Meio Atmosferico

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MONITORAMENTO
AMBIENTAL
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Prof. Filipe Lima Dornelas
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
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MEIO
ATMOSFÉRICO
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MEIO ATMOSFÉRICO
Atmosfera, característica e composição
Distribuição percentual média de gases da atmosfera
� Outros gases: neônio, hélio, criptônio, xenônio, hidrogênio,
metano, dióxido de nitrogênio, vapor de água, cristais de sal, material
particulado orgânico e inorgânico.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Estratificação térmica da atmosfera
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MEIO ATMOSFÉRICO
Histórico da poluição do ar
� Problemas de poluição não são recentes;
� Roma há 2 mil anos com registro de reclamações;
� Século XIII (1273) – primeiras leis de qualidade do
ar na Inglaterra;
� Proibição da queima de carvão durante as seções
do parlamento;
� Século XVII e XVIII, surgiram os primeiros planos
para transferir as indústrias de Londres.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Histórico da poluição do ar
� 1911 – primeiro grande desastre decorrente da
poluição atmosférica em Londres;
� Mil cento e cinqüenta mortes devido à fumaça
produzida pelo carvão
� Utilização do termo SMOG:
“smoke” + “fog” (fumaça + neblina);
� Termo utilizado hoje para
designar episódios críticos de
poluição do ar.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Histórico da poluição do ar
� 1952 – quatro mil pessoas morreram em Londres
devido à poluição do ar;
� Eventos em 1956, 1957 e 1962 – 2500 pessoas
mortas em Londres.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Histórico da poluição do ar
� Nos EUA em 1948 – 30 pessoas mortas e 6 mil
internadas com problemas respiratórios na
Pensilvânia;
� 1963 – 300 pessoas morreram e milhares
adoentadas em Nova York.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Principais poluentes atmosféricos
� Poluição do ar - presença de uma ou mais
substâncias químicas suficientes para causar danos
em seres humanos, em animais, ou em materiais.
� Danos também causados por outros parâmetros
físicos: calor e som.
� Tais concentrações dependem do clima, da
topografia, da densidade populacional, do nível e do
tipo das atividades industriais locais.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Principais poluentes atmosféricos
� Os poluente são classificados em primários e
secundários.
São aqueles lançados diretamente no ar.
Primários
Exemplos: Dióxido de Enxofre (SO2), os óxidos
de nitrogênio (NOx), o monóxido de carbono (CO)
e alguns particulados como a poeira.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Principais poluentes atmosféricos
São aqueles que se formam na atmosfera por
meio de reações que ocorrem devido à presença
de certas substâncias química e determinadas
condições físicas.
Secundários
Exemplos: O SO3 (formado pelo SO3 e o O2 no ar)
reage com o vapor d'água para produzir ácido
sulfúrico, que precipita originando a chuva ácida.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Principais poluentes atmosféricos
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
� As fontes de poluição podem ser classificadas em
móveis e estacionárias.
Chaminés
Automóveis
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
� Quanto a dimensão da área atingida, os problemas
podem ser classificados em globais e pontuais.
Poluição Global
• Efeito estufa;
• Destruição da camada de ozônio;
• Chuva ácida.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa
� É um processo que ocorre quando uma parte da
radiação solar refletida pela superfície terrestre é
absorvida por determinados gases presentes na
atmosfera.
� O efeito estufa dentro de uma determinada faixa é de
vital importância pois, sem ele, a vida como a
conhecemos não poderia existir.
� O que se pode tornar catastrófico é a ocorrência de um
agravamento do efeito estufa – AQUECIMENTO GLOBAL
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa
� Os gases de estufa (dióxido de carbono (CO2), metano(CH4), Óxido nitroso (N2O), CFC´s (CFxClx)) absorvem
alguma radiação infravermelha emitida pela superfície da
Terra e radiam por sua vez alguma da energia absorvida
de volta para a superfície.
� O problema não está na existência dos gases estufa -
pois eles são de origem natural e executam um serviço
essencial - mas devido às altas concentrações desses
gases.
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Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa
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MEIO ATMOSFÉRICO
Efeito estufa
� Revolução Industrial (séc. XVIII) –
novo caminho no ciclo do carbono
� Queima de combustíveis fósseis
para geração de energia
� Emissões de aproximadamente 6 bilhões de
toneladas/ano
� Produção superior à capacidade assimiladora
das plantas
� Aumento significativo da concentração de gases
de feito estufa no último século
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Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa
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Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa
As ondas de calor 
podem causar 
enfermidades e 
morte. As pessoas 
idosas e aquelas com 
problemas cardíacos 
e respiratórios são 
particularmente 
vulneráveis.
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Com as mudanças
climáticas é esperado
um aumento da
proporção da
população global
exposta ao dengue de
35% (Figura A), para
50-60% (Figura B),
até 2085.
A
B
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Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa e Aquecimento Global
� O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) é um
dos mecanismos de flexibilização criados pelo Protocolo de
Quioto para auxiliar o processo de redução de emissões de
gases do efeito estufa (GEE) ou de captura de carbono (ou
seqüestro de carbono) por parte dos países do Anexo I.
� Compromisso de diminuição de emissões totais dos
gases geradores do efeito estufa, pelos países listados no
Anexo I do Protocolo, em, ao menos, 5% abaixo dos
níveis monitorados em 1990.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa e Aquecimento Global
� Os países industrializados, por meio de compensação
financeira a países específicos em vias de desenvolvimento,
ganham créditos para ultrapassar suas cotas de emissão
previamente estabelecidas;
Consiste basicamente:
� Os recursos recebidos pelos países em desenvolvimento
devem ser, obrigatoriamente, aplicados em projetos que
promovam o seqüestro de carbono da atmosfera;ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa e Aquecimento Global
• Captura de gás em aterro sanitário
• Tratamento de dejetos suínos e reaproveitamento de biogás
• Troca de combustível
• Geração de energia por fontes renováveis (biomassa, energia
eólica, pequenas e médias hidroelétricas), energia solar
• Compostagem de resíduos sólidos urbanos
• Geração de metano a partir de resíduos orgânicas (biogasificação)
• Pirólise de resíduos
• Florestamento e reflorestamento em áreas degradadas
Tipos de projetos:
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MEIO ATMOSFÉRICO
Poluição do ar em diferentes escalas
Poluição Global
Efeito Estufa e Aquecimento Global
Etapas de projetos:
• Concepção do projeto (preparo da Nota de Idéia do Projeto)
• Preparo do documento de concepção do projeto (DCP)
• Validação
• Obtenção da aprovação do país anfitrião
• Registro
• Implementação do projeto
• Monitoramento
• Verificação e certificação
• Emissão dos RCEs - Reduções Certificadas de Emissões (créditos de carbono)
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Camada de ozônio
� O oxigênio reage com o oxigênio livre (O) na
atmosfera sob a ação dos RV e produz O3
� Uma das camadas da atmosfera – Estratosfera
� Permitiu a evolução dos vertebrados terrestres
� O O3 está constantemente sendo consumido e
produzido de forma equilibrada
� A atividade humana pode alterar este equilíbrio
� Poluentes (CFC’s) aumentam a velocidade de
destruição de O3
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MEIO ATMOSFÉRICO
Camada de ozônio
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Camada de ozônio
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MEIO ATMOSFÉRICO
Chuva ácida
� Condensação do vapor d’água,
precipitação e dissolução de
substâncias e gases
� Várias substâncias responsáveis pela acidez da
chuva – Ácido Sulfúrico, Nítrico, Nitroso e Clorídrico
� Afeta negativamente a saúde humana, diarréia,
insalubridade das águas de reservatório.
� No solo, provoca acidez e dificulta absorção de
nutrientes pelas raízes
� Mortes e alterações profundas no ecossistema
aquático
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Chuva ácida
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� Típico de regiões frias e úmidas.
� Os picos de concentração ocorrem no inverno.
Poluição Local
Smog industrial
� Fenômeno meteorológico da INVERSÃO TÉRMICA.
� Condições climáticas adversas para a dispersão
de poluentes.
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Poluição Local
Smog industrial
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MEIO ATMOSFÉRICO
� Os principais elementos componentes desse tipo
de smog provêm da queima de carvão e de óleo
combustível.
Poluição Local
Smog industrial
� Predomina em regiões industriais e/ou em regiões
onde é intensa a queima de óleo para aquecimento
doméstico e/ou para geração de energia elétrica.
� Principais componentes: dióxido de enxofre e
material particulado.
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MEIO ATMOSFÉRICO
� Típico de cidades ensolaradas, quentes, de clima
seco.
Poluição Local
Smog fotoquímico
� Os picos de poluição ocorrem em dias quentes,
com muito sol.
� Principais agentes poluidores: automóveis.
� Poluentes: óxidos de nitrogênio, monóxido de
carbono e hidrocarbonetos.
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MEIO ATMOSFÉRICO
� Reações na atmosfera por
efeito da radiação solar,
gerando novos poluentes.
Poluição Local
Smog fotoquímico
� Principais poluentes: óxidos de nitrogênio, os
radicais orgânicos PAN (Peroxi Acetil Nitrato), o
ozônio e alguns aldeídos.
� Sua principal característica é a sua cor
avermelhada/marrom.
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Poluição Local
Smog fotoquímico
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MEIO ATMOSFÉRICO
Controle da poluição do ar
� Reduzir o desperdício de energia, ou seja, diminuir a
demanda de energia e desenvolver meios para conservação.
� Substituir os combustíveis fósseis por outras fontes de
energia, tais como a nuclear, solar, hidrelétrica e geotérmica.
� Transformar o carvão sólido em combustível gasoso ou
líquido, podendo-se remover muitas das impurezas como o
enxofre.
� Reduzir a emissão de dióxido de enxofre proveniente da
queima de carvão.
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Controle da poluição do ar
� Taxar a fonte de emissão por unidade de SO2 produzido,
induzindo o produtor a investir em métodos de controle.
� Emissão intermitente de poluentes.
� Melhorar a eficiência dos sistemas de combustão, tanto nas
indústrias quanto nos automóveis.
� Implementar dispositivos nos veículos de transporte a fim de
diminuir a emissão de material particulado.
� Empregar combustíveis de queima mais limpa, por exemplo,
gás natural e hidrogênio líquido.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Rede de monitoramento do ar constitui de duas ou mais
estações de medida de ar estabelecidas em uma dada região
geográfica onde medidas periódicas regulares de concentração
de poluentes e parâmetros meteorológicos são feitas,
simultaneamente, para determinar a extensão e a natureza da
poluição química e estabelecer as tendências das concentrações
de poluentes atmosféricos no tempo.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
O monitoramento do ar pode ser dividido: em monitoração das
emissões e monitoração da qualidade do ar.
� Monitoração das emissões - Medição da concentração ou
da taxa de emissão de poluentes que estão sendo emitidos por
dutos e chaminés.
� Monitoração da qualidade do ar - Medição e quantificação
das concentrações dos poluentes do ar do ambiente onde as
pessoas, os animais e plantas estão expostos, podendo afetar
sua saúde, a visibilidade e provocar danos materiais, entre
outros efeitos
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MEIO ATMOSFÉRICO
Objetivos de uma rede de Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
� Verificar o atendimento aos padrões estabelecidos pela
legislação federal ou estadual, de modo a determinar situações
críticas e ativar planos de emergência ou alarme;
� Verificar a tendência da evolução da concentração de
poluentes em locais onde os padrões foram ultrapassados e os
níveis melhoraram ou pioraram, permitindo avaliar a eficácia das
ações de controle;
� Avaliar o impacto de uma ou mais fontes na qualidade do ar;
� Obter dados a serem aplicados em pesquisa de áreas remotas
(background), em estudos para zoneamento, estudos de trânsito,
estudos sobre efeito na saúde humana, flora e fauna programas
de controle de poluição do ar, etc.;
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MEIO ATMOSFÉRICO
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
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Principais aspectos que devem ser considerados:
� O número de estações;
� Os poluentes a serem monitorados;
� Se a monitoração deve ser ou não contínua;
� A data de início da monitoração;
� Se será incluído ou não parâmetros meteorológicos.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
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ESCALA ESPACIAL – Abrangência geográfica da rede
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MEIO ATMOSFÉRICO
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
ESCALA ESPACIAL – MICROESCALA
Corresponde à área que pode variar desde dezenas
de metros até a algumas centenas.
Importante quando as fontes estão próximas ao solo
e as concentrações são altas e diminuem
drasticamente com a distância.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
ESCALA ESPACIAL – MICROESCALA
EXEMPLOS
� Medições de monóxido de carbono – emitidas pelo escamento
de veículos em locais de grande concentração de trânsito, como
ruas congestionadas, corredores de tráfego com moradores nos
andares ais baixos dos prédios;
� Medições de material particulado – emitido por motores a
diesel em locais como estações rodoviárias, locais de
pagamento de pedágio em estradas e locais com carga e
descarga de caminhões, a exemplo das centrais de
abastecimento de hortigranjeiros em grandes cidades.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
ESCALA ESPACIAL – MICROESCALA
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MEIO ATMOSFÉRICO
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
ESCALA ESPACIAL - DE BAIRRO OU ÁREA DE USO
HOMOGÊNEO
Inclui os bairros ou áreas de características de
ocupação homogêneas.
� Monitoramento de um bairro específico dentro de uma cidade
o qual apresenta condições homogêneas de atividade e pode
ser avaliado por uma rede sofisticada ou uma única estação em
alguns casos;
� Monitoramento de uma fonte emissora média de interesse
especial devido à toxicidade das emissões ou o incômodo que
elas produzem. Ex: fábrica de chocolate, fábrica de baterias
(chumbo).
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MEIO ATMOSFÉRICO
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Abrange um intervalo de poucos a algumas dezenas
de quilômetros de extensão e pode incluir várias
estações.
� Monitoramento do ar de uma cidade pequena ou média ou do
impacto de uma grande indústria ou polo industrial;
� Redes nessa escala projetadas usando informações e dados
mais precisos, as quais incluem medições meteorológicas
prévias e modelos matemáticos de dispersão de poluentes;
� Os principais esforços de monitoramento no Brasil tem sido
praticados nessa escala.
ESCALA ESPACIAL - MÉDIA
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MEIO ATMOSFÉRICO
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Casos típicos de monitoramento em escala média:
� Redes que visam monitorar o impacto de grandes
empreendimentos industriais;
� Redes que visam monitorar um conjunto de bairros ou
parcelas de áreas metropolitanas;
� Redes para áreas metropolitanas.
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MEIO ATMOSFÉRICO
Projeto de rede de Monitoramento do ar – escala média
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INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS
� Mapas detalhados da região com coordenadas e em escala
apropriada;
� Dados do relevo - cotas;
� Localização exata da planta e dentro dela as principais fontes
emissoras.
� Mapeamento de receptores sensíveis incluindo hospitais,
creches, asilos, escolas e outros considerados de importância;
� Mapeamento de outras fontes emissoras ou grupos de fontes
na região.
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
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MEIO ATMOSFÉRICO
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
DADOS DAS FONTES EMISSORAS
� Altura física das fontes;
� Diâmetro interno no topo;
� Pressão e temperatura dos gases na saída;
� Umidade dos gases;
� Composição química dos gases;
� Concentração mássica de cada um dos poluentes para possível estudo;
� Variações nas emissões ao longo do dia ou variações sazonais;
� Sistema de abatimento e controle das emissões existentes ou projetadas;
� Possibilidade de aumento significativo das emissões sob condições adversas do
processo ou do sistema de controle.
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
Projeto de rede de Monitoramento do ar – escala média
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MEIO ATMOSFÉRICO
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
DADOS METEOROLÓGICOS
� Obtenção de dados de no mínimo um ano de monitoramento;
� Velocidade do vento;
� Direção do vento;
� Temperatura do ar;
� Umidade relativa do ar;
� Radiação global;
� Pressão atmosférica;
� Precipitação;
� Dados horários da altura da camada de mistura da ocorrência de inversões
(facultativo – custo fora do escopo);
�Modelagem matemática.
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
Projeto de rede de Monitoramento do ar – escala média
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MEIO ATMOSFÉRICO
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ESCALA ESPACIAL - REGIONAL OU BACIA AÉREA
Estudos de monitoramento em escala regional são
dedicados a grandes áreas que, a princípio,
abrangem vários municípios.
Existem poucos redes deste tipo no mundo.
No Brasil tem-se como exemplo é a rede do Vale do
Paraíba, que abrange partes dos estados de São
Paulo e Rio de Janeiro.
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MEIO ATMOSFÉRICO
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ESCALA ESPACIAL - AMPLA
Existem poucos redes deste tipo no mundo.
No Brasil não existe nenhuma.
Exemplos nos Estados Unidos, União Europeia.
Redes de escala continental ou planetária.
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MEIO ATMOSFÉRICO
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ESCALA TEMPORAL
Frequência x Duração.
Quando devemos medir?
Com que frequência devemos medir?
Durante quantas semanas, meses ou anos devemos
monitorar?
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MEIO ATMOSFÉRICO
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ESCALA TEMPORAL - FREQUÊNCIA
� Resolução CONAMA 03/1993;
� Partículas totais em suspensão, partículas inaláveis e fumaça
– Média anual e o segundo pior dia do ano – amostragens u
medições contínuas todos os dias do ano – análise estatística;
� Amostradores – amostragem de 24 horas a cada seis dias
(critério americano) – variação sucessiva dos dias de
amostragem – representatividade estatística;
� CO,CO3 e NO2 – monitoramento contínuo;
� SO2 – idem amostradores e medições contínuas de partículas.
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MEIO ATMOSFÉRICO
ENGENHARIA AMBIENTAL – MONITORAMENTO AMBIENTAL
Planejamento de rede de Monitoramento do ar
ESCALA TEMPORAL - DURAÇÃO
� Depende do objetivo proposto. Em alguns casos dependendo
da característica meteorológica pode compreender minimamente
uma estação seca e outra chuvosa;
� Pode variar de acordo com as determinações legais
(condicionantes ambientais);
� Em casos específicos também pode ser reduzido ou
paralisado.