4 1 - Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica

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Detecção de qualidade do ar e poluição 
atmosférica
APRESENTAÇÃO
Para sobreviver, as pessoas precisam de um aporte regular de água e alimentos, além de um 
suprimento constante de oxigênio. Enquanto se tolera alguns dias sem água e até semanas sem 
comida, raros são os seres humanos que ficam sem respirar por mais de alguns minutos. Apesar 
da constatação constante de aumento na contaminação em alimentos e mananciais, é possível 
encontrar fontes de alimentação e hidratação livres de alterações que possam trazer prejuízo à 
saúde. No entanto, quando se fala em oxigênio, é praticamente impossível realizar a escolha do 
ar que se respira.
Desde que se aprendeu a lidar com fogo e muito mais quando iniciou a revolução industrial, o 
homem polui o ar atmosférico. Nos dias atuais, a maior parte dos seres humanos está respirando 
ar com níveis de poluição atmosférica acima do que se considera seguro para a sua saúde. Nesse 
contexto, é imprescindível o conhecimento das fontes, dos métodos para monitorar, dos efeitos 
para a saúde e o meio ambiente e os níveis recomendados dos poluentes atmosféricos.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai conhecer os principais contaminantes que são 
encontrados no ar, além das principais metodologias utilizadas em análise ambiental para sua 
detecção e quantificação.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Descrever o impacto da industrialização na qualidade do ar.•
Listar os impactos da poluição atmosférica nos ecossistemas.•
Definir as metodologias de avaliação da qualidade do ar e da poluição atmosférica.•
DESAFIO
As viroses respiratórias são extremamente comuns e ocorrem sazonalmente em todos os 
continentes acometendo milhões de seres humanos. As principais cepas virais envolvidas nesses 
episódios são as de rinovírus, de vírus sincicial respiratório, adenovírus, influenza e alguns 
coronavírus. Estes últimos, principalmente, podem levar a quadros de maior complexidade 
médica, como a Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG), a qual pode resultar em óbito. 
Em 2019, um novo coronavírus (SARS CoV2) emergiu no continente asiático e logo se 
espalhou pelo mundo determinando uma grande pandemia (COVID-19 – do inglês Coronavirus 
Disease 2019). Até o mês de junho de 2020 foram contabilizados ao menos 440.290 óbitos no 
mundo. No Brasil, foram mais de 46.000 óbitos até então.
Não se sabe ao certo se essa associação se deve ao fato de que cidades com maiores índices de 
poluição atmosférica concentram também maior densidade demográfica, dificultando, portanto, 
o distanciamento social, ou se de fato o material particulado ajuda a carregar o vírus até o 
pulmão das pessoas. 
É possível que estudos epidemiológicos deem uma pista para encontrar essa resposta. Contudo, 
o melhor sempre é “encontrar o criminoso no local do crime”.
A partir do exposto, responda:
a) Como você demonstraria que a propagação do vírus pode ocorrer por meio do material 
particulado gerado pela queima de combustíveis fósseis?
b) De que forma você poderia associar os índices de poluição atmosférica com os indicadores 
de morbidade e mortalidade por COVID-19?
INFOGRÁFICO
A exposição à poluição faz parte da vida de grande parte da população mundial. As pessoas 
passam 24 horas de suas vidas em contato com substâncias químicas em forma de gases e 
partículas que são tóxicas e geradas pelo uso desenfreado das reservas de combustíveis 
fósseis. Estes poluentes são lançados diariamente no ar que você respira por meio das mais 
variadas fontes. Com um volume cada vez maior na descarga de poluentes atmosféricos, não se 
pode mais negligenciar que haverá impactos na saúde das pessoas que estão expostas.
Neste Infográfico, você verá um breve resumo sobre as características dos principais poluentes 
atmosféricos no que tange aos efeitos no organismo humano. Além disso, conhecerá os padrões 
nacionais e internacionais recomendados para concentrações consideradas seguras desses 
poluentes no ar.
CONTEÚDO DO LIVRO
A inter-relação entre seres vivos e meio ambiente é algo indissociável à existência de ambos. A 
troca intensa de matéria e energia entre os diferentes compartimentos ambientais e os 
organismos é o que mantém um equilíbrio que permite a viabilidade de haver vida aqui. A 
atmosfera é responsável por manter este planeta em uma faixa de temperatura que permite que 
as moléculas orgânicas existam e reajam entre si em processos bioquímicos complexos. Mais do 
que isto, a atmosfera também impede que a radiação solar penetre sem nenhuma barreira e atinja 
o material genético dos organismos vivos tornando-os inviáveis.
Ocorre que esse bom funcionamento dessa relação está sendo fortemente desafiado pela ação do 
homem e as consequências disso já são visíveis. As questões ambientais relacionadas à poluição 
atmosférica já se tornaram uma das principais preocupações mundiais para os próximos anos.
No capítulo Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica, da obra Ecologia e análises 
ambientais, você vai diferenciar os principais poluentes atmosféricos, reconhecer o seu impacto 
no meio ambiente e distinguir as maneiras de analisá-los.
Boa leitura. 
ECOLOGIA E ANÁLISES 
AMBIENTAIS 
Roberto Marques Damiani
Detecção de qualidade do 
ar e poluição atmosférica
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Descrever o impacto da industrialização na qualidade do ar.
  Listar os impactos da poluição atmosférica nos ecossistemas.
  Definir as metodologias de avaliação da qualidade do ar e da poluição 
atmosférica.
Introdução
É inegável que a revolução industrial trouxe enormes ganhos para a 
humanidade. Os avanços econômicos e tecnológicos que vieram na 
carona desse processo permitiram que a nossa civilização pudesse usufruir 
de maior conforto, além da garantir maior longevidade em geral, tendo 
em vista o ganho em expectativa de vida que aumenta desde então. 
Contudo, jamais houve neste planeta uma espécie que, para fomentar um 
aumento exponencial em sua população, alterasse tanto a composição 
da atmosfera. Viver mais e viver bem tem um preço a ser pago, que é o 
aumento no consumo energético. 
Ocorre que o processo de combustão, com massiva utilização de 
combustíveis fósseis, continua sendo o principal motor da humanidade. 
A emissão de gases e partículas por fontes antropogênicas leva a um 
desequilíbrio nas reações químicas envolvidas na composição do com-
partimento atmosférico. Como consequência, ocorrem sérios problemas 
ambientais, com impactos na saúde humana e nos ecossistemas. 
Neste capítulo, você vai examinar o processo de industrialização e o 
problema da poluição atmosférica. Além disso, vai conhecer aspectos 
da química atmosférica e seu papel nos fenômenos decorrentes da 
poluição do ar. Por fim, vai identificar as metodologias para análise de 
gases e partículas. 
1 Os seres vivos e a química da atmosfera
A atmosfera do planeta Terra, quando comparada à de planetas com ausência 
de vida (na forma como conhecemos, ao menos), é imensamente diferente. 
É impossível afi rmar se é a vida que mantém a composição atmosférica de 
nosso planeta ou se é a atmosfera que sustenta as mais variadas formas de 
vida. O fato é que existe uma interdependência total no equilíbrio das relações 
entre os seres vivos e a composição dos compartimentos ambientais, mais 
especifi camente o ar atmosférico (ROCHA; ROSA; CARDOSO, 2009). No 
Quadro 1, é possível comparar as concentrações atmosféricas de oxigênio (O2), 
nitrogênio (N2) e gás carbônico (CO2) na Terra antes e depois do advento da 
vida e com o planeta Marte.
Fonte: Adaptado de Rocha, Rosa e Cardoso (2009) e Rosa, Fraceto e Moschini-Carlos (2012).
Gases Terra antes de existir vida Terra atual Marte
O2 Traços 21% 0,13%
N2 1,9% 77% 2,7%
CO2 98% 0,038% 95%
Quadro 1. Comparativo da composição da atmosfera da Terra com vida e sem vida com 
a atmosferade Marte
Ao compararmos as composições atmosféricas de Marte e da Terra antes 
do surgimento da vida, não se encontram diferenças expressivas. Foi a partir 
do surgimento dos seres fotossintetizantes como algas e vegetais que a at-
mosfera terrestre sofreu sua primeira grande transformação, pela liberação de 
moléculas de oxigênio, primeiramente nos oceanos e depois no ar atmosférico 
(ROSA; FRACETO; MOSCHINI-CARLOS, 2012). Pode-se dizer que essa 
massiva liberação de O2 na atmosfera corresponde ao primeiro grande evento 
de poluição atmosférica da história. Chega a ser até irônico que um evento 
de poluição tenha levado ao surgimento das formas de vida terrestres (não 
aquáticas), pois a partir do O2 surgiu também o ozônio (O3) atmosférico, criando 
uma camada de proteção contra a radiação ultravioleta oriunda do Sol, o que 
permitiu que a vida pudesse prosperar também fora d’água. 
Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica2
Contudo, os seres vivos emitem diferentes tipos de gases para atmosfera 
por processos alheios à fotossíntese, como a respiração (emissão de CO2), 
a fermentação e a decomposição da matéria orgânica (emissão de sulfeto 
de hidrogênio [H2S], amônia [NH3] e metano [CH4]). A esse tipo de emis-
são dá-se o nome de biogênica. Podemos classificar como emissões por 
fontes naturais aquelas que ocorrem sem a interferência humana e como 
antrópicas aquelas causadas diretamente pelos seres humanos. Ademais, 
classifica-se o tipo de fonte como pontual (quando o local emissor é preci-
samente identificado) ou difusa (quando as fontes de emissão encontram-
-se espalhadas em uma área). Os poluentes, por sua vez, dividem-se em 
primários (emitidos diretamente pela fonte) ou secundários (produto de 
reações químicas ou fotoquímicas com os compostos atmosféricos) (ROSA; 
FRACETO; MOSCHINI-CARLOS, 2012). 
Além das fontes de emissão, existem processos de consumo dos elementos 
que são lançados na atmosfera, que são chamados de sorvedouros. A chuva é 
uma forma de sorvedouro (retira gases solúveis) conhecida como deposição 
úmida. O arraste induzido pelo vento em direção ao solo é outra forma de 
destino de elementos lançados na atmosfera, chamado de deposição seca. 
Uma terceira forma é baseada em reações químicas que transformam o 
elemento emitido em outro composto (ROCHA; ROSA; CARDOSO, 2009). 
Na Figura 1, esses processos são demonstrados de forma simplificada. 
Figura 1. Como os compostos entram e saem da atmosfera.
Fonte: Rocha, Rosa e Cardoso (2009, p. 98).
3Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica
Anualmente, milhares de toneladas de diversos elementos são lançadas 
na atmosfera, tanto por fontes naturais (orgânicas ou inorgânicas) quanto 
pela atividade antropogênica. A poluição atmosférica causada pelo ser hu-
mano existe desde quando aprendemos a lidar com o fogo, e vem aumentando 
acentuadamente a partir da Revolução Industrial. Processos de combustão 
representam a principal fonte tanto de energia utilizada quanto de descarga 
de poluentes na atmosfera. Tais reações, representadas a seguir, ocorrem pela 
queima de algum composto com o oxigênio presente no ar (ROCHA; ROSA; 
CARDOSO, 2009).
Combustível + ar [O2 e N2] → gases [p.ex., NO + SO2 + CO2] + [partículas]
O calor gerado nesse processo faz com que os dois gases predominantes 
na atmosfera (oxigênio e nitrogênio) reajam, formando o óxido nítrico (NO). 
Uma vez formado, o NO é oxidado pelo ozônio (O3) para gerar o gás dióxido 
de nitrogênio (NO2). A soma de NO e NO2 recebe a denominação de NOx 
(óxidos de nitrogênio) (BAIRD; CANN, 2011). Embora o ozônio participe da 
reação de formação do dióxido de nitrogênio, altas concentrações de NO2 na 
presença de alta intensidade de luz solar produzem novamente ozônio, como 
demonstrado nas reações 1, 2 e 3 a seguir:
(1) NO + O3 → NO2 + O2
(2) NO2 + luz solar → NO + O
(3) O + O2 → O3
Em virtude da explosão populacional e do consequente acréscimo da 
demanda de energia oriunda de combustíveis fósseis, vem ocorrendo um 
aumento dos níveis de poluição atmosférica, fato que não é acompanhado, 
até o momento, por medidas capazes de minimizar os danos assim gerados. 
Três eventos históricos — um na França em 1930, outro nos Estados Unidos 
em 1948 e um terceiro na Inglaterra 1952 — serviram de alerta para as con-
sequências da elevada carga de poluentes advindas do uso de combustíveis 
fósseis na geração de energia sobre o equilíbrio ambiental e a saúde humana. 
Tais acontecimentos tiveram em comum a permanência, por longo período, 
de elevadas concentrações de gases e partículas inaláveis, ocasionando au-
mento da mortalidade humana, principalmente por agravamento de doenças 
respiratórias (COSTA; DREHER, 2012). 
Nas décadas subsequentes, avançou-se na investigação epidemiológica 
dos efeitos da poluição atmosférica sobre nossa saúde. Isso acabou cul-
Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica4
minando em um grande estudo da Organização Mundial da Saúde (OMS) 
(WORLD HEALTH ORGANIZATION, 1992). Essa publicação apontou 
que, dentre os poluentes clássicos do ar (monóxido de carbono [CO], di-
óxido de nitrogênio [NO2], ozônio [O3], dióxido de enxofre [SO2] e mate-
rial particulado [MP]), o MP era o que mais oferecia riscos à saúde. Nos 
anos seguintes, estudos epidemiológicos realizados nos Estados Unidos 
(DOCKERY et al., 1993; POPE; DOCKERY; SCHWARTZ, 2008), na Eu-
ropa, na Ásia e na América do Sul, (BRAUN-FAHRLÄNDER et al., 1992; 
KATSOUNYANNI et al., 1997; SALDIVA et al., 1995) demonstraram a 
associação da exposição a MP com morbimortalidade, especialmente por 
doenças respiratórias e cardiovasculares. Esses achados históricos cada vez 
mais são corroborados por estudos recentes realizados nos mais variados 
locais do mundo, como República Democrática do Congo, Irã, China e 
Índia (MICHELLIER et al., 2020; BONYADI et al., 2020; ZHAO; GUO; 
ZHAO, 2019; MURARIA et al., 2020).
Segundo dados da OMS (2106), 91% da população mundial vivem em 
regiões com níveis de poluição atmosférica acima daqueles recomendados 
pela entidade. A cada 10 pessoas, 9 respiram ar com níveis elevados de 
contaminantes. Respirar ar poluído causa anualmente mais de 7 milhões 
de mortes ao redor do mundo. A poluição do ar é a principal questão 
ambiental que traz risco à saúde. Em 2013, a Agência Internacional de 
Pesquisa sobre Câncer apontou a poluição atmosférica como carcinogênica 
para humanos. Mais especificamente, o MP, que consiste em uma mistura 
heterogênea de elementos orgânicos e inorgânicos, está relacionado com 
aumento na incidência principalmente de câncer de pulmão (INTERNA-
TIONAL AGENCY FOR RESEARCH ON CANCER, 2013). Em um estudo 
realizado na China, avaliou-se a influência dos poluentes atmosféricos nas 
taxas de mortalidade. Foi observado que um aumento de 10µg/m3 tanto 
na concentração de MP2,5 (partículas com 2,5µm de diâmetro) quanto na 
de SO2 resulta em elevação no risco de morte por problemas respiratórios 
(MOKOENA et al., 2019). 
A influência da industrialização na qualidade do ar tornou-se ainda 
mais evidente no período de pandemia de Covid-19 (doença causada pelo 
novo coronavírus — SARS-CoV2). O lockdown (restrição total de ativi-
dades adotado em algumas regiões do planeta como estratégia para frear 
o contágio) resultou em acentuada diminuição nos índices de poluição 
atmosférica, como visto em Nova Déli e em Lucknow, na Índia. Srivastava 
5Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica
et al. (2020) avaliaram o impacto da restrição total da circulação de pessoas 
(e consequentemente de veículos automotores) nos níveis de concentração 
atmosféricas de MP2,5, NO2, SO2 e CO. Os resultados mostraram um 
declínio de MP2,5, NO2 e CO no ar dessas cidades durante o período de 
lockdown. Em pesquisa realizada na cidade de Curitiba, Krecl et al. (2020) 
observaram uma redução que variou entre 40 e 70% na concentração de 
NO2 durante o período de maior restrição de circulação de pessoas em 
tempos de pandemia de Covid-19. Durante o períodoavaliado nos estudos, 
as atividades humanas, bem como a circulação de veículos automotores, 
sofreram uma drástica redução, o que resultou em menor emissão de gases 
e partículas na atmosfera, demonstrando claramente a correlação entre a 
utilização de combustíveis fósseis (compostos de carbono) e os níveis de 
poluição do ar. Outro fato de grande interesse que correlaciona a pandemia 
de Covid-19 e a poluição atmosférica é que a exposição crônica pregressa 
está entre os fatores de risco para desenvolvimento de sintomas severos em 
pacientes infectados pelo SARS-CoV2. Além disso, já foi demonstrada a 
correlação entre o aumento da poluição por NO2 e elevação na propagação 
de SARS-CoV2. Yao et al. (2020) demonstraram também que elevações 
nas concentrações de MP10 (material particulado com diâmetro de até 
10 µm) e MP2,5 estão relacionadas com aumento na mortalidade por 
COVID-19. Um estudo transversal feito nos Estados Unidos confirmou 
essa relação e foi ainda além: apontou que, para uma elevação de 1 µg/
m3, ocorre um aumento de 8% na taxa de mortalidade por COVID-19 
(WU et al., 2020).
Está claro, portanto, que a influência humana nas emissões de gases e 
partículas atmosféricas traz consequências diretas e indiretas à saúde pública 
mundial desde o período de industrialização (Figura 2). A matriz energética 
predominante no mundo segue sendo à base de combustíveis fósseis, os quais 
são responsáveis diretos por uma enorme descarga de poluentes no ar. É 
urgente que passemos por uma revolução nesse âmbito, passando a utilizar 
preferencialmente (ou mesmo exclusivamente) energias renováveis e a adotar 
um modelo de gestão (tanto individual quando pública) voltado para o desen-
volvimento sustentável. 
Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica6
Figura 2. Foto da região central da cidade de São Paulo: (a) em um período de inversão térmica, 
no inverno de 2017; (b) no mês de março de 2020, no início da quarentena para conter a COVID-19. 
Fonte: Ribeiro (2020, documento on-line).
O fenômeno da inversão térmica ocorre quando, em dias de baixas temperaturas, o 
ar mais frio próximo do solo forma uma barreira que impede que os poluentes atmos-
féricos se dispersem. Como consequência, acontece um acúmulo de contaminantes 
no ar das grandes cidades durante os meses de inverno. 
2 A poluição do ar e os ecossistemas
As alterações impostas pela espécie humana não causam impactos somente a ela. 
Como fazemos parte de ecossistemas, tanto somos infl uenciados por eles quanto 
os infl uenciamos, incluindo as espécies que coexistem conosco. Sem dúvida, 
7Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica
uma das consequências mais drásticas das ações antrópicas nos ecossistemas é 
a chuva ácida. Tal nomenclatura compreende também uma gama de fenômenos 
meteorológicos como neve ácida e neblina ácida, tendo sido primeiramente descrita 
pelo britânico Angus Smith na década de 1880 (BAIRD; CANN, 2011).
Ao natural, sem uma fonte poluidora, o pH da chuva é levemente ácido 
(5,6), em virtude da presença de CO2 dissolvido, o qual forma o ácido carbô-
nico (H2CO3). Para se considerar uma chuva verdadeiramente ácida, seu pH 
deve estar abaixo de 5. Isso pode ocorrer por fontes naturais, como atividades 
vulcânicas, as quais liberam quantidades significativas de ácido clorídrico 
(HCl), um ácido forte. Os ácidos que predominam por fontes antropogênicas 
são o sulfúrico (H2SO4), ligado a emissões de SO2, e o ácido nítrico (HNO3), 
atrelado às emissões de NO2 (Figura 3). É importante salientar que a formação 
desses ácidos ocorre muitas vezes distante da fonte original emissora do gás 
que os originou. Como consequência, esse tema da chuva ácida é uma questão 
ambiental de níveis regionais (BAIRD; CANN, 2011). 
Figura 3. As vias envolvidas no fenômeno da chuva ácida no meio ambiente: (1) emissões 
de NOx e SO2; (2) os poluentes são transformados em partículas ácidas carregadas por longas 
distâncias; (3) essas partículas ácidas caem na terra tanto por deposição úmida quanto seca; 
(4) o fenômeno tem potencial de causar danos no solo, nas florestas e em lagos, por exemplo.
Fonte: United States Environmental Protection Agency (2016, documento on-line).
Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica8
Como efeitos da chuva ácida, podemos citar a fitotoxicidade, que leva a 
morte de espécies vegetais em florestas sensíveis, a acidificação de lagos, que 
leva ao amento na mortalidade da flora e da fauna (principalmente de alevinos) 
desses corpos hídricos, além a diminuição da fertilidade de solos atingidos. 
Cabe destacar também a ocorrência de efeitos respiratórios em humanos e 
em outras espécies de animais (MANAHAN, 2012). 
Os íons H+ liberados no solo em uma precipitação ácida induzem a liberação de 
alumínio (Al+3) no solo. O Al+3 é tóxico para os seres invertebrados do solo e para as 
raízes dos vegetais. Além disso, o alumínio é danoso para os organismos aquáticos. 
Um aumento na acidez da chuva associado com incremento nas concentrações 
de Al+3 foi relacionado com a morte de peixes em mananciais tanto no norte do 
continente europeu quanto na parte leste da América do Norte (CAIN; BOWMAN; 
HACKER, 2012). 
Também foi demonstrado, em um estudo realizado na África do Sul (FARQUHAR-
SON; WEPENER; SMIT, 2016), o efeito da acidificação da água da chuva no desenvol-
vimento e mortandade de embriões de sapos. Tais anormalidades embriológicas 
podem induzir uma diminuição na população dessa espécie. Como consequência, 
um desequilíbrio ambiental pode acontecer e gerar então um aumento na população 
de mosquitos e pernilongos, já que poderão ter menos predadores (girinos) durante 
sua fase larval. Isso pode intensificar a propagação de doenças que têm mosquitos 
como vetores, como dengue, zika, chikungunya, malária, febre amarela, leishmaniose, 
só para citar algumas. 
Outro fenômeno causado pela poluição atmosférica que tem sérias con-
sequências para o meio ambiente e para os ecossistemas que o formam é o 
smog fotoquímico (Figura 4). O termo smog é a junção de duas palavras 
em inglês: smoke, que significa fumaça, e fog, que significa neblina. Sua 
ocorrência é comum primordialmente em regiões bastante industrializadas 
e em grandes metrópoles em que o tráfego intenso de veículos automotores 
seja uma constante (ROCHA; ROSA; CARDOSO, 2009). Uma das principais 
características desse fenômeno é a grande concentração de gases oxidantes, 
como o O3. Por isso, às vezes também é referido como uma camada de ozônio 
no lugar errado (BAIRD; CANN, 2011). 
9Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica
Figura 4. Smog na cidade de São Paulo, Brasil, visto de cima do pico do Jaraguá.
Fonte: Nelson Antoine/Shutterstock.com.
A alta toxicidade do O3, elemento-chave no smog fotoquímico, é eviden-
ciada em algumas espécies de vegetais, como o tabaco (Nicotiana tabacum) 
e o limoeiro (Citrus limon), pela formação de danos foliares observados 
quando essas plantas são expostas a concentrações elevadas de ozônio 
(Figura 5). Por esse motivo, as folhas de tabaco e de limoeiro são utilizadas 
como bioindicadores da presença de smog e de O3 (MANAHAN, 2012). 
Também já foi demonstrada a toxicidade em animais, por meio de um 
estudo feito em ratos submetidos a uma atmosfera simulada de smog. Os 
animais apresentaram alterações cardiocirculatórias significativas quando 
inalaram os contaminantes presentes no smog fotoquímico (TONG et al., 
2018). Como se não bastasse, o fenômeno do smog fotoquímico traz inú-
meros prejuízos ao meio ambiente, por causar a morte da fauna e da flora 
em diversos ecossistemas ao redor do mundo, sem respeitar fronteiras 
entre países (BAIRD; CANN, 2011). Além disso, há perdas significativas 
em economias em virtude da diminuição da produtividade em plantações, 
causadas pelos elevados índices de poluição. A única maneira de evitar 
esse fenômeno é reduzir a emissão de gases gerados por combustão, o que 
significa alterar a forma de geração de energia e adotar fontes renováveiscomo a eólica e a solar.
Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica10
Figura 5. Uma muda de Nicotiana tabacum da variante Bel W3: (a) sem exposição ao 
ozônio; (b) exposta ao ozônio.
Fonte: Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (2007, documento on-line).
3 Análise de partículas e gases
Como visto anteriormente, o aumento da poluição atmosférica causado pela 
espécie humana pós-industrialização tem enormes consequências para a saúde 
e para os ecossistemas. Nesse sentido, é extremamente necessário que se faça 
um controle dos níveis de emissões para que não ocorram problemas ainda 
maiores. Assim, o monitoramento da qualidade do ar é peça fundamental nesse 
processo, e para que ele ocorra, é preciso contar com grande conhecimento 
sobre os métodos de detecção e quantifi cação dos principais contaminantes 
atmosféricos. Com base nas medições de MP10, MP2,5, O3, NO2, SO2 e CO 
(além de fumaça e partículas totais em suspensão) em determinado local, é 
possível calcular o índice de qualidade do ar a partir de modelos matemáticos. 
Na determinação da concentração de partículas, são utilizados métodos de 
filtragem associados com sistema de sucção do ar por bombas de vácuo. Os filtros 
utilizados variam em relação ao material, sendo os mais comuns o teflon, a celulose 
e o quartzo. Além disso, existem diferenças no tamanho dos poros, que variam de 
acordo com o diâmetro das partículas a serem avaliadas. Com essa estratégia, é 
possível ter uma análise quantitativa (expressa em µg/m3) e uma análise qualitativa 
desse material. Conhecendo os elementos que compõem as partículas, é possível 
realizar a identificação de fonte emissora, o que é muito relevante numa análise de 
risco ou até mesmo numa perícia ambiental. Para determinar o conteúdo orgânico, 
filtros de quartzo são recomendados; já para analisar o conteúdo de metais, o 
melhor é usar filtros de celulose. Existem equipamentos com essa finalidade, que 
11Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica
são os chamados impactadores de cascata (Figura 6). Neles existem diferentes 
compartimentos que se separam por pequenos orifícios, os quais vão diminuindo 
de diâmetro ao longo do equipamento. Quanto menor a partícula, mais longe ela irá 
dentro do impactador. São colocados, então, os filtros que acabarão retendo esse 
MP, dando uma medida de sua concentração, além de possibilitar a análise dos 
elementos que constituem essas partículas (ROCHA; ROSA; CARDOSO, 2009).
Figura 6. Visão esquemática de um impactador de cascata.
Fonte: Rocha, Rosa e Cardoso (2009, p. 39).
Os filtros de celulose também são empregados em análises de concentra-
ções de gases poluentes da atmosfera (O3, NO2, SO2). Tais filtros podem ser 
impregnados em soluções absorventes (que reagem com o gás, produzindo 
um composto que fica retido no filtro) e ligados a bombas de sucção ou 
colocados em amostradores passivos (dispositivos em que o ar não é forçado 
Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica12
a passar pelo filtro) (Figura 7). Para análise de NO2, por exemplo, um filtro 
de celulose pode ser impregnado com solução de trietolamina. Esse filtro é 
colocado, então, dentro do amostrador, que posteriormente é fixado em um 
local para que o gás se difunda pelo aparato e seja fixado pela solução. Os 
amostradores são deixados por sete dias nos locais escolhidos e, após esse 
período, são coletados e levados ao laboratório para análises. Para realizar as 
determinações laboratoriais, são feitas análises por espectrofotometria. Com 
esses dados, é possível aferir a média diária das concentrações de NO2 nos 
locais de interesse. Essa metodologia se aplica também aos demais gases, 
variando apenas no que se refere ao tempo de exposição do aparato, bem como 
às soluções que são impregnadas nos filtros, além dos protocolos de análise 
espectrofotométrica no laboratório (ROCHA; ROSA; CARDOSO, 2009). 
Figura 7. Ilustração esquemática de um aparato para monitoramento passivo da 
concentração de gases atmosféricos: (a) tela de proteção: (b) o corpo do aparato; 
(c) filtro impregnado com solução absorvente; (d) a tampa inferior do amostrador.
Fonte: Rocha, Rosa e Cardoso (2009, p. 37).
13Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica
À medida que evoluem os estudos científicos no contexto das análises 
ambientais, também evoluem os métodos de análise dos poluentes atmosféri-
cos, sejam eles gases ou partículas em suspensão. É fundamental, no entanto, 
haver rigor metodológico na validação de tais protocolos, para que se possa 
utilizá-los de forma segura e confiável. Aqui foram apresentadas algumas 
das metodologias mais utilizadas nos estudos de avaliação da qualidade do 
ar atmosférico. Porém, outros métodos são utilizados, como, por exemplo, as 
estações automatizadas de monitoramento atmosférico. Elas consistem em 
equipamentos robustos e de alto custo, tendo maior viabilidade de aplicação 
pelos órgãos públicos de fiscalização ambiental.
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15Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica
Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun-
cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a 
rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de 
local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade 
sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links.
YAO, Y. et al. Ambient nitrogen dioxide pollution and spread ability of COVID-19 in 
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Leituras recomendadas
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lidade do ar. Diário Oficial da União, Brasília, 21 nov. 2018. Disponível em: http://www.
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COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Estudo investigativo 
da ocorrência de ozônio troposférico por meio de biomonitoramento, no município de 
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Detecção de qualidade do ar e poluição atmosférica16
DICA DO PROFESSOR
Monitoramento das condições da qualidade do ar é de fundamental importância. Para isso, 
existem diferentes metodologias e equipamentos que podem ser empregados nos estudos. Os 
organismos vegetais são igualmente prejudicados pela grande deposição de contaminantes 
tóxicos na atmosfera. Por este motivo, pode-se utilizar algumas espécies para, por meio das 
alterações que esses sofrem, avaliar a qualidade do ar. O uso de bioindicadores é uma 
ferramenta muito interessante nesse âmbito, pois fornece dados in sito das condições ambientais 
sem envolver custos elevados com equipamentos.
Dentre os diferentes bioensaios disponíveis, você verá, nesta Dica do Professor, dois que são 
amplamente utilizados em estudos de avaliação da qualidade do ar em diferentes regiões.
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EXERCÍCIOS
1) As emissões de poluentes atmosféricos variam de acordo com a fonte que as emite, em 
fontes fixas e móveis. Além disso, pode-se classificar a poluição entre as de causas 
naturais e aquelas geradas pelo homem, chamadas de antropogênicas. Todavia, os 
poluentes atmosféricos se diferenciam, baseados no fato de serem ou não emitidos 
direto da fonte poluidora, em primários e secundários.
Selecione a seguir a alternativa que contém um exemplo de poluente do ar 
atmosférico considerado secundário:
A) Material particulado.
B) Ozônio.
C) Dióxido de enxofre.
D) Óxido nítrico.
E) Monóxido de carbono.
2) A chuva ácida é um grande problema ambiental de nível internacional. Esse 
fenômeno é estudado e debatido desde a sua denominação na década de 1870 por 
Robert Angus Smith, em Manchester, na Inglaterra. A emissão de poluentes 
atmosféricos tem papel fundamental no aumento de sua ocorrência ao redor do 
mundo.
Qual alternativa a seguir apresenta os dois poluentes que são os principais culpados 
pelo aumento na acidez das precipitações pluviais?
A) Dióxido de nitrogênio e dióxido de enxofre.
B) Material particulado e dióxido de enxofre.
C) Dióxido de nitrogênio e ozônio.
D) Material particulado e ozônio.
E) Dióxido de enxofre e ozônio.
3) Além de avaliações por instrumentos, a poluição do ar pode ser estudada a partir de 
organismos bioindicadores, os quais respondem, especificamente ou não, aos níveis de 
contaminantes do ar. Para o ozônio, por exemplo, existem alguns vegetais que 
respondem de forma específica aos aumentos de concentrações desse poluente na 
atmosfera.
Dentre as espécies elencadas a seguir, qual serve melhor como bioindicador da 
contaminação por ozônio?
A) Tradescantia pallida.
B) Bauhinia forficata.
C) Nicotiana tabacum.
D) Oryza sativa.
E) Citrus reticulata.
4) Sabe-se que os efeitos tóxicos da poluição atmosférica podem ser influenciados pelas 
condições meteorológicas de uma determinada região.
Qual das alternativas apresenta a relação de fatores que poderiam potencializar a 
toxicidade dos poluentes atmosféricos?
A) Baixas temperaturas, estabilidade eólica, baixo índice pluviométrico e alta intensidade 
solar.
B) Altas temperaturas, instabilidade eólica, alto índice pluviométrico e baixa intensidade 
solar.
C) Baixas temperaturas, estabilidade eólica, baixo índice pluviométrico e baixa intensidade 
solar.
D) Baixas temperaturas, instabilidade eólica, alto índice pluviométrico e baixa intensidade 
solar.
E) Baixas temperaturas, instabilidade eólica, alto índice pluviométrico e baixa intensidade 
solar.
5) O uso de aparatos para monitoramento passivo das concentrações dos gases 
atmosféricos é uma alternativa muito boa ao uso de métodos ativos baseados em 
equipamentos grandes e caros. Como exemplo, pode-se impregnar os filtros com 
solução de trietanolamina, colocá-los nos aparatos e deixá-los nos locais de análise 
por 7 dias. Após, retirar e analisar no laboratório por espectrofotometria.
O exemplo citado corresponde à análise passiva de qual poluente atmosférico?
A) Material particulado.
B) Dióxido de enxofre.
C) Ozônio.
D) Monóxido de carbono.
E) Dióxido de nitrogênio.
NA PRÁTICA
As análises ambientais são extremamente interessantes por apresentarem uma enormeversatilidade de metodologias e técnicas que são utilizadas pelos profissionais dessa área. Para 
monitorar o ar, por exemplo, existem modernas estações automatizadas que avaliam muitos 
parâmetros em tempo real. Esses equipamentos são utilizados por entidades do setor público que 
são responsáveis por avaliar as condições da qualidade do ar nas cidades. Ademais, existem 
metodologias com princípio de funcionamento extremamente simples, mas que ao mesmo 
tempo entregam resultados muito robustos e confiáveis. Além disso, esses métodos têm a 
vantagem de poderem ser aplicados em menor escala, quando se quer conhecer os índices de 
poluentes em microrregiões onde as estações automatizadas modernas não estão e não 
conseguem chegar.
Na Prática, você vai ver um exemplo desse tipo de análise, o monitoramento passivo da 
concentração de ozônio atmosférico.
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SAIBA +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Poluição do ar e impactos na saúde na região metropolitana de Belo Horizonte – Minas 
Gerais, Brasil
Estudo recente avaliando a poluição atmosférica na cidade de Belo Horizonte, MG, associado 
com parâmetros de saúde.
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Globo vídeos: Cidades e soluções mostra os efeitos da poluição no corpo Parte I
Cidades e soluções sobre poluição atmosférica (parte 1): avaliação da poluição atmosférica em 
São Paulo, em tempo real, em diferentes regiões. 
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Experiência em São Paulo mede os efeitos da poluição no corpo humano Parte II
Cidades e soluções sobre poluição atmosférica (parte 2): avaliação da poluição atmosférica em 
São Paulo, em tempo real, em diferentes regiões.
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