Especiação química do carbono dissolvido na água de chuva de Araraquara (SP): variabilidade interanual e sazonal

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Silva, Daniely de Godoy
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Chuvas; Compostos orgânicos; Aldeídos; Álcoois; Ácidos carboxílicos
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/152214

No estado de São Paulo, desde 2006, a queima da palha de cana-de-açúcar para colheita manual foi gradativamente substituída pela colheita mecanizada. Apesar dessa mudança na prática agrícola, a queima de biomassa no Brasil, seja esta intencional ou acidental, ainda é intensa, contribuindo para a emissão de uma diversidade de espécies gasosas e de material particulado para a atmosfera. Uma característica particular do Brasil é a elevada utilização de etanol como combustível, sendo que essa demanda vem aumentando dentro e fora do país, ocasionando uma maior emissão atmosférica de etanol e de espécies orgânicas correlatas, com consequências ainda pouco conhecidas. Neste contexto, este trabalho apresenta o primeiro estudo ao longo de 13 anos (2004 a 2016) de carbono orgânico dissolvido (COD) na água de chuva das cidades de Araraquara e Ribeirão Preto, localizadas numa região tipicamente agroindustrial do estado de São Paulo. As concentrações de metanol, etanol, formaldeído, acetaldeído, ácido fórmico e ácido acético foram determinadas em água de chuva, a fim de melhor compreender suas fontes, as possíveis oscilações sazonais e ao longo dos anos. A média ponderada pelo volume (MPV) de COD em água de chuva foi de 288 ± 17 μmol C L-1. As concentrações MPV no período seco (safra; abril a novembro) foram de 373 ± 29 μmol C L-1 (n = 485) sendo esta significativamente maior (teste-t, P = 0,05) do que aquela obtida no período chuvoso que abrange os meses de dezembro a março (180 ± 12 μmol C L-1; n = 396). Apesar da eliminação progressiva da queima da palha de cana-de-açúcar no estado de São Paulo, o número de focos de incêndio continuou elevado, apresentando uma correlação positiva e significativa com a MPV de COD na água de chuva, sugerindo que a queima de biomassa é fonte predominante de carbono orgânico solúvel. Na maioria dos casos, a diluição do COD de acordo com a precipitação foi pequena, mostrando predominância desta espécie no processo de formação da nuvem. Em contraste, a maior parte do carbono orgânico dissolvido volátil (CODV) foi removida da atmosfera nos primeiros milímetros de chuva, mostrando um predomínio da remoção por lavagem abaixo da nuvem. O CODV contribuiu com uma fração significativa de COD para 62% das amostras analisadas (n = 552), variando de 5,1 a 488 μmol C L-1 (n = 340). O fluxo médio de deposição úmida de COD foi de 49 kg C ha-1 ano-1, sendo a concentração média de CODV responsável por 10% do total. Este fluxo de carbono dissolvido é maior do que a média mundial estimada (34 kg C ha-1 ano-1). O COD da água de chuva mostrou ser predominantemente lábil (75% em média) e rapidamente biodisponível (de dias a semanas), em contraste com o carbono dissolvido refratário encontrado na água da chuva com predomínio de combustão fóssil. Os resultados de carbono orgânico indicam que a queima de biomassa pode levar a importantes entradas atmosféricas de matéria orgânica prontamente disponível para deposição na terra e no oceano aberto. As amostras de água de chuva coletadas de agosto de 2013 a dezembro de 2016 em Araraquara apresentaram um valor MPV de pH de 5,7 (n = 122), sendo que 45% das amostras apresentaram valores menores que 5,6, indicando um excesso de acidez. As concentrações MPV das espécies orgânicas analisadas foram: 6,12 ± 0,68 μmol L-1 formaldeído (FA) (n = 135); 0,35 ± 0,03 μmol L-1 acetaldeído (AA) (n = 135); 16,4 ± 1,2 μmol L-1 metanol (n = 127); 4,49 ± 0,34 μmol L-1 etanol (n = 127); 5,9 ± 1,0 μmol L-1 ácido fórmico (n = 122); e 5,2 ± 1,3 μmol L-1 ácido acético (n = 122). O FA e ácido acético apresentaram variação sazonal com maior concentração no período seco em relação ao chuvoso possivelmente devido às emissões pela queima de biomassa. A variação sazonal da concentração de etanol e de AA não foi clara, sugerindo que a emissão veicular foi similar durante todo o ano. Ainda que tenha sido observada uma sazonalidade significativa entre a concentração de algumas espécies, fontes pontuais são de difícil identificação, havendo uma competição dinâmica e simultânea entre vários processos de emissão e de perdas, incluindo fontes biogênicas e antropogênicas e reações fotoquímicas. As espécies orgânicas determinadas neste trabalho foram correlacionadas com alguns íons inorgânicos majoritários, a fim de tentar identificar algumas fontes predominantes. O COD teve correlação significativa com todas as espécies estudadas, exceto com o AA, sugerindo múltiplas fontes. O etanol apresentou correlações significativas com FA e AA, sugerindo que a emissão veicular é uma fonte comum dessas espécies, confirmada pela correlação com os íons nitrato e sulfato.