Chemical characterization and size distribution of atmospheric particles in urban area : preliminary study

Abstract

The present work is a preliminary study with the aim of characterize lhe particle size and the chemical composition of aerosols in lhe Charqueadas County in Rio Grande do Sul State, Brazil, in order to better identify lhe sources responsible for alterations in lhe air quality. Seven filters were used for collecting material on thin nucleopore polycarbonate membrane (0,4 11m) during March/1996 to July/1996. X-ray energy dispersive scanning electron microscopy was used to determine the chemical composition of aerosol particles, and 21 elements were then analysed. Particle size distribution was measured by SEM-EDX analysis, and also by automated image technique. Nonhierarchical cluster analysis was applied to identify the types of particles present in lhe samples. This procedure resulted in lhe definition of 8 groups of particles containing Fe, Zn , Si, Al, S, Ca, Na and K, thal revealed lhe chemical heterogeneity of aerosols in Charqueadas County. The particle size analysis showed the predominance (around 80 % of ali analyzed particles) of lhe fraction <1 O um (dia) with lhe highest concentration of these particles located in the sizes; 2.0 u1m (dia). Data from particle size distributions, including Falk and Ward parameters, were combined with meteorological parameters and subjected to Hierarchical Cluster Analysis and Discriminant Analysis. This procedure allowed particlebased features and meteorological variables to be integrated for potentially better discriminant capability.

O presente trabalho consiste em um estudo preliminar com o objetivo de caracterizar o tamanho de partícula e a composição elementar dos aerossóis no Município de Charqueadas no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, a fim de identificar melhor as fontes que tem provocado alterações da qualidade do ar. Sete filtros foram coletados em membrana filtro de policarbonato (0,4 um) no período de Março/96 à Julho/96. Microscopia eletrônica com energia dispersiva de Raio-X foi usado para caracterizar a composição elementar de aerossóis coletados em amestrador de ar. Distribuição de tamanho de partícula foi realizada aplicando além do SEM-EDX, a técnica analisador de imagem automático. Análise de Cluster não hierárquica foi aplicada para identificar os tipos de partículas. Estes dados resultaram na definição de 8 grupos de partículas contendo Fe, Zn , Si, AI, S, Ca, Na e K, revelando heterogeneidade química dos aerossóis no Município de Charqueadas. A distribuição granulométrica mostroupredominância de tamanho s 1 O pm, cerca de 80 % do total de partículas analisadas, sendo que o percentual mais elevado foi verificado na fração de 1 pm e 2 utm . Os dados de distribuição granulométrica, juntamente com as variáveis meteorológicas foram avaliados, aplicando Análise de Agrupamento Hierárquico, pelo método de Ward's, e Análise Discriminante. Este procedimento permitiu que as variáveis meteorológicas e as características das partículas fossem integradas para melhor capacidade discriminatória.