do pior caso possível.

Figura 12 – Padrão de distribuição do P98 das médias horárias de NOX.

Figura 13 – Padrão de distribuição das concentrações máximas diárias de

dioxinas e furanos.

Comparação dos valores estimados pelo TAPM com os valores medidos nas campanhas de monitorização

No que diz respeito à comparação entre os valores estimados pelos modelos de dispersão e os valores medidos nas estações de qualidade do ar de São João da Talha, Bobadela e Póvoa de Santa Iria, verificou-se que os níveis de concentração estimados para o NOX, partículas, CO e SO são inferiores aos níveis medidos nas estações.

Salienta-se que a comparação entre os valores estimados pelo modelo e as concentrações medidas no ar ambiente, para metais e derivados ácidos, é meramente indicativa dado que os primeiros são relativos às emissões totais da CTRSU, e os teores medidos se referem à fracção PM10 da matéria particulada.

Assim, refere-se que os valores estimados referentes à fracção PM10 da matéria particulada serão inferiores aos valores aos obtidos.

Considerando as campanhas de monitorização realizadas pelo IDAD, para HCl, HF, NH3, pode concluir-se que os valores estimados são inferiores aos valores medidos para o HCl e HF e idênticos no caso do NH3.

No que diz respeito aos metais verifica-se que os valores estimados são claramente inferiores aos medidos.

Também para as dioxinas e furanos, no geral, os valores estimados revelaram-se inferiores aos medidos.

As concentrações atmosféricas dos vários poluentes medidos em 2006 em redor da Central de incineração da Valorsul apresentam, de um modo geral e tal como verificado em períodos anteriores, níveis normais relativamente aos valores utilizados como referência e consideravelmente inferiores aos valores limite existentes.

Relativamente aos metais, verifica-se que as concentrações destes no ar ambiente são baixas quando comparadas com os valores limite da legislação e valores de referência.

No que respeita aos compostos gasosos e derivados particulados, apesar de ser ter constatado um aumento estatístico dos teores de HCl em S. João da Talha e na Póvoa de Santa Iria em 2006 e de Cl- na Bobadela no mesmo período, as concentrações dos vários compostos ácidos e derivados particulados são baixas quando comparadas com valores de referência. Os valores médios e de mediana para o HF e F- em 2006 traduzem o elevado número de amostras com teores quantificados nesse período.

O efeito da sazonalidade sobre os níveis de dioxinas e furanos na atmosfera é mais uma vez evidente entre os vários semestres, quer através dos teores médios quer pelos valores da mediana. Segundo a classificação da OMS, e com a excepção de uma concentração de 129 fg I-TEQ.m-3, os teores de PCDD/PCDF registados em 2006 são característicos de zonas rurais urbanas não contaminadas.

A partir do estudo de dispersão de poluentes provenientes do funcionamento da CTRSU concluiu-se que as concentrações estimadas ao nível do solo, para qualquer um dos poluentes considerados, são inferiores aos valores limite de qualidade do ar e aos valores de referência da bibliografia, tendo-se confirmado o reduzido impacte da Central sobre a qualidade do ar da área envolvente.

4. Conclusões

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