ESTUDO SOBRE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS EM CAMPINAS-SP

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VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 1/6 
 
ESTUDO SOBRE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS EM CAMPINAS-SP 
 
 
Junqueira, T. L.1, Albuquerque, E. L.2 e Tomaz, E.3* 
 
Tassia Lopes Junqueira (Bolsista PIBIC/CNPq, DPQ/FEQ, UNICAMP), Édler Lins de 
Albuquerque (Doutorando, DPQ/FEQ, UNICAMP), Edson Tomaz (Professor, DPQ/FEQ, 
UNICAMP). 
*Faculdade de Engenharia Química. Endereço: Avenida Albert Einstein, 500, Barão 
Geraldo, 13083-970, Campinas –SP. 
e-mail: tassiaj@gmail.com, elins@feq.unicamp.br, etomaz@feq.unicamp. 
 
 
 
RESUMO – Os compostos orgânicos voláteis (COVs) são importantes 
poluentes encontrados em áreas urbanas e industriais. Neste trabalho, foram 
coletadas e analisadas amostras de ar provenientes do centro de Campinas, 
sendo utilizadas coletas ativa e passiva, através da adsorção em tubos 
contendo a resina Tenax TA. A análise desta ocorreu por dessorção térmica 
seguida de cromatografia gasosa com detecção por ionização em chama. 
Foram obtidos perfis de 22 compostos presentes no ambiente monitorado, 
destacando-se tolueno e m,p-xileno como os de maiores concentrações. 
Avaliou-se as correlações lineares entre as concentrações dos compostos, 
verificando-se que os compostos monitorados provavelmente provêm de uma 
mesma fonte, a qual acredita-se ser a frota veicular. 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
A Região Metropolitana de 
Campinas engloba 19 municípios, 
destacando-se a cidade de Campinas, 
considerada a sede da região, com cerca 
de 970 mil habitantes e aproximadamente 
17% da produção industrial do Estado. 
Assim como na Região Metropolitana de 
São Paulo, a frota veicular é responsável 
por uma parte significativa da poluição 
atmosférica (CETESB, 2004). Dentre os 
poluentes emitidos, tem-se material 
particulado, óxidos de nitrogênio e de 
enxofre, monóxido de carbono e os 
compostos orgânicos voláteis, entre 
outros. 
Compostos Orgânicos Voláteis 
(COVs ou VOCs) constituem uma classe 
de poluentes do ar que são 
predominantemente emitidos na 
atmosfera pela frota veicular (combustão 
de combustíveis fósseis e perdas 
evaporativas) e por processos industriais, 
mas que podem ser também gerados por 
processos metabólicos de alguns vegetais 
(Derwent, 1995). 
A definição utilizada por Derwent 
(1995), considerada também neste 
estudo, trata o termo COV como todo 
composto que contém carbono e reage 
fotoquimicamente na atmosfera, excluindo 
carbono elementar, monóxido e dióxido de 
carbono. 
Alguns COVs são prejudiciais ao 
meio ambiente direta e indiretamente. 
Dentre os problemas causados 
diretamente, destacam-se os efeitos 
tóxicos, como irritação da mucosa e 
problemas hematológicos, hepáticos, 
renais e neurológicos (Crump, 1995). Nos 
compostos analisados, destaca-se o 
reconhecido potencial cancerígeno do 
benzeno em humanos. 
Além disso, indiretamente, os COVs 
podem acentuar diversos problemas: 
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Degradação do Ozônio Estratosférico, 
Efeito Estufa e Formação de Ozônio 
Troposférico. 
Em centros urbanos, a maior 
contribuição do COV é na formação de 
ozônio troposférico. Os COVs, na 
presença de óxidos de nitrogênio e 
radiação solar, atuam na formação de 
oxidantes fotoquímicos ao nível do solo 
(smog fotoquímico). Através do 
mecanismo da Figura 1, verifica-se a 
atuação dos hidrocarbonetos na formação 
de radicais livres que, na presença de NO, 
produz NO2 e subseqüentemente ozônio e 
outros oxidantes fotoquímicos. 
 
 
Figura 1: Mecanismo de formação do 
smog fotoquímico. Adaptada de Jenkin e 
Clemitshaw (2000). 
 
No Brasil, apesar dos conhecidos 
efeitos adversos dos COVs, não existem 
regulamentações para o controle de 
emissões destes. Assim, espera-se que 
informações geradas neste trabalho 
sirvam de incentivo e referência para a 
criação de políticas visando a melhoria da 
qualidade do ar. 
 
METODOLOGIA 
 
Caracterização de COVs 
Para a coleta de COVs, utilizou-se a 
técnica de adsorção em sólidos 
adsorventes, realizando-se duas 
estratégias complementares de 
amostragem. 
Ativa: consiste na sucção do ar para 
dentro dos tubos através de bombas 
portáteis, movidas à bateria conforme a 
Figura 2(a). 
 
Passiva: também denominada 
difusiva, trata-se da exposição do tubo, 
vide Figura 2(b), permitindo que os 
compostos sejam adsorvidos por difusão, 
motivada pela diferença de concentração 
entre o ambiente e a superfície do 
material adsorvente. 
 
 
Figura 2: (a) Amostragem ativa 
(b) Amostragem passiva 
 
A Tabela 1 mostra vantagens e 
desvantagens da amostragem passiva 
quando comparada à ativa. 
 
Tabela 1: Características da amostragem 
passiva 
Vantagens Desvantagens 
Requer mínima operação 
São úteis apenas para 
longos períodos de 
exposição 
Não ocorrência de 
vazamento ou obstrução em 
linhas de transferência 
durante a coleta 
Concentração média 
ponderada no tempo, 
enquanto o ativo fornece a 
instantânea 
Melhor solução custo-
eficiência para medidas 
Taxa de amostragem varia 
com o tempo 
A amostragem não necessita 
de energia 
Requer calibração para cada 
composto 
 
O uso de amostradores difusivos, 
apesar de inúmeras vantagens, não é 
amplamente difundido, devido a grande 
dificuldade em se obter as taxas de 
amostragem ( “uptake rate”, do inglês). 
 
Condicionamento / Limpeza dos tubos 
Utilizou-se tubos de adsorção da 
Perkin Elmer empacotados com resina 
Tenax TA, condicionados por um 
dessorvedor térmico automático Perkin 
Elmer (modelo ATD 400). As condições 
(a) (b) 
 VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 3/6 
 
empregadas são mostradas na Tabela 2. 
 
Tabela 2: Parâmetros para 
condicionamento 
Temperatura de forno 330°C 
Tempo de dessorção 60 min 
Fluxo de dessorção 90-100 mL.min-1 
 
Amostragem 
O local escolhido para coleta foi 
situado no centro de Campinas, junto à 
estação de monitoramento da qualidade 
do ar da CETESB. 
Na amostragem ativa, o tubo era 
exposto durante uma hora (8:30-9:30h) 
mediante bombeamento a uma vazão na 
faixa de 60 a 80 mL.min-1. Este 
procedimento era realizado a cada 14 
dias. 
Na coleta passiva dois tubos eram 
mantidos no local de amostragem por 14 
dias consecutivos. 
Efetuou-se, nos dias de coleta, 
“brancos de campo”. Neste procedimento, 
um tubo era levado ao local de 
amostragem, aberto e fechado 
imediatamente. 
 
Análise 
As análises foram feitas em um 
cromatógrafo gasoso (com FID), modelo 
Perkin-Elmer Autosystem XL, utilizando 
coluna capilar CIOLA 1 (fase estacionária 
constituída de polidimetilsiloxano e 
dimensões 60m x 0,25mm x 0,2µm). 
Através do dessorvedor térmico, os 
compostos presentes nas amostras foram 
injetados automaticamente no sistema de 
análise por aquecimento controlado e 
injeção de gás de arraste (gás Hélio). A 
Tabela 3 apresenta os parâmetros 
utilizados na análise. 
 
Tabela 3: Parâmetros para análise 
Condições no 
Dessorvedor Térmico 
Programação de 
temperatura no 
cromatógrafo 
Condições no 
Detector 
Temp. de forno: 300°C 
Tempo de dessorção: 
30 min 
Fluxo de dessorção: 
60 mL.min-1 
 
35 por 10 min; 
35 -100ºC (5ºC.min-1); 
100ºC por 7 min. 
Fluxo H2: 
45 mL.min-1 
Fluxo ar sintético: 
420 mL.min-1 
Temp.: 250ºC 
 
Com as massas obtidas através da 
análise cromatográfica foi possível 
calcular as concentrações de cada 
amostra coletada. 
Para a amostragem ativa, obteve-se 
o volume total de ar coletado através de 
integração polinomial (vazão de ar x 
tempo). A concentração de cada COV, foi 
calculada pela seguinte equação: 
 
( )
V
mmC BiAii
−
= (1) 
 
Para a amostragem passiva, foram 
calculadas as médias de cada período, 
uma vez que as amostragens foram 
realizadas em duplicatas. 
Na amostragem passiva, as 
concentrações médias do período foram 
obtidas por meio de uma correlação a 
partir das massas coletadas. Utilizaram-se 
as taxas de amostragem obtidas numa 
campanha de validação de passivos para 
atmosferas urbanas. Istofoi realizado, em 
setembro de 2004, através da 
amostragem ativa paralela à passiva, 
exposta por 12 dias, na Estação Pinheiros 
de Monitoramento da Qualidade do Ar 
(CETESB) na cidade de São Paulo. 
Assim, calculou-se as concentrações 
em cada período de coleta pela equação 
a seguir: 
 
( )
ti
BiPi
i Ut
mmC
⋅
−
= (2) 
 
 ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
Foram analisados 22 compostos e, 
através da Figura 3, observa-se que para 
a coleta ativa, os COVs de maior 
concentração foram: tolueno, m,p-xileno, 
n-hexano, metilciclopentano, benzeno, n-
heptano e n-nonano, enquanto, na 
passiva, destacaram-se tolueno, m,p-
xileno, n-nonano, n-hexano, estireno, 
etilbenzeno e metilciclopentano. Em geral, 
as concentrações obtidas por cada 
técnica de coleta foram estatisticamente 
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iguais. No entanto, para a maioria dos 
compostos, as concentrações médias 
obtidas na amostragem ativa foram as 
mais altas, uma vez que esta foi realizada 
em um horário no qual o fluxo de veículos 
é intenso enquanto a amostragem passiva 
abrangeu também momentos de menor 
tráfego. 
1,7
3,0
2,7
0,9
1,9
1,8
0,8 0,7
2,0
0,8
7,3
1,5
0,5
2,9
5,4
3,3
3,0
2,2
0,2
0,8
2,2
0,5
6,0
3,4
4,7 4,5
2,7
1,7
1,5 1,6
3,8
1,6
7,2
2,3
0,3
3,5
6,9
1,1
2,1
3,8
3,4
1,2
1,0
0,2
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
3-
me
tilp
en
tan
o
n-
he
xa
no
me
tilc
icl
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tan
o
be
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en
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cic
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2-
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3-
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2,2
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m,
p-
xil
en
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TM
B
1,2
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B
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C
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nt
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o 
( μ
g/
m
³)
Passivo Ativo
 
Figura 3: Concentrações médias para cada tipo de amostragem 
 
A Figura 4 expõe as variações das 
concentrações médias obtidas na 
amostragem ativa com as estações do 
ano. 
 
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
3-
me
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pe
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o
n-
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no
m
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B
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o 
( μ
g/
m
³)
Primavera Verão Outono
 
Figura 4: Concentrações em cada estação do ano na amostragem ativa 
 
Observa-se para todas as estações 
consideradas (primavera, verão e outono), 
as concentrações médias foram 
estatisticamente semelhantes, embora na 
primavera tenham sido encontrados 
valores maiores. 
Esperava-se que isso acontecesse 
no outono, uma vez que nesta estação as 
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condições de dispersão são menos 
favoráveis à diminuição da concentração 
de COVs que as demais. Tais condições 
incluem menores temperaturas, baixa 
velocidade de ventos e menor incidência 
de radiação solar. 
Para a coleta passiva, a Figura 5 
revela valores encontrados ainda mais 
próximos, sendo o outono a estação que 
apresentou médias mais altas. Acredita-se 
que o fato das concentrações não terem 
variações significativas com as estações 
está relacionado à proximidade do local 
de coleta às fontes de emissões. 
 
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
3-
me
til
pe
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o
n-
he
xa
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cu
me
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1,3
,5-
TM
B
1,2
,4-
TM
B
n-
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ca
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C
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o 
(μ
g/
m
³)
Primavera Verão Outono
 
Figura 5: Concentrações em cada estação do ano na amostragem passiva 
 
A fim de caracterizar as possíveis 
fontes de emissão, foram construídos 
gráficos (Figuras 6 e 7) dos compostos 
dois a dois, calculadas as equações das 
retas que descrevem a correlação entre 
estes com seus respectivos coeficientes 
de regressão linear. 
 
y = 0,9667x + 0,5596
R2 = 0,9876
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
Concentração de m,p-xileno (μg/m³)
C
on
ce
nt
ra
çã
o 
de
 to
lu
en
o 
( μ
g/
m
³)
y = 0,8295x + 2,4688
R2 = 0,673
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
Concentração de m,p-xileno (μg/m³)
C
on
ce
nt
ra
çã
o 
de
 to
lu
en
o 
( μ
g/
m
³)
Figura 6: Concentração de tolueno em 
função da concentração de m,p-xileno na 
coleta ativa 
Figura 7: Concentração de tolueno em 
função da concentração de m,p-xileno na 
coleta passiva. 
 
 
 
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Através da Figura 6, observa-se 
coeficientes de regressão linear maiores 
do que 0,75, ou seja, R² próximo de 1, 
indicando que possivelmente a presença 
destes compostos na atmosfera estudada 
é proveniente de uma mesma fonte de 
emissão. Neste caso, acredita-se que 
seja a frota veicular, visto que estes 
compostos analisados são comumente 
encontrados dentre os poluentes 
originados na queima de combustíveis 
veiculares. 
Para a amostragem passiva, os 
coeficientes de regressão linear, 
apresentados na Figura 7, foram 
menores, devido ao período de 
amostragem ser relativamente longo, 
sendo então as concentrações 
influenciadas pelas reações fotoquímicas 
e demais processos de remoção 
atmosféricos, onde cada COV é 
influenciado de forma diferente. 
 
CONCLUSÃO 
 
O presente estudo contribuiu 
fornecendo concentrações de COVs na 
atmosfera urbana de Campinas, sendo 
este o primeiro estudo neste local. 
A amostragem ativa sugere a frota 
veicular como a fonte mais significativa 
na atmosfera estudada durante o horário 
de coleta, visto que correlações com R²> 
0,75 foram obtidas entre as 
concentrações de COVs presentes na 
exaustão veicular. 
Confirmou-se que o método de 
amostragem passiva possui diversas 
vantagens para este tipo de estudo, tais 
como a mínima necessidade de operação 
e de energia. 
 
NOMENCLATURA 
 
Ci : concentração de cada composto i em 
μg.m-³ 
GC/FID: cromatógrafo gasoso com 
detector de ionização em chama 
mAi : massa adsorvida na amostragem 
ativa em ng 
mBi : massa obtida no branco de campo 
em ng 
mPi : massa adsorvida na amostragem 
passiva em ng 
t : tempo de amostragem em min 
Uti : taxa de amostragem de cada 
composto i em ng.[(μg.m-³) (min)]-1 
V : volume de ar amostrado em L 
 
REFERÊNCIAS 
 
CETESB – Companhia de Tecnologia de 
Saneamento Ambiental. Relatório de 
qualidade do ar no Estado de São 
Paulo - 2004. Acessado em 01 de 
julho de 2005. Disponível na Internet: 
http://www.cetesb.sp.gov.br. 
CRUMP, D. R. “Volatile Organic 
Compounds in Indoor Air”, pp. 109-
124; in: Hester, R. E. & Harrison, R. 
M. “Volatile Organic Compounds in 
the Atmosphere”, Issues in Environ. 
Sci. &Technol. v. 4, Royal Society of 
Chemistry, UK, 1995; 
DERWENT, R. G.; “Sources, 
Distributions, and Fates of VOCs in 
the Atmosphere”, pp. 1-15; in: Hester, 
R. E. & Harrison, R. M. “Volatile 
Organic Compounds in the 
Atmosphere”, Issues in Environ. Sci. 
&Technol. v. 4, Royal Society of 
Chemistry, UK, 1995; 
JENKIN, M. E. e CLEMITSHAW, K. C. 
(2000), “Ozone and other secondary 
photochemical pollutants: chemical 
processes governing their formation 
in the planetary boundary layer”. 
Atm. Environ., 34, p. 2499-2527. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Os autores agradecem ao 
PIBIC/CNPq pelo apoio financeiro e à 
CETESB por disponibilizar suas 
instalações para a realização das 
amostragens.