Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/22972
Título: Avaliação integrada da poluição por metais tóxicos na cidade de Lisboa
Autor: Silva, Hugo Filipe Félix Antunes da, 1977-
Orientador: Matos, Manuel José de
Oliveira, Cristina Maria Roque Ramiro de, 1961-
Palavras-chave: Poluição urbana
Poluição automóvel
Metais
Teses de doutoramento - 2015
Data de Defesa: 2015
Resumo: Os metais contaminantes do ambiente, como o chumbo, o cádmio, o níquel e o crómio, são considerados tóxicos, uma vez que, em termos gerais, não participam no processo metabólico dos organismos vivos tendo como resultado a sua bioacumulação. Nesse sentido, torna-se imperativo quantificar e monitorizar a sua presença nos mais diversos ecossistemas, com particular destaque para o ambiente urbano. O principal objectivo deste trabalho foi estudar, de modo integrado, a poluição urbana por metais tóxicos (chumbo, crómio, cádmio e níquel) na cidade de Lisboa. Para a monitorização dos teores de metais analisados foram escolhidas matrizes ambientais como as folhas de choupos (Populus), os solos, o ar, a água da chuva e o pó-deestrada. O estudo envolveu a recolha anual, durante o período de 2003 a 2011 entre os meses de Outubro e Novembro, de amostras de solos e folhas de choupo. A recolha de amostras de pó-de-estrada e de partículas no ar foi realizada durante os períodos de Junho e Julho de 2008 e Janeiro e Fevereiro de 2009 e por fim a água da chuva foi recolhida no ano de 2011, durante os dias 26 e 27 de Outubro. Foram estudados diversos locais da cidade de Lisboa, escolhidos tendo em conta a sua topologia bem como as características habitacionais e de tráfego de cada um deles. Relativamente ao pó-de-estrada, água da chuva e partículas no ar, foram considerados dois pontos de recolha, junto às estações de Medição da Qualidade do Ar dos Olivais e da Avenida da Liberdade. A determinação do teor, nas amostras estudadas, dos metais em análise foi realizada por Espectrometria de Absorção Atómica com Câmara de Grafite (GFAAS), tendo sido necessário proceder à optimização das condições do espectrómetro e da câmara de grafite para esse efeito. Foi realizada uma caracterização prévia, das diferentes matrizes em análise, em termos de pH, condutividade eléctrica, humidade e teor de matéria orgânica. Os métodos de digestão de folhas de choupo, solos e pó-de-estrada foram validados com materiais de referência certificados. No caso da água da chuva, procedeu-se à contaminação de filtros de membrana de policarbonato com uma solução padrão para cada metal analisado, calculando-se, posteriormente, as suas taxas de recuperação. As calibrações foram validadas através de padrões de controlo das rectas, tendo sido determinados os limites de detecção e quantificação do método. Os resultados obtidos foram sujeitos a diversos tratamentos como a análise de componentes principais (PCA) e de correlações. Foram também estimadas as incertezas associadas aos teores de metais determinados, realizando-se de seguida uma análise integrada dos resultados. Uma vez que em Lisboa são quase inexistentes pólos industriais, o tráfego automóvel revelou-se como a principal fonte antropogénica de poluição. Os resultados obtidos permitiram concluir que os locais mais poluídos são a Calçada de Carriche, o Marquês de Pombal e a 2ª Circular devido à existência de maior intensidade de tráfego; no caso do Marquês de Pombal e da Calçada de Carriche outro factor que poderá ter influenciado foi a topologia dos locais (em vale) dificultando a dispersão dos poluentes. A existência de um perfil de tráfego automóvel designado por “Stop and Go” promove uma maior exigência térmica e mecânica dos veículos e, consequentemente, uma maior libertação de poluentes (como os metais tóxicos) para o meio ambiente.
The environmental contaminating metals, such as lead, cadmium, nickel and chromium present a public health problem taking into account the way they interact with the human organism. These metals are considered to be toxic since, in general, they do not take part in the living organisms’ metabolic processes, thus resulting in their bioaccumulation. Therefore it is mandatory to monitor and quantify their presence of such metals in several ecosystems, in particular the urban environment. The main goal of this work relied on the integrated study of urban pollution by toxic metals (lead, chromium, cadmium and nickel) in the city of Lisbon. The monitorization of the studied metals was performed by using environmental matrices such as poplar leaves (Populus), soil, air, rain water and road dust. During the studied period, from 2003 to 2011, soil and poplar leaves were sampled every year, between October and November. Road dust and atmospheric particulate matter samples were collected in 2008, between June and July, and in 2009, between January and February, while rain water was sampled only in October of 2011. Several sites of the city were chosen for the present study, taking into consideration the local topology, housing profiles and traffic intensity. Two sampling sites were chosen, located near Olivais and Avenida da Liberdade Air Quality Measuring Stations in order to study road dust, rain water and air particulate matter. The determination of the studied metals content in all samples was performed by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS). The operating conditions of the spectrometer as well as the graphite furnace were optimized for each metal. The analysed samples were previously characterized in terms of pH, conductivity, humidity and organic matter content. The procedures considered for poplar leaves, soil and road dust digestion were validated using certified reference materials. Regarding rain water, the contamination of polycarbonate membranes used for samples filtration was performed using a standard solution of each metal and the corresponding recovery rates were evaluated. The calibrations were validated using quality control standards and the method’s limits of detection and quantification were determined. The obtained data were processed using several data treatment procedures such as Principal Components Analysis (PCA) and Correlation Analysis. The uncertainties associated to the obtained metal concentrations were also estimated, followed by an integrated analysis of the results. Since industrial activity is almost inexistent in the city of Lisbon, the main anthropogenic source of pollution relies on automobile (car) traffic. The obtained results allowed one to conclude that Calçada de Carriche, Marquês de Pombal and 2ª Circular are the most polluted sites in Lisbon, mainly due to high traffic volume. On the other hand, Marquês de Pombal and Calçada de Carriche have a local valley shape topology, thus creating an additional limitation to pollutants dispersion, which may have significantly influenced the obtained results. A “Stop and Go” car traffic profile, characteristic of the city, promotes higher mechanical and thermal demands of the vehicles, thus leading to a more intense release of pollutants (as toxic metals) to the environment.
Descrição: Tese de doutoramento, Química (Química Analítica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015
URI: http://hdl.handle.net/10451/22972
Designação: Doutoramento em Química
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