Simulação da Química da Atmosfera Poluída por Automóveis Movidos a Álcool

Abstract

Recebido em 7/5/96; aceito em 16/10/96 SIMULATION OF THE URBAN ATMOSPHERE CHEMISTRY POLLUTED BY ALCOHOL FU-ELED AUTOMOBILES. Numerical modeling studies of urban atmospheres were performed with a photochemical box submodel which incorporates primary emission rates, temperature and solar irradiance rate coefficients. Actinic flux calculations were made for an appropriate latitude for Rio de Janeiro and initial concentrations and emission rates were taken from experimental data. The relative importance of individual reactions is discussed as well as the effect of enhanced aldehyde emissions from vehicles using ethanol and ethanol-containing fuel.Keywords: troposphere; aldehyde pollution; numerical modeling. INTRODUÇÃOO estudo da atmosfera e dos problemas que acontecem nela tem despertado crescente interesse nos últimos anos em diversas áreas da ciência. A exploração da atmosfera e o desenvolvimento de modelos permitiu a melhor compreensão dos fenô-menos envolvidos e levou à conclusão de que as atividades humanas podem produzir mudanças significativas na composição da mesma [1][2][3] . Contudo, são muitos os pontos que ainda não estão bem esclarecidos, especialmente aqueles que são importantes só em alguns países, como as conseqüências do uso de combustíveis alternativos (por exemplo, gás natural e álcool).A poluição do ar provocada por veículos automotores leves e pesados é um problema muito sério nos grandes centros urbanos brasileiros e estrangeiros 4-8 . Sendo assim, um país como o Brasil, com uma frota tão ampla e diferenciada, emite uma variedade enorme de poluentes primários 9 que, por sua vez, afetam grandemente a concentração de poluentes secundários.Com o início da utilização do álcool como combustível, o Brasil tem sofrido até hoje problemas complexos de poluição ambiental, pois possui uma frota veicular bastante diversificada, onde existem carros antigos e novos, movidos por diferentes combustíveis, e veículos pesados.Um dos principais objetivos dos estudos na área das ciên-cias atmosféricas é relacionar as emissões de poluentes primá-rios em uma determinada região com as concentrações de poluentes secundários e com as mudanças das diversas espécies constituintes da troposfera. Para isto é necessário construir um modelo completo e comparar com os resultados experimentais. Este tipo de estudo, tipicamente, é realizado em duas etapas 2 : primeiramente é construído um "submodelo" puramente quími-co que, quando possível, é avaliado com medições em uma câmara de gases onde as reações são realizadas em condições controladas, independentemente das perturbações meteorológi-cas; e em uma segunda etapa, é construído um "submodelo" para reproduzir as condições meteorológicas do local. De uma forma geral, um modelo completo para a troposfera poluída deve incluir três aspectos:• As emissões dos poluentes primários para cada horário do dia e para uma determinada região.• As condições meteorológicas do local para cada estação do ano, como a temperatura, umidade relativa, ventos, difusão e movimentos de massas de ar que...

Compostos carbonílicos atmosféricos: fontes, reatividade, níveis de concentração e efeitos toxicológicos

“…Por sua vez, essas emissões dependem principalmente do combustível utilizado, do uso de catalisadores, e das condições do veículo e de tráfego 9,10 . Nas últimas décadas, o estudo das emissões veiculares de CC tem recebido mais atenção dos pesquisadores devido ao aumento na utilização de combustíveis alternativos derivados de biomassa [11][12][13][14][15][16][17] , como por exemplo metanol e etanol 18,19 . O uso desses combustíveis tem como principal objetivo a melhoria da qualidade do ar em áreas urbanas através da redução da emissão de monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos, levando a concentração atmosférica destes poluentes para valores abaixo dos exigidos nos padrões de qualidade do ar.…”

Otimização de um mecanismo fotoquímico para a simulação da atmosfera urbana brasileira

“…O conjunto das equações cinéticas do modelo químico pode ser representado matematicamente por um conjunto de equações graciela@iq.ufrj.br diferenciais ordinárias acopladas (EDO) dependentes do tempo, que podem ser resolvidas numericamente usando algum dos métodos convencionais para a solução de EDOs (por exemplo Runge-Kutta-4-semi-implícito ou Gear) 7 O uso de metanol, etanol e gasool determina que os motores dos veículos emitam álcool não queimado e os aldeídos correspondentes (formaldeído e acetaldeído). O principal processo de remoção de álcoois da atmosfera é a reação com radicais OH para formar os radicais hidroxialquilas correspondentes, por exemplo:…”

“…As principais vias de reação do formaldeído são a decomposição fotoquímica e a reação com radicais OH, que, na presença de oxigênio, leva à formação de HO 2 . A cinética destas reações já foi discutida previamente na literatura 7 . A influência destes compostos na formação de ozônio acontece através da modificação da relação NO / NO 2 que, como será discutido mas adiante, determina as velocidades de formação e consumo de ozônio.…”

“…Pela mesma razão os valores de ozônio relativamente altos da experiência de câmara 10 tera os processos fotoquímicos, as concentrações dos oxidantes fotoquímicos, ozônio e PAN, são menores no inverno que no verão. A influência da umidade é pequena, como já foi observado em outros trabalhos 7 . Devido à baixa reatividade do álcool e MTBE comparada com outros COVs, a inclusão destes dois compostos no modelo SAPRC original pouco modificou o resultado final.…”

Kinetic analysis of the gas-phase reactions of methacrolein with the OH radical in the presence of NOx

“…It includes 38 species and 50 reactions. It was proposed on the basis of previous mechanisms 28,29 and of the known MTA 26 and PMN 30 chemistry. Thermal rate constants were either taken from literature [31][32][33][34] or estimated by comparison Table 1.…”