Abstract: A atmosfera terrestre contém nitrogênio e oxigênio, sendo este último, um composto altamente reativo e fundamental ao desenvolvimento e manutenção da vida. Além desses gases, diversos outros compostos em pequenas concentrações, os quais podem atuar como reagentes e/ou catalisadores também a compõe. Os compostos gasosos variados e material particulado (orgânico e inorgânico) de diferentes dimensões lançados constantemente à atmosfera são provenientes de fontes diversas. Tais fontes podem ser de origem natural ou antrópica e ainda, podem ser pontuais, difusas, primárias, secundárias, móveis e/ou estacionárias. Os processos envolvendo transformações químicas na atmosfera são extremamente importantes porque tendem a manter a sua composição em estado estacionário. A vegetação, que constitui uma fonte natural, é responsável pela emissão de grandes quantidades de compostos carbonados para a atmosfera. Dentre os vários compostos orgânicos emitidos da superfície do planeta, destacam-se em particular, alguns gases traços, denominados compostos orgânicos voláteis (COVs). A emissão dos compostos orgânicos voláteis pela vegetação ocorre, em escala global, predominantemente nos trópicos ou nos meses de verão em outras regiões. As reações fotoquímicas dos compostos orgânicos voláteis desempenham um papel diferenciado e importante na química da troposfera, podendo alterar de forma significativa a concentração de ozônio em áreas tanto urbanas quanto rurais. O presente projeto contempla o estudo de alguns dos inúmeros compostos orgânicos voláteis de origem biogênica (COVBs) emitidos pela vegetação constituinte, das regiões da Floresta Amazônica, da Mata Atlântica e da floresta Tropical da Guiana Francesa, comparando-se os dados de saída gerados pelos Modelos MOZART-4 e CAM-Chem. A escolha dos sítios experimentais para realização deste estudo se deu em parte em função da importância dos locais em termos de biodiversidade, extensão territorial, influência na climatologia (local e/ou regional), bem como também em função da acessibilidade, proximidade a centros urbanos e alterações devido à influência humana. O procedimento metodológico adotado para coleta das amostras de COVBs se deu por meio da técnica conhecida como acumulação de vórtices turbulentos (Relaxed Eddy Accumulation - REA), a qual faz uso de um dispositivo coletor denominado acumulador compacto de vórtices turbulentos (Compact Relaxed Eddy Accumulator - CREA). As amostras gasosas de COVBs foram coletadas por meio de cartuchos comerciais apropriados, compostos por diferentes materiais adsorvedores que apresentavam afinidade química também diferenciada para os variados compostos aos quais foram expostos. Estudos primários para determinação da natureza dos cartuchos que foram utilizados neste projeto foram realizados, a fim de se obter dispositivos adequados a este propósito. Os resultados evidenciam, como esperado, que a presença de isopreno é predominante em todos os sítios experimentais, sendo sua concentração média diária máxima de 5,0 ± 0,3 μg/cm3 registrada na Amazônia e de 8,0 ± 0,4 μg/cm3 (concentração diária) na floresta da Guiana Francesa, seguido pelo alfa-pineno cuja concentração máxima obtida foi de aproximadamente 1,6 ± 0,08 μg/cm3 no último sítio experimental, ambos detectados na estação seca. A emissão de isopreno e dos monoterpenos ocorreu de forma mais acentuada na época seca em comparação ao período úmido. Contudo, observou-se em algumas situações uma pequena discrepância. De maneira geral os resultados gerados pelos modelos estão subestimados, como exceção do parâmetro de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), o que indica que a defasagem entre os resultados observados e os simulados pode estar relacionada parâmetros de OH-, NOx e em algumas reações químicas fotoquímicas envolvendo o ozônio.

Palavras-Chave: organic compounds; volatility; plants; amazon river; guyana; tropical regions; forestry; atmospheric chemistry; isoprene; ozone; photochemistry; gas chromatography

LOPES, PAULA R.C. Estudo de compostos orgânicos voláteis biogênicos nas florestas tropicais da Amazônia, da Guiana Francesa e da Mata Atlântica. Orientador: Jose Oscar Willian Vega Bustillos. 2014. 124 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-17112014-134838. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23234. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O ozônio (O3) é um dos poluentes que representa grande preocupação em termos de qualidade do ar na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). No ano de 2012 foram observados 98 dias de ultrapassagens do padrão horário da qualidade do ar para este poluente na RMSP. A exposição aos poluentes atmosféricos como O3 e outros está associada ao prejuízo da saúde respiratória. O enfoque deste estudo é determinar os principais Compostos Orgânicos Voláteis (COV) precursores de O3 para auxiliar no controle deste poluente. Neste trabalho foram realizadas 78 amostragens durante a semana de hidrocarbonetos no ano de 2006 e 66 amostragens de hidrocarbonetos, 62 de aldeídos e 42 de etanol durante o ano de 2011/2012, 7:00 h às 9:00 h, na estação CETESB IPEN/USP. Medidas de COV também foram realizadas no ano de 2006 e 2008, na Estação CETESB Cerqueira César. Adicionalmente, foram efetuados testes de emissões veiculares durante o ano de 2009 de 5 veículos a diesel, 3 a etanol, 2 a gasolina C e 1 motocicleta. O modelo de trajetórias OZIPR foi utilizado para determinar os principais precursores de O3. Durante o ano de 2011/2012, na Estação CETESB IPEN/USP, a classe de aldeídos representou 35,3% dos COV analisados em concentração na atmosfera, seguido pelo etanol 22,6%, compostos aromáticos 15,7%, alcanos 13,5%, cetonas 6,8%, alcenos 6,0% e alcadienos < 0,1%. Considerando a concentração dos compostos e sua reatividade, as simulações executadas com o modelo OZIPR mostraram que o acetaldeído contribuiu com 61,2% da formação do O3 na atmosfera da RMSP no ano de 2011/2012. Dos COV analisados, a classe dos aldeídos contribui com 74% da produção de O3, aromáticos 14,5%, alcenos 10,2%, alcanos 1,3% e alcadienos (isopreno) 0,03%. O estudo de emissão veicular mostrou que 39% dos aldeídos foram provenientes de veículos a etanol, 28% a diesel, 26% a gasolina C e 7% de motocicletas. As emissões dos COV por veículos a gasolina contribuíram com 44% da formação de O3, a diesel 22%, a etanol 19% e motocicletas 15%.

Palavras-Chave: environmental impacts; performance testing; hydrocarbons; quality control; emission spectra; ozone; air pollution; organic compounds; volatile matter; vehicles; diesel fuels; ethanol; gasoline; urban areas; brazil

ALVIM, DEBORA S. Estudo dos principais precursores de ozônio na região metropolitana de São Paulo. Orientador: Luciana Vanni Gatti. 2013. 161 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-08112013-102012. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10561. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O ozônio (O3) representa o principal poluente atmosférico para a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), sendo freqüentes os dias em que sua concentração excede os padrões nacionais de qualidade do ar. Por se tratar de um poluente secundário, resultante principalmente, da interação entre os óxidos de nitrogênio (NOx) e compostos orgânicos voláteis (COVs) na presença de luz solar, torna-se muito difícil a elaboração de estratégias eficazes para a redução deste poluente. A utilização de simulação computacional se mostra como uma interessante alternativa para avaliar os muitos fatores que afetam a formação de O3, para o desenvolvimento de escalas de reatividade para COVs e para definição de possíveis estratégias que visem a redução dos níveis de O3. Neste trabalho foi utilizado o modelo de trajetórias OZIPR (Ozone Isopleth Package for Research) em conjunto com o modelo químico SAPRC (Statewide Air Pollution Research Center) para se determinar a escala de reatividade incremental para COVs para a cidade de São Paulo e para a simulação de diversas situações de redução das emissões de NOx e COVs. Para alimentar os modelos foram utilizadas medidas de COVs de duas campanhas: uma realizada pelo Laboratório de Química Atmosférica (LQA-IPEN) em conjunto com a CETESB na estação Cerqueira César, no período de agosto e setembro de 2006 e outra realizada somente pelo LQA durante todo o ano de 2006 com amostragens na Cidade Universitária. Dados de CO, NOx e parâmetros meteorológicos foram obtidos através dos monitores automáticos da mesma estação e da estação Pinheiros. Foram criados cinco casos base: um com os dados de COVs da estação Cerqueira César e quatro com os dados da Cidade Universitária, sendo estes, um para cada estação do ano. Após o ajuste dos casos base, cada COV presente na mistura teve sua concentração aumentada e diminuída em 0,2% dos COVs totais para se verificar a variação no máximo de ozônio e assim se determinar o potencial de formação de ozônio de cada COV. Estes resultados forneceram uma escala de reatividade para ozônio para cada caso base criado. Foram também realizadas simulações, onde as emissões horárias de NOx e COVs foram reduzidas em 5, 10, 20 e 30% independente e simultaneamente afim de se verificar as variações na formação de O3. Com os dados de saída do simulador foram construídos gráficos de isopletas de ozônio para a cidade de São Paulo. A análise dos resultados obtidos mostrou que os compostos encontrados com mais freqüência entre os dez principais precursores de ozônio na cidade de São Paulo nas escalas de reatividade criadas a partir dos cinco casos base são: formaldeído, acetaldeído, propeno, isopreno, cis e trans 2-buteno, sendo o formaldeído sempre o principal composto formador de ozônio. As simulações mostraram também que uma estratégia eficaz para se reduzir os níveis de O3 na cidade de São Paulo é diminuir as emissões totais de COVs. O mesmo não foi observado para os NOx, já que a redução destes poluentes faria aumentar as concentrações de O3.

Palavras-Chave: ozone; precursor; atmospheric chemistry; air pollution; urban areas; computerized simulation

ORLANDO, JOAO P. Estudos dos precursores de ozônio da cidade de São Paulo através de simulação computacional. Orientador: Luciana Vanni Gatti. 2008. 116 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2008.tde-16092009-142951. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11666. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Tinta pode ser conceituada como uma película ou camada de polímero utilizada para proteger, sinalizar e iluminar ou mesmo para embelezar o substrato sobre o qual ela é aplicada. Basicamente, esta mistura polimérica é formada por elementos, tais como: resinas, pigmentos, cargas, solventes e aditivos. Os resíduos e o efluente líquido gerados na produção de tintas devem ser tratados de modo que não causem contaminação de rios e das nascentes de água. A reutilização do efluente tratado é uma das possibilidades que deve ser considerada a fim de minimizar os impactos ambientais e reduzir o uso de recursos naturais. Processos de oxidação química são promissores para a degradação de compostos orgânicos tóxicos. O caminho mais eficiente para a oxidação é o ataque pelo radical hidroxila (OH), por meio do processo de oxidação avançada, POA. Um dos exemplos de POA é o que faz uso de aceleradores de feixe de elétrons, adotado por vários países para a remoção de compostos orgânicos. O objetivo deste estudo é aplicar o POA por radiação ionizante para o tratamento do efluente da fabricação de tintas para repintura automotiva, industrial e automotivo. A metodologia utilizada foi um estudo de caso, desenvolvido por meio do processamento com feixe de elétrons aplicados a esses efluentes de indústria de tintas. O estudo foi realizado em três fases. Na primeira, aplicou-se 10 kGy, 30 kGy e 50 kGy de dose absorvida; na segunda, 50 kGy, 80 kGy e 100 kGy, e, na última fase, foi aplicada nas amostras uma dose de 50 kGy e dopadas com 0,005%, 0,05% e 0,5% de peróxido de hidrogénio em volume. Os principais resultados demonstraram uma redução média de cerca de 10% da Demanda Química de Oxigênio, DQO e cerca de 25% da Demanda Bioquímica de Oxigênio, DBO. Os padrões de efluentes finais definidos pelos requisitos legais, em especial pelo Decreto Estadual 8468/1976. para o descarte do corpo no rio ou reutilização em aplicações industriais, foram atendidos.

Palavras-Chave: waste water; waste processing; waste management; industrial wastes; paints; environmental impacts; oxidation; hydroxyl radicals; electron beams; irradiation devices; ozone; hydrogen peroxide; measuring methods; pollutants; organic compounds; trace amounts

NASCIMENTO, FERNANDO C. Tratamento de efluentes da produção de tintas industriais, automotivas e de repintura por irradiação com feixe de elétrons. Orientador: Celina Lopes Duarte. 2013. 123 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-29112013-153312. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10571. Acesso em: $DATA.

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