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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.85.2017.tde-24072017-152412
Document
Author
Full name
Maria Cristina Tessari Zampieri
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Sarkis, Jorge Eduardo de Souza (President)
Domingos, Marisa
Saiki, Mitiko
Tavares, Armando Reis
Title in Portuguese
Identificação dos elementos do Grupo da Platina (EGPs) oriundos de emissão veicular, utilizando as folhas de Tibouchina granulosa (Desr.) Cong. (Melastomataceae) como biomonitor de material particulado (MP) proveniente da emissão dos catalizadores veiculares, na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP)
Keywords in Portuguese
Melastoma granulosa (Desr.)
biomonitor
EGPs (Pd Pt e Rh)
incertezas analítica e de amostragem
material particulado
Abstract in Portuguese
O desenvolvimento industrial e urbano tem causado aumento mundial das emissões de poluentes atmosféricos. Nas áreas metropolitanas o problema da deterioração da qualidade do ar tem se constituído numa das mais graves ameaças à qualidade de vida dos seus habitantes e os veículos automotores contribuem diretamente com o aumento do material particulado (MP). Neste trabalho foram descritas as etapas metodológicas para validar a Tibouchina granulosa como biomonitor ambiental. Assim, foram abordados a caracterização das folhas, categorização do MP, protocolo de remoção de MP e determinação dos EGPs (Pd, Pt e Rh) na deposição seca das folhas. Para tanto foram realizadas quatro coletas anuais (2011-2014) de folhas, entre os meses de agosto e setembro, em pontos específicos. Os resultados da caracterização mostraram que as folhas permanecem residentes nos ramos por até 6 meses e ocorre o desenvolvimento duas novas folhas por nó a cada mês, indicando que o biomonitoramento pode ser realizado com distribuição temporal e espacial. Os caracteres anatômicos foliares mais relevantes são os tricomas, sendo caracterizados quatro tipos (glandular, adpresso-escabro, base ramificada e estrigoso) que adsorvem o MP. No protocolo de remoção da deposição seca, o número de MP variou de acordo com os diferentes reagentes analíticos utilizados, sendo os mais significativos o ALCONOX® e a água régia, que apresentaram valores de remoção na faixa de 99-98% e de 94-99%. As estimativas das incertezas analíticas dos EGPs apresentam valores de uCPt=5% (Pt), uCPd=12% (Pd) e uCRh=5% (Rh) e as incertezas de amostragem, os valores de 57% para o Pd, 24% para a Pt e 27% para o Rh. Portanto, a incerteza expandida foi da Pt U=48%, Pd U=86% e Rh U=9%, a incerteza do Rh apresentou valor mais baixo por ser o elemento minoritário. A elevada sensibilidade do método para determinação dos EGPs apresentou limite de detecção de 0,1 pg g-1 para o Pd, 1,3 pg g-1 para Pt e 0,3 pg g-1 para o Rh e acompanhada boa reprodutibilidade. As concentrações dos EGPs encontradas na deposição seca nos vários pontos de coletas indicaram a clara diferença de acúmulo destes elementos entre o ponto de referência e os locais impactados, sugerindo que a liberação dos EGPS pelos catalisadores veiculares pode ser considerada alta. A evidência da presença dos EGPs na deposição seca foi confirmada por meio da análise da distribuição, que mostrou claramente a similaridade com o material de referência certificado Used Auto Catalystc-2557. As distribuições espaciais dos EGPs foram semelhantes para a Coleta 2, indicando os hot points da RMSP. As concentrações do EGPs foram ordenadas em Pt>Pd>Rh e foram mais baixas no ponto de coleta para controle das amostragens em comparação com os outros locais amostrados. Pode ser concluído que as folhas de T. granulosa foram validadas como biomonitor passivo dos EGPs constituintes de catalisadores veiculares.
Title in English
Identification of Platinum Group Elements (PGEs) from vehicle emission, using the leaves of Tibouchina granulosa (Desr.) Cong. (Melastomataceae) as biomonitor of particulate matter (PM) from the emission of vehicular catalysts, in the Metropolitan Region of São Paulo (RMSP)
Keywords in English
Melastoma granulosa (Ders.)
analytical and sampling uncertainties
biomonitor
particulate matter
PGEs (Pd Pt and Rh)
Abstract in English
Industrial and urban development has caused worldwide increase in emissions air pollutants. In metropolitan areas, the problem of deterioration air quality has been one the most serious threats to quality life its inhabitants, motor vehicles contribute directly increase pollutants. This work describes the methodological steps to validate Tibouchina granulosa as environmental biomonitor, which involved the characterization the leaves, PM categorization, PM removal protocol and determination PGEs in dry deposition, for which four annual collections (2011-2014) were performed between August and September of each year. The of results leaf characters showed that leaves in the branches remain for up to 6 months and the development two new leaf occurs every month. The most relevant foliar characters anatomical are trichomes, being characterized five types. The highest particle concentrations adsorbed to stray trichomes and star-based trichomes. In dry deposition removal protocol, MP number varied according to different analytical reagents used, the most significant being ALCONOX® and aqua regia, which presented range removal values of 99-98% and 94-99%, respectively. The estimates analytical uncertainties PGEs show de uCPt=5% (Pt), uCPd=12% (Pd) e uCRh=5% (Rh) and sampling uncertainties values were 57% (Pd), 24% (Pt) and 27% (Rh). Therefore, the expanded uncertainty was Pt u=48%, Pd u=86% e Rh u=9%, in case Rh the uncertainties should be reevaluated by presenting minority values. The high sensitivity of the method for determination of PGEs showed a detection limit of 0.1 pg g-1 for Pd, 1.3 pg g-1 for Pt and 0.3 pg g-1 for Rh and good reproducibility of the results. The concentrations PGEs found in dry deposition in various collection points indicated the clear difference accumulation these elements between reference point and impacted sites, suggesting that release PGEs by the vehicle catalysts can be considered high. Confirming this evidence, through the ternary graphs, which clearly showed similar distributions in the environmental samples and equality with MRC (Used Auto Catalysts). The spatial distributions of Pt, Pd and Rh are similar for Collection 2. Concentrations of the PGEs were ordered in Pt>Pd>Rh and were lower at the collection points for control samplings compared to other sites sampled. In view of the above, it can be concluded that the leaves of T. granulosa can be used as environmental biomonitor of vehicular emissions of PGEs constituent of vehicular catalysts.
 
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Publishing Date
2017-08-10
 
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