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2. Estudo da poluição do ar na envolvente de um túnel rodoviário
- Author
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Oliveira, Daniela Maria Costa Santos and Tchepel, Oxana Anatolievna
- Subjects
Poluição do Ar ,Road Traffic ,Air Pollution ,Dispersion Model ,Modelo de Dispersão ,Road Tunnel ,Túnel Rodoviário ,Tráfego Rodoviário - Abstract
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia O setor dos transportes é uma das principais fontes de poluição em áreas urbanas. Assim, é essencial determinar quais os locais mais suscetíveis a elevadas concentrações de poluentes provenientes do tráfego rodoviário de modo a que, com recurso a ferramentas de modelação, possa ser avaliada a qualidade do ar. Neste sentido, os túneis rodoviários podem levar a elevados níveis de concentrações de poluentes nas imediações dos portais de saída, sendo a modelação aplicada a estas infraestruturas uma ferramenta útil para determinar as concentrações que deles advêm para o ambiente exterior. Esta dissertação teve como principal objetivo a definição e implementação de uma metodologia para avaliação dos níveis de poluição resultantes de um túnel rodoviário para a sua envolvente exterior. Para atingir o objetivo definido foi utilizado o modelo de dispersão Gaussiano ADMS-Roads que requer como dados de entrada emissões, dados meteorológicos, concentrações de fundo e a caracterização física do túnel e do edificado. Os dados necessários para a quantificação de emissões (NO2, PM2.5 e PM10) e para validação do modelo de Qualidade do Ar foram obtidos através da implementação de uma campanha experimental, procedendo-se à contagem manual de veículos e a medições de PM efetuadas pelo equipamento GRIMM. As emissões foram quantificadas segundo Modelos de Velocidade Média. Após o processo de modelação, as concentrações obtidas foram analisadas espacialmente com recurso a ferramentas SIG, tendo sido comparadas e validadas com as concentrações registadas pelo equipamento GRIMM e numa Estação Urbana de Tráfego da rede nacional de monitorização de Qualidade do Ar.A metodologia foi implementada num túnel rodoviário situado na Avenida João XXI, em Lisboa, nos dias 7 e 8 de outubro de 2019. A contribuição local do tráfego rodoviário atingiu uma concentração máxima horária de NO2 de 11,6 µg/m3 e uma concentração média diária de PM10 de 1,8 µg/m3, contribuindo o túnel rodoviário somente com um máximo de 2,3 µg/m3 e 0,5 µg/m3, respetivamente. Os valores-limite estabelecidos pela legislação nacional em vigor são cumpridos para os poluentes analisados. Os indicadores estatísticos analisados neste estudo demonstraram um bom desempenho do modelo ADMS-Roads, relativamente às concentrações registadas na Estação Urbana de Tráfego de Entrecampos. Contrariamente, um maior período de medições pelo equipamento GRIMM seria necessário para uma comparação e validação adequadas dos resultados do modelo. The transport sector is one of the major sources of air pollution in urban areas. Thus, it is essential to determine what areas are most susceptible to high concentrations of pollutants related with road traffic so that, using modeling tools, air quality can be assessed. In this context, road tunnels can lead to high levels of pollutant concentrations in the vicinity of the exit portals, with modeling applied to these infrastructures being a useful tool to determine the concentrations that result from them to the outside environment.The main objective of this work was the definition and implementation of a methodology for assessing air quality in the surrounding area of a road tunnel, in order to analyze its contribution to air pollution in the study area. To achieve this main goal, it was used the Gaussian dispersion model ADMS-Roads, which requires the entry of input data, such as emissions, meteorological data, background concentrations and physical characterization of the road tunnel and street canyon. In addition, specific data related to the characteristics of were also considered. The necessary data for the quantification of emissions (NO2, PM2.5 and PM10) and for the validation of the Air Quality model were obtained through the implementation of an experimental campaign, proceeding to manual counting of vehicles and PM measurements made by GRIMM equipment. The emissions were quantified according to Average Speed Models. After the modeling process, the concentrations obtained were analyzed spatially, using GIS tools, and compared and validated with the concentration recorded by GRIMM and at Urban Traffic Station from the national air quality monitoring network.The methodology was implemented in a road tunnel located on João XXI Avenue, in Lisbon, from October 7th to 8th of 2019. The local contribution of road traffic reached a maximum NO2 concentration of 11,6 µg/m3 hourly and a daily average PM10 concentration of 1,8 µg/m3, with the road tunnel contributing only with a maximum of 2,3 µg/m3 and 0,5 µg/m3, respectively. The limit values established by the national legislation currently in force are met for the pollutants analyzed. The statistical indicators analyzed in this study have demonstrated a good performance of the model ADMS-Roads, in relation to the concentrations recorded at Entrecampos Urban Traffic Station. Conversely, a longer period of measurements by GRIMM equipment would be necessary for an adequate comparison and validation of the model results.
- Published
- 2020
3. Caracterização da matéria particulada em ambiente urbano
- Author
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Martins, Mariana Guilherme and Tchepel, Oxana Anatolievna
- Subjects
measurement of atmospheric particles ,medição de partículas atmosféricas ,air pollution ,size distribution ,GRIMM ,distribuição por tamanho ,poluição do ar - Abstract
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia Nas últimas décadas, as partículas atmosféricas têm sido alvo de diversos estudos, sendo consideradas como um dos principais poluentes com efeitos nocivos na saúde. A matéria particulada pode ser emitida através de fontes naturais e antropogénicas, o que influencia propriedades como a composição química e o tamanho das partículas. Os impactes provocados na saúde humana, nos materiais e no meio ambiente variam consoante as características das partículas e a concentração de partículas presentes na atmosfera.O principal objetivo da presente dissertação, consiste na caracterização de partículas atmosféricas, em termos de distribuição por tamanho, concentração mássica e numérica, em ambiente urbano, influenciado diretamente por tráfego rodoviário. Para atingir este objetivo foi implementada uma campanha experimental de medição de partículas atmosféricas durante uma semana do mês de maio de 2019, utilizando um espectrómetro de aerossol portátil, GRIMM. Com o intuito de caracterizar a matéria particulada num ambiente urbano selecionou-se um local de medição, com influência direta de tráfego rodoviário, dentro de uma área classificada pela UNESCO como Património Mundial da Humanidade. Adicionalmente, realizou-se um levantamento de informação no mesmo local, num dos dias de campanha, para caracterizar a variação temporal e composição do tráfego rodoviário com o intuito de ajudar na interpretação dos dados obtidos na medição.Os dados adquiridos com o espectrómetro de aerossol portátil permitiram obter a distribuição por tamanho das partículas atmosféricas, na gama entre 0,25 – 32 µm, em termos de número (partículas/l), massa (µg/m3) e área de superfície (mm2/l), e obter a concentração mássica de PM10, PM2.5 e PM1. Os dados obtidos permitiram realizar uma análise temporal e uma análise estatística e foram comparados com valores medidos nas estações de monitorização de qualidade do ar de Coimbra.Com os dados adquiridos na campanha, verificou-se que a distribuição por tamanho é multimodal e que a concentração numérica é principalmente influenciada por partículas com diâmetros menores, sendo que estas não têm grande impacte na concentração mássica, que, por sua vez, é maioritariamente influenciada por partículas de maior diâmetro. Concluiu-se que, apesar do local de medição ter influência direta do tráfego, as condições meteorológicas têm maior impacte na variação temporal das concentrações de partículas na atmosfera. Também se concluiu que, em nenhum dia da campanha de medição, foram excedidos o valor-limite estabelecido na legislação atual para PM10 e o valor recomendado pela OMS para PM2.5. In recent decades, atmospheric particles have been the subject of several studies, being considered as one of the main pollutants with harmful effects on health. Particulate matter can be emitted through natural and anthropogenic sources, which influences properties such as chemical composition and particle size. The impacts on health vary depending on the characteristics of the particles and the concentration of particles present in the atmosphere.The main objective of this work is to characterize atmospheric particles, in terms of size distribution, mass and numerical concentration, in an urban environment, directly influenced by road traffic. In order to achieve this goal, an experimental campaign to measure atmospheric particles was implemented during a week in May 2019, using a portable aerosol spectrometer, GRIMM. In order to characterize particulate matter in an urban environment, a measurement site was selected, with direct influence of road traffic, within an area classified by UNESCO as a World Heritage Site. Additionally, an information survey was carried out in the same location, on one of the campaign days, to characterize the temporal variation and composition of road traffic in order to help understand the data obtained with the measurement.The data acquired with the portable aerosol spectrometer allowed to obtain the number (particle/l), mass (µg/m3) and surface area (mm2/L) size distribution, in the range between 0,25 – 32 µm, as well as the mass concentration of PM10, PM2.5 and PM1. The obtained data allowed to perform a temporal analysis and a statistical analysis and were compared with values measured at the air quality monitoring stations of Coimbra.With the data acquired in the campaign, it was found that the distribution by size is multimodal. It was concluded that the numerical concentration is mainly influenced by particles with smaller diameters, which do not have a great impact on mass concentration, which is mainly influenced by particles of larger diameter. It was possible to conclude that, although the measurement location is directly influenced by road traffic, the meteorological conditions have a greater impact on the variation of atmospheric particle concentration. It was also concluded that, the limit value established in the current legislation for PM10 and the recommended value by WHO for PM2.5, were not exceeded during the measurement campaign.
- Published
- 2020
4. Caracterização da matéria particulada em ambiente urbano
- Author
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Martins, Mariana Guilherme and Tchepel, Oxana Anatolievna
- Subjects
measurement of atmospheric particles ,medição de partículas atmosféricas ,air pollution ,size distribution ,GRIMM ,distribuição por tamanho ,poluição do ar - Published
- 2020
5. Analysis of Pollutant Emissions through a Computational Transportation Program
- Author
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Nogueira, Tiago José Frazão, Zeferino, João António Duarte, and Tchepel, Oxana Anatolievna
- Subjects
Transplan+ ,Modelo dos quatro passos ,Four-step model ,Traffic allocation ,Metodologia de quantificação de emissões ,Atribuição de tráfego ,Emission quantification methodology - Abstract
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia No sector dos transportes, especificamente no transporte rodoviário, está patente uma considerável parcela de emissões de poluentes que afetam a qualidade do ar e contribuem para o efeito de estufa, continuando em crescimento num passado recente. Assim existe a necessidade de implementar um planeamento de transportes adequado que permita não só o crescimento económico de uma dada região, mas que também tenha em consideração os impactes negativos deste setor no ambiente.Esta dissertação teve como objetivo, efetuar a análise de emissões de poluentes através do programa computacional designado Transplan+, que tem por base o modelo dos quatro passos, em combinação com uma metodologia existente de quantificação de emissões. A metodologia referida foi utilizada para a formulação de um modelo conceptual a ser aplicado no Transplan+. O modelo foi aplicado a um fluxo de tráfego atribuído para uma rede hipotética de exemplo e posteriormente para uma rede de estudo de caso. O modelo dos quatro passos permite a determinação da quantidade, distribuição e repartição das viagens, bem como a atribuição dos volumes do tráfego na rede. Assim, primeiramente, focou-se no módulo de atribuição de tráfego, que permitiu obter várias simulações dos fluxos de tráfego através de diferentes métodos para uma rede de transportes de um exemplo hipotético. Após selecionado o método de atribuição mais adequado para esta dissertação, procedeu-se à seleção de uma metodologia de quantificação de emissões em função da velocidade média, e formulou-se um modelo de emissões com base nesta metodologia que foi aplicado ao programa computacional. Através do programa computacional Transplan+ atualizado, foi aplicado o modelo conceptual de emissões, onde foi posteriormente efetuada a análise dos resultados das emissões dos poluentes para a simulação de fluxo de tráfego considerada nas redes de exemplo e estudo de caso. Palavras-chave: Modelo dos quatro passos, atribuição de tráfego, Transplan+, metodologia de quantificação de emissões In the transport sector, specifically in road transport, there is a considerable share of emissions of pollutants that affect air quality and contribute to the greenhouse effect, continuing to grow in the recent past. There is therefore a need to implement adequate transport planning that not only allows the economic growth of a given region but also takes into account the negative impacts of this sector on the environment.The aim of this dissertation was to analyze the emission of pollutants through a computer program called Transplan +, based on the four-step model, in combination with an existing methodology for quantifying emissions. The mentioned methodology was used for the formulation of a conceptual model to be applied in Transplan +. The model was applied to a traffic flow assigned to a hypothetical example network and later to a case study network. The four-step model allows the determination of the quantity, distribution and distribution of travel, as well as the allocation of traffic volumes in the network. Firstly, it focused on the traffic allocation module, which allowed to obtain several simulations of the traffic flows through different methods for a transport network of a hypothetical example. After selecting the most appropriate assignment method for this dissertation, we proceeded to the selection of an emission quantification methodology as a function of the average speed, and an emission model was formulated based on this methodology that was applied to the computational program.Through the updated Transplan + software, the conceptual emission model was applied, where the analysis of pollutant emission results was performed for the traffic flow simulation considered in the sample network and for the case study network.Keywords: Four-step model, traffic allocation, Transplan +, emission quantification methodology
- Published
- 2018
6. Study of natural atmospheric aerosols in Portugal: integrated analysis using air quality modelling and satellite data
- Author
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Fernandes, Ana Patrícia da Silva, Tchepel, Oxana Anatolievna, Borrego, Carlos, and Wunderle, Stefan
- Subjects
Ciências e engenharia do ambiente ,Análise de dados ,Aerossóis atmosféricos ,Qualidade do ar - Portugal ,Aerossóis atmosféricos - Portugal ,Poeiras minerais ,Modelação de qualidade do ar ,Fusão de dados ,Dados de satélite - Abstract
Doutoramento em Ciências e Engenharia do Ambiente Ao longo dos últimos anos, a degradação da qualidade do ar tornou-se um grande problema em Portugal. A concentração elevada de partículas (PM), que excedem os valores limite diários legislados, é uma das principais preocupações no que se refere à gestão da qualidade do ar. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma metodologia consistente para melhorar a caracterização de aerossóis e avaliar a contribuição dos episódios de poeira mineral na poluição atmosférica em Portugal. Para atingir o objetivo, primeiro estudou-se a influência dos episódios de poeira mineral em Portugal. Posteriormente foi realizada a análise e a comparação dos resultados da modelação da qualidade do ar e das observações de satélite. Finalmente, implementou-se uma técnica de fusão de dados utilizando dados de modelação e de satélite com o objetivo de melhorar a quantificação dos aerossóis. A caracterização da distribuição espacial da poeira mineral sobre Portugal Continental foi realizada para o ano de 2011. É notória a influência dos episódios de poeira mineral em Portugal durante a primavera, nomeadamente nos meses de abril e maio. Assim, o período de estudo selecionado para realizar a comparação e integração dos resultados da modelação da qualidade do ar e das observações de satélite foi maio de 2011. Foram explorados dados de satélite obtidos pelo instrumento Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) com elevada resolução temporal e resultados da modelação da qualidade do ar do Comprehensive Air Quality Model (CAMx). Os dados foram avaliados em termos de espessura ótica dos aerossóis (AOD) a 550 nm e concentração de PM. A validação dos dados de modelação e de satélite em termos de AOD foi realizada com base nas observações de quatro estações AERONET (Aerossol Robotic Network) localizadas dentro do domínio de estudo. As concentrações de PM obtidas com o modelo foram validadas utilizando valores medidos nas estações de qualidade do ar. A metodologia desenvolvida neste estudo revela que a intercomparação e a integração das observações de satélite com os resultados da modelação da qualidade do ar contribui para uma melhor compreensão das discrepâncias apresentadas no padrão espacial de AOD e podem fornecer informação adicional à validação in-situ. A metodologia de fusão de dados proporcionou uma melhoria dos resultados da modelação de qualidade do ar no que diz respeito aos valores de AOD e aos valores de concentração de PM junto à superfície. Este estudo constitui um contributo científico inovador que pode ser relevante para uma futura e cuidada gestão da qualidade do ar, uma vez que promove uma melhoraria na quantificação dos aerossóis relevante para aplicações no âmbito da Diretiva da qualidade do ar. Over the last years, air quality degradation has become an important issue in Portugal. The high concentrations of particulate matter (PM), exceeding the daily limit values, are one of the main concerns for air quality management. The main objective of this work is to develop a consistent methodology to improve the characterization of aerosol concentrations and to evaluate the contribution of mineral dust for air pollution episodes in Portugal. In order to achieve the objective, firstly the influence of the African dust outbreaks over Portugal were studied. Subsequently, the study and comparison of the air quality modelling results and satellite observation were performed. Finally, we developed and applied a data fusion methodology using modelling and satellite data to improve the quantification of the atmospheric aerosol loading. The characterization of the spatial distribution of mineral dust over mainland Portugal was performed for the entire year of 2011. The influence of the African dust outbreaks over Portugal that is notorious during the spring period, namely in April and May. For this reason, May 2011 was selected as the study period to perform the comparison and integration of the air quality modelling results and satellite observation. Satellite data obtained by the Spinning Enhanced Visible and Infra-Red Imager (SEVIRI) instrument with high temporal resolution and air quality modelling results from the Comprehensive Air Quality Model (CAMx) were explored. The data were assessed in terms of aerosol optical depth (AOD) at 550 nm and PM concentrations. The validation of the AOD values obtained from air quality modelling and satellite observations was performed using observations from four Aerosol Robotic Network (AERONET) stations located within the study area. The PM concentrations were validated using measurements from air quality monitoring stations. The methodology developed in this study revealed that the intercomparison and the integration of satellite observations with air quality modelling contributes to a better understanding of the discrepancies presented in the spatial pattern of AOD and may provide valuable information to in-situ validation with ground-based observations. The data fusion methodology provides an improvement of the modelling results in terms of AOD data and PM concentrations near the surface. This study constitutes an innovative scientific support for forthcoming air quality management in order to improve the quantification of aerosols, relevant for policy applications in the framework of Air Quality Directives.
- Published
- 2018
7. Estudo de aerossóis atmosféricos naturais em Portugal: análise integrada usando modelação da qualidade do ar e dados de satélite
- Author
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Fernandes, Ana Patrícia da Silva, Tchepel, Oxana Anatolievna, Borrego, Carlos, and Wunderle, Stefan
- Subjects
Ciências e engenharia do ambiente ,Análise de dados ,Aerossóis atmosféricos ,Qualidade do ar - Portugal ,Aerossóis atmosféricos - Portugal ,Poeiras minerais ,Modelação de qualidade do ar ,Fusão de dados ,Dados de satélite - Abstract
Doutoramento em Ciências e Engenharia do Ambiente Submitted by Nuno Cruz (nuno@ua.pt) on 2018-06-15T11:42:52Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 5920047 bytes, checksum: 403e02ba7832b570e9e339ab366a6608 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-15T11:42:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 5920047 bytes, checksum: 403e02ba7832b570e9e339ab366a6608 (MD5) Previous issue date: 2018-05
- Published
- 2018
8. Contribuição das poeiras do deserto para o aerossol atmosférico em Cabo Verde e em Portugal
- Author
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Silva, Carla Maria Dos Santos Gama Da, Tchepel, Oxana Anatolievna, Pio, Casimiro, and Baldasano, José María
- Subjects
Portugal [Qualidade do ar] ,Análise do ar ,Poeiras do deserto ,PM10 ,Ciências e engenharia do ambiente ,Qualidade do ar ,Portugal ,Aerossóis atmosféricos ,Aerossol atmosférico ,Cabo Verde ,PM2.5 ,Poeira: Portugal [Desertos] ,Modelos de poeiras do deserto - Abstract
Doutoramento em Ciências e engenharia do ambiente Submitted by Nuno Cruz (nuno@ua.pt) on 2018-05-28T11:59:58Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 65707606 bytes, checksum: 0c92e1d1233b5fd51d1735583af35d22 (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-28T11:59:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 65707606 bytes, checksum: 0c92e1d1233b5fd51d1735583af35d22 (MD5) Previous issue date: 2018-03
- Published
- 2018
9. Desert dust contribution to the atmospheric aerosol in Cape Verde and in Portugal
- Author
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Silva, Carla Maria dos Santos Gama da, Tchepel, Oxana Anatolievna, Pio, Casimiro, and Baldasano, José María
- Subjects
Portugal [Qualidade do ar] ,Análise do ar ,Poeiras do deserto ,PM10 ,Ciências e engenharia do ambiente ,Qualidade do ar ,Portugal ,Aerossóis atmosféricos ,Aerossol atmosférico ,Cabo Verde ,PM2.5 ,Poeira: Portugal [Desertos] ,Modelos de poeiras do deserto - Abstract
Doutoramento em Ciências e engenharia do ambiente Através de processos de erosão são introduzidas na atmosfera grandes quantidades de partículas com origem no solo e transportadas a longa distância, afetando a qualidade do ar e o balanço radiativo da Terra. Este estudo, que se desenvolve no âmbito da interação entre os sistemas terraatmosfera, tem como objetivo principal caracterizar o transporte de poeiras dos desertos de África, focando a análise em Cabo Verde e Portugal. Para atingir este objetivo, recorre-se à modelação de poeiras do deserto, conjugada com observações, incluindo concentrações distribuídas por tamanho de partículas e características óticas das poeiras. Ao longo da Tese, utilizam-se três sistemas de modelos: BSC-DREAM8b, NMMB/BSC-Dust e WRF-CHIMERE, considerando diferentes modelos de produção de poeiras do deserto. Para melhorar a modelação da distribuição por tamanhos das partículas, é implementada e testada uma nova parametrização nas emissões, conduzindo a uma diminuição da fração fina e a um aumento da fração grosseira das emissões. Esta alteração tem impacte nas concentrações e parâmetros óticos modelados a jusante das emissões. Os ciclos temporais dos aerossóis são caracterizados neste trabalho, e são implementados e avaliados diferentes métodos para estimar a contribuição das poeiras do Sahara para os níveis regionais de matéria particulada. Durante o inverno, várias intrusões significativas de poeiras com origem no Noroeste de África influenciam as concentrações de matéria particulada à superfície em Cabo Verde. Durante o verão, as poeiras são transportadas a elevadas altitudes, dando origem a elevados valores de espessura ótica do aerossol. Em termos médios anuais, e de acordo com a metodologia aplicada, cerca de 42% da massa de PM10 observada em Cabo Verde está relacionada com o transporte das poeiras do deserto. Embora os episódios de poeiras do deserto sejam menos severos em Portugal, durante 2016, verificaram-se pelo menos duas situações de transporte de poeiras do deserto, que ocorreram em Fevereiro e em Outubro, responsáveis por excedências regionais ao valor limite diário definido para PM10 na Diretiva Quadro da Qualidade do Ar. Este estudo contribui para a caracterização dos processos e fontes responsáveis pela intrusão de poeiras minerais na atmosfera e apresenta novas abordagens e informação importante para transmitir aos agentes envolvidos em processos de tomada de decisão. Due to erosion processes, huge quantities of soil-derived particles are entrained into the atmosphere and transported away from the source, impacting air quality and affecting the Earth’s radiative budget. This Thesis addresses those land-atmosphere interactions, dealing with atmospheric mineral aerosol, with a main objective of improving the assessment of longrange transport of African dust focusing on Cape Verde and Portugal. To achieve the objective, dust modelling is employed and combined with observations, including size distributed particle concentrations and optical properties. Three different modelling systems are used, namely BSCDREAM8b, the NMMB/BSC-Dust model and WRF-CHIMERE, with distinct dust production models. In order to improve characterization of the dust size distribution at emission, a new parametrization is tested in this work, leading to a decrease in the emission fine fractions and an increase in the coarser ones, which has an impact in modelled downwind concentrations and optical parameters. Aerosol cycles are characterized and different methods to estimate the contribution of Saharan dust to regional PM levels are implemented and assessed. Significant dust intrusions from North West Africa severely affect Cape Verde PM surface concentrations during winter. In the summer dust is transported towards the region at higher altitudes, yielding high aerosol optical depths. On a yearly basis, and according to the methodology employed, roughly 42% of the PM10 mass observed in Cape Verde is associated with dust transported from North African deserts. Desert dust outbreaks are less severe in Portugal. Nevertheless, during 2016, at least two dust episodes, occurring in February and October, are responsible for regional exceedances of the PM10 daily limit value defined in the Air Quality Directive. This study intends to improve the scientific knowledge on processes and sources responsible for mineral dust loading into the atmosphere and to provide new means and valuable information for science-based decision making.
- Published
- 2018
10. Estudo do Impacte de uma Zona de Emissões Reduzidas em Coimbra
- Author
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Gomes, Ruben José Silva, Tchepel, Oxana Anatolievna, and Dias, Daniela
- Subjects
Coimbra ,Pollutants ,Qualidade do ar ,Air quality models ,Zonas de emissão reduzida ,Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil [Domínio/Área Científica] ,Poluentes ,Emission models ,Modelos de emissão ,Modelos de qualidade do ar ,Air quality ,Low emission zones ,Tráfego rodoviário ,Road traffic - Abstract
Dissertação de Mestrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. Apesar de ter melhorado a qualidade do ar em áreas urbanas nas últimas décadas, os níveis de poluição ainda continuam elevadas, causando impactos negativos na saúde humana. As emissões de poluentes do tráfego rodoviário são umas das principais razões pela degradação da qualidade do ar nas áreas urbanas. Assim, cada vez mais se tem implementado medidas com o objetivo de promover melhorias na qualidade do ar. O objetivo desta dissertação consistiu na avaliação do impacte na qualidade do ar esperado numa área urbana com a introdução de uma potencial Zona de Emissões. Para este estudo foi necessário recorrer a dois tipos de modelos. Inicialmente recorreu-se a um modelo de emissões, QTraffic, desenvolvido na Universidade de Coimbra, no qual permitiu estimar as emissões do tráfego rodoviário. Por último, utilizou-se um modelo de qualidade do ar, ADMS-Roads, para a caraterização da dispersão de poluentes. A metodologia foi aplicada à área urbana de Coimbra, mais propriamente à zona de proteção e ao património mundial. Com base nos resultados obtidos foi possível avaliar o impacte na qualidade do ar esperada com a introdução de uma Zona de Emissões Reduzidas. Constatou-se que haveria reduções nas emissões de PM10 (61%), NOx (42%) e NO2 (22%), servindo como um bom indicar na melhoria da qualidade do ar. Quanto aos resultados do modelo de qualidade do ar, ficou claro que seria de esperar melhorias na qualidade do ar com reduções máximas nas concentrações médias anuais de PM10 (1,23 μg/m3) e de NO2 (4,41 μg/m3) mas contudo, seria de esperar um impacte negativo no caso de O3. Este trabalho pretende contribuir para um melhor entendimento do impacte potencial na qualidade do ar com a aplicação de uma Zona de Emissões Reduzidas e avaliar qual seria o benefício caso uma medida deste tipo fosse aplicada à área urbana de Coimbra. Despite improving air quality in urban areas in recent decades, pollution levels still remain high, causing negative impacts on human health. The road traffic pollutants emissions are one of the main reasons for the degradation of air quality in urban areas. So, increasingly we have implemented measures in order to promote improvements in air quality. The objective of this work was the impact assessment on air quality expected in an urban area with the introduction of a potential Emission Zone. For this study it was necessary to use two types of models. Initially resorted to an emissions model, QTraffic, developed at the University of Coimbra, which allowed us to estimate emissions from road traffic. Finally, we used a model of quality of air, ADMS-Roads, enabling to characterize the dispersion of pollutants. The methodology was applied to the urban area of Coimbra, more specifically the protection zone and the world heritage. Based on the results it was possible to assess the impact on the quality of air expected with the introduction of a Reduced Emissions Zone. It was found that there would be reductions in emissions of PM10 (61%), NOx (42%) and NO2 (22%), serving as a state in improving air quality. As for the results of the air quality model, it became clear that expected maximum reductions in the annual average concentrations of PM10 (1.23 μg/m3) and NO2 (4.41 μg/m3) but however, would expect a negative impact in the case of O3. This work aims to contribute to a better understanding of the potential impact on air quality with the implementation of a Reduced Emissions Zone and evaluate what would be the benefit if such a measure were applied to the urban area of Coimbra.
- Published
- 2016
11. Modelação de poluentes atmosféricos em área urbana do concelho de Coimbra
- Author
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Pinto, Tiago Jorge Castro Santos, Tchepel, Oxana Anatolievna, and Dias, Daniela
- Subjects
qualidade do ar ,modelos de emissões ,pollutants ,tráfegop rodoviário ,urban areas ,áreas urbanas ,road traffic ,poluentes ,modelos de qualidade do ar ,emission models ,air quality ,air quality models - Abstract
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra As emissões de poluentes do tráfego rodoviário são uma das principais causas da degradação da qualidade do ar nas áreas urbanas. Assim, torna-se fundamental a caraterização da poluição atmosférica (origem, dispersão e composição) nas áreas urbanas, através da utilização de técnicas de modelação que se revelam importantes na caraterização da poluição, no cumprimento da legislação e na gestão da qualidade do ar. O principal objetivo no âmbito desta dissertação foi avaliar a qualidade do ar numa área urbana do concelho de Coimbra, através da aplicação de um modelo de qualidade do ar Lagrangeano que é adotado pela Agência Federal Alemã do Ambiente, o AUSTAL2000. A utilização deste modelo prevê a introdução de dados de entrada, nomeadamente das emissões, meteorologia, topografia do terreno e edifícios. Para caraterização das emissões, elaborou-se uma campanha de contagens de tráfego, no dia 12 de Junho de 2014, para possibilitar uma estimativa dos volumes de tráfego na zona de estudo. Os volumes de tráfego estimados foram posteriormente utilizados no cálculo das emissões através do modelo de emissões TREM. Os dados meteorológicos foram fornecidos pelo Observatório Geofísico e Astronómico da Universidade de Coimbra para o dia das contagens, enquanto a topografia do terreno e os edifícios foram introduzidos no modelo com recurso a ferramentas SIG. Por fim, após a obtenção dos resultados foi possível analisá-los espacialmente e compará-los com os valores medidos na estação de qualidade do ar da Avenida Fernão de Magalhães. Os valores máximos de concentração, obtidos pelo modelo na zona de estudo, de NO2 e PM10 foram 87 e 31 μg/m³. Os resultados obtidos permitiram concluir que os resultados da modelação, assim como os dados medidos, horários para NO2 e diário para PM10 (34 μg/m³ e 41 μg/m³), cumpriram os valores limite (50 μg/m³ e 200 μg/m³, respetivamente) estabelecidos pela Diretiva 2008/50/CE. Por outro lado, os resultados da modelação apresentaram um bom desempenho, uma vez que, além de se observar uma boa concordância entre os valores medidos e os modelados, o tratamento estatístico dos dados revela uma boa correlação dos dados medidos e modelados, principalmente de PM10. Pollutant emissions from road traffic are a major cause of degradation of air quality in urban areas. Thus, the characterization of air pollution (source, dispersion and composition) in urban areas becomes essential, through the use of modelling techniques that prove important in the characterization of pollution, in compliance with legislation and the management of air quality. The main objective in the context of this dissertation was to evaluate the air quality in an urban area of the municipality of Coimbra, through the application of a Lagrangian air quality model that is adopted by the German Federal Environment Agency, the AUSTAL2000. The use of this model predicts the introduction of input data, including emissions, meteorology, topography and buildings. For characterization of emissions, we prepared a campaign of traffic counts, on June 12, 2014, to allow an estimate of traffic volumes in the referred area. The estimated traffic volumes were then used to calculate emissions through the TREM emissions model. The meteorological data was provided by the Geophysical and Astronomical Observatory of the University of Coimbra for the campaign day, while the topography of the land and buildings was introduced in the model using GIS tools. Finally, after obtaining the results it was possible to analyse them spatially and compare them with the values measured in the air quality station of Fernão de Magalhães Avenue. The maximum concentration values, obtained by the model in the stated area, of NO2 and PM10 were 87 and 31 μg/m³. The results showed that the modelling results, as well as the measured data, hourly for NO2 and daily for PM10 (34 μg/m³ and 41 μg/m³), met the limit values (50 μg/m³ and 200 μg/m³, respectively) established by the Directive 2008/50/CE. Moreover, the results of the modelling showed good performance, since, in addition to observe some agreement between the measured and modelled values, statistical processing of the data revealed a good correlation of the measured and modelled data, especially PM10
- Published
- 2014
12. Quantificação de custos externos ambientais no sector dos transportes rodoviários: Aplicação a veículos pesados de mercadorias
- Author
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Silva, Ana Margarida Casimiro da, Tchepel, Oxana Anatolievna, and Pitera, Kelly Ann
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external costs ,road transport sector emissions ,custos externos ,air pollution ,emissões do transporte rodoviário ,veículos pesados de mercadorias ,heavy goods vehicles ,poluição do ar - Abstract
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra A fim de implementar um sistema de transporte mais sustentável e justo, que é um elementochave da política comum de transportes, os custos associados às externalidades do sector dos transportes, p.e. poluição atmosférica, devem ser internalizados na economia. Para tal é fundamental que os custos externos sejam estimados. O objetivo desta dissertação de mestrado é estimar os custos externos da poluição atmosférica do sector dos transportes rodoviários, com foco em veículos pesados de mercadorias, sendo ainda necessário para este fim estimar as emissões associadas à poluição atmosférica. Com base em abordagens atualmente disponíveis, selecionadas a partir de uma revisão da literatura, a metodologia proposta na Diretiva Eurovinheta foi utilizada para quantificar os custos externos da poluição do ar e a metodologia ARTEMIS foi utilizada para quantificar os fatores de emissão de NOx e PM. Aplicaram-se estas metodologias a uma área de estudo, no Distrito de Coimbra, utilizando informações sobre velocidade média de circulação, inclinação de estrada, contagens de tráfego, composição da frota e distâncias percorridas. Os resultados obtidos neste trabalho fornecem informações quantitativas sobre os custos externos do transporte rodoviário, relevantes no quadro da legislação europeia no que concerne os impactes da poluição do ar e transportes sustentáveis, podendo ser úteis no processo de decisão a nível local. Os valores de custos externos obtidos variam entre 0.5 a 14 cent.km-1 por veículo, dependendo principalmente do peso, tecnologia (classe de emissão) e tipo de veículo (Articulado ou Rígido). O custo total da poluição atmosférica na área de estudo seria cerca de quatro milhões de euros por ano, tendo em conta os dados de tráfego de 2012, para a área de estudo. In order to implement a more sustainable and fair transport system, which is a key-element of the common transport policy, the costs associated with the externalities of the transport sector, p.e. atmospheric pollution, must be internalized into the economy. In order to do so, it is fulcral that the external costs be estimated. The purpose of this Master thesis is to estimate the external costs of air pollution and emissions related derived from the road transport sector, focusing on Heavy Goods Vehicles. To this end, it is necessary to estimate the emissions associated with atmospheric pollution. Based on currently available approaches, selected from a literature review, the methodology proposed in the Eurovignette Directive was used to quantify the external costs of air pollution, and the ARTEMIS methodology was used to quantify the emission factors of NOx and PM. These methodologies were applied to a selected study area, in the district of Coimbra, by using data on the average velocity of circulation, road slope, traffic count, vehicle pool composition and travelled distance. The results obtained in this paper provide quantitative information on the external costs of road transport relevant in the framework of European legislation in what concerns air pollution impacts and sustainable transport, being potentially useful in the decision process on a national level. The obtained external costs values vary between 0.5 to 14 cent.km-1 per vehicle, depending mainly on the vehicle weight, technology (emission class) and vehicle type (articulated or rigid). The total cost of atmospheric pollution in the study area would be around four million of euros per year, when taking in account traffic data for the year of 2012, in respect to this study area
- Published
- 2014
13. Avaliação do ozono troposférico em Portugal
- Author
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Gonçalves, Fátima Maria Almeida, Monteiro, Maria Alexandra Castelo Sobral, and Tchepel, Oxana Anatolievna
- Subjects
Engenharia do ambiente ,Monitorização do ambiente - Portugal ,Camada de ozono - Abstract
Mestrado em Engenharia do Ambiente O ozono, poluente secundário é formado a partir dos poluentes libertados como o NOx e COV’s. À superfície, o ozono troposférico apresenta diversos problemas, nomeadamente, para a saúde, para a vegetação, interferindo também nas alterações climáticas. Assim existe uma necessidade de avaliar os seus níveis regularmente e verificar quais as zonas mais críticas. Com este trabalho pretende-se avaliar as concentrações de ozono troposférico em Portugal Continental, combinando duas abordagens, monitorização in situ e dados de satélite. O período de tempo com dados disponíveis nas duas abordagens e selecionado para este estudo, compreendeu os anos 2005-2010. As estações de monitorização em estudo foram escolhidas tendo em conta o, tipo de influência e de ambiente e a eficiência de coleta para o período de estudo, resultando num total de 20 estações selecionadas e distribuídas por todo Portugal Continental. Relativamente aos dados de deteção remota, para a recolha de dados de ozono troposférico foi utilizado o satélite Aura, que leva a bordo os instrumentos de medição OMI, MLS, TES e HIRLDS. Os três primeiros instrumentos foram utilizados neste trabalho para analisar a coluna vertical do ozono troposférico. O Aura foi o selecionado visto que era o que apresentava dados para o período de tempo requerido e uma melhor resolução espacial. A análise dos dados das estações permitiu concluir que a estação de L. Olo apresentava sempre as concentrações de ozono mais elevadas, apesar de se encontrar numa zona rural, afastada de fontes emissoras. Os dados de satélite fornecem informação adicional, como é o caso de variação espacial, no entanto encontram-se sujeitos a algumas limitações devido ao facto de apenas fornecerem valores uma vez por dia e da medição ser feita em coluna e não à superfície, podendo por vezes impedir a obtenção de resultados mais assertivos comparativamente com as estações. Numa análise entre as duas abordagens na maioria dos casos os dados de satélites apresentam concentrações mais elevadas. Ozone a secondary pollutant, is formed from pollutants such as NOx and VOC’s. At the surface, tropospheric ozone has several problems, in particular to health, vegetation, also interfering in climate change. Thus there is a need to control their levels regularly and check which areas most are critical. This study aims to assess the levels of tropospheric ozone in Portugal, combining two approaches, monitoring in situ and remote sensing data, making further analysis between the two approaches in order to verify whether there is any relationship between the two. The study monitoring stations were chosen staking in account the type of influence, type of environment and collection efficiency for period of the study, resulting in a total of 20 stations distributed throughout Portugal Continental. Relatively to sensing remote data, to the collection of tropospheric ozone data, the satellite used was the Aura, that take on board measuring instruments like OMI, MLS, TES and HIRLDS. The first three instruments were used in this study to calculate the concentrations of tropospheric ozone. Aura was selected since it was presented data for the required period of time and showed a better spatial resolution. Analysis of the data from stations concluded that the station L. Olo always had higher concentrations of ozone, despite being in a rural area, away from pollution sources. The satellite data provide something that stations can not, as is the case at concentrations in space, but are subject to certain limitations due to the fact that only provide values once per day, and measurement is performed in the column and not at surface, sometimes prevent getting results more assertive in comparation to stations. An analysis of the two approaches in most cases satellites data show higher values.
- Published
- 2013
14. Caraterização da qualidade do ar recorrendo a dados de satélite
- Author
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Verde, Ana Carina da Silva, Tchepel, Oxana Anatolievna, and Ferreira, Joana Cardoso
- Subjects
Engenharia do ambiente ,Detecção remota ,Dióxido de azoto ,Qualidade do ar ,Deteção remota ,OMI ,Dióxido de nitrogénio - Abstract
Mestrado em Engenharia do Ambiente O presente trabalho tem como principal objetivo efetuar o estudo sobre a variação da composição da baixa troposfera recorrendo a dados de satélite. O trabalho desenvolvido incidiu sobre Portugal Continental e analisou, durante o ano de 2009, o dióxido de azoto (NO2) sobre uma perspetiva espacial, que envolveu a análise de dados recolhidos a partir do Ozone Monitoring Instrument (OMI) a bordo do satélite AURA, e dados de concentrações de NO2 obtidos nas estações de monitorização da qualidade do ar, rurais de fundo, da rede de monitorização nacional. A metodologia utilizada compreendeu a análise do perfil diário do poluente, a verificação do cumprimento da legislação legal em vigor (Decreto-Lei n.º 102/2010) e a obtenção de uma reta de regressão linear que além de permitir analisar a correlação entre os valores, permitiu estimar concentrações de NO2 à superfície com base em dados de satélite, obter a distribuição espacial dessas concentrações e avaliar a aplicabilidade do modelo de regressão linear na estimativa de concentrações de NO2 à superfície. O estudo permitiu concluir que durante o período de análise não se verificaram excedências em nenhuma das estações de monitorização selecionadas. Os valores de correlação obtidos através da análise das séries temporais são baixos e o valor do coeficiente de correlação obtido através da reta de regressão linear que resulta da análise integrada dos valores médios mensais obtidos através dos dados de satélite e das estações de monitorização assume o valor de R = 0,57. O estudo permitiu ainda inferir sobre a sazonalidade e variabilidade das médias mensais estimadas, O padrão resultante desta estimativa é o esperado para o poluente atmosférico em questão, apontando os valores mais elevados de concentração para os meses de Novembro, Dezembro e Janeiro que refletem a maior variabilidade do NO2 nos meses de Inverno. A utilização de dados de satélite e da metodologia desenvolvida, no âmbito deste trabalho, permitiu obter informação importante sobre a variação espacial das concentrações de NO2 em Portugal Continental para um ano de estudo, analisar a variação espacial e validar a metodologia com os dados medidos nas estações de monitorização da qualidade do ar. As diferenças encontradas correspondem em média a 53% tendo em conta a concentração média mensal. Os dados de satélite, apesar das várias limitações encontradas, revelaram-se cruciais para o desenvolvimento do trabalho e é efetivamente possível concluir que é viável a comparação entre os dados obtidos pelo satélite e os valores de concentração obtidos pelas estações de monitorização da qualidade do ar. This work has as main goal to make the study on the variation of the composition of the lower troposphere using satellite data. The work was focused on Portugal (mainland) and analyzed during the year 2009 the nitrogen dioxide (NO2) over a spatial perspective, which involved the analysis of data collected from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) aboard the Aura satellite, and land by obtaining concentrations of NO2 through the monitoring stations of air quality, rural background and of the national monitoring network. The methodology included the analysis of the daily profile of the pollutant, the verification of compliance with statutory legislation in force (Decree-Law nr. 102/2010) and obtain a linear regression that not only allows to analyze the correlation between the values but also allows to estimate NO2 concentrations at the surface based on satellite data, to obtain the spatial distribution of these concentrations and evaluate the applicability of the linear regression model for estimating NO2 concentrations at the surface. The study concluded that during the period under review there were no exceedances in any of the monitoring stations selected. The correlation values obtained through the analysis of time series are low and the value of the correlation coefficient obtained by linear regression line that results from integrated analysis of monthly mean values obtained from satellite data and monitoring stations assumes the value of R = 0,57. The study allowed to infer the seasonality and variability of monthly averages estimated, the spatial pattern resulting from this estimate is the expected to the air pollutant in question, pointing to the higher values, pointing out the higher concentration values for the months of November, December and January that reflect the greater variability of NO2 in the winter months. The use of satellite data and methodology developed in this work yielded important information about the spatial variation of NO2 concentrations over Continental Portugal for a year of study, analyze the spatial and validate the methodology with the measured data in the stations monitoring the air quality. The differences correspond to an average of 53% taking into account the monthly average concentration. Satellite data, despite several limitations, proved crucial to the development of the work and is effectively possible to conclude that it is feasible to compare the data from the satellite and the concentration values obtained by the monitoring stations of air quality.
- Published
- 2013
15. Modelação das emissões atmosféricas associadas aos transportes no município de Leiria
- Author
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Silva, Rui Manuel Pedrosa da and Tchepel, Oxana Anatolievna
- Subjects
Engenharia do ambiente ,Transportes rodoviários ,Poluição do ar ,Emissão de poluentes ,Modelação atmosférica - Abstract
Mestrado em Engenharia do Ambiente As emissões provenientes dos transportes rodoviários representam actualmente uma das principais fontes emissoras de poluentes para atmosfera, traduzindo-se em consequências graves ao nível da degradação da qualidade do ar e na saúde pública. Nesse sentido torna-se fundamental determinar as emissões dos transportes rodoviários, à escala regional e local, servindo essa estimativa como suporte para decisões estratégicas que visem a redução dos impactes resultantes das emissões. Neste trabalho foram determinadas as emissões provenientes dos transportes rodoviários, na região correspondente ao Município de Leiria. Esta estimativa teve como base a utilização de factores de emissão estimados em função da velocidade média e utilizando para esse fim o modelo Transport Emission Model for Line Sources (TREM), em conjunto com dados de mobilidade, informação acerca da rede estradas da área de estudo e caracterização do parque automóvel com recurso a dados estatísticos. Os resultados obtidos permitiram verificar a forte contribuição da zona urbana da área de estudo para as emissões totais quantificadas, com taxas de emissão mais elevadas do que na restante parte do concelho. As principais vias de acesso à zona urbana são aquelas cujos volumes de tráfego são superiores e onde consequentemente são emitidas maiores quantidades de poluentes. Também foi utilizada uma simulação probabilística com base no método de Monte Carlo, com objectivo de quantificar as incertezas associadas às emissões calculadas, através da propagação da variabilidade e da incerteza existentes nos vários parâmetros de entrada no modelo emissões. Este cálculo permite conhecer a influência das incertezas associadas às emissões nas previsões relacionadas com a qualidade do ar, providenciando resultados mais completos para a sua introdução em modelos de dispersão atmosférica. ABSTRACT: Emissions from road transport are currently one of the major sources of atmospheric pollutants, having serious consequences in the degradation of air quality and public health. For this reason, quantification of the emissions from road transports become a crucial step, at local and regional scale, being used as support tool for strategic decisions that aim for the reduction emissions impacts. In this work, a methodology for the estimation of road transport emissions was applied in the region corresponding to Leiria Municipality area. This estimation was based on emission factors that are function of average speed using the Transport Emission Model for Line Sources (TREM), together with mobility data, information about the road network of the case study and vehicle fleet characterization using statistical data as a resource. The obtained results showed the important contribution of the urban area of the study domain for the total amount of the quantified emissions, with higher emission rates than the remainder of the municipality area. The main access routes to Leiria urban area are those where traffic volumes are higher and thus larger amounts of pollutants are emitted there. A probabilistic simulation based on Monte Carlo approach was used in order to quantify the uncertainty associated with the emission estimations, by propagation of the variability and uncertainty existing in the various input parameters of the emission model. This estimation allow knowing the influence of emission uncertainties on the predictions related with air quality, providing more complete results to be inserted into atmospheric dispersion models.
- Published
- 2009
16. Quantificação de emissões de mercúrio provenientes de fontes naturais
- Author
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Nunes, Bruno Luís Oliveira, Tchepel, Oxana Anatolievna, and Nunes, Teresa
- Subjects
Engenharia do ambiente ,Emissões atmosféricas ,Poluentes atmosféricos ,Mercúrio - Abstract
Mestrado em Engenharia do Ambiente O mercúrio (Hg) pode ser emitido para a atmosfera por fontes antropogénicas e naturais, sendo as últimas indicadas como umas das maiores contribuidoras deste para o saldo atmosférico. Os principais objectivos do presente trabalho consistem na implementação de uma metodologia para quantificação das emissões de mercúrio provenientes de fontes naturais (solo, água e vegetação) e aplicação desta a um caso de estudo com a finalidade de obter um inventário anual e avaliar a distribuição espacial e temporal das emissões. A metodologia utilizada permite calcular as emissões de mercúrio por fontes naturais em função de dados meteorológicos, temperaturas da água e do solo e concentrações de mercúrio existentes no solo e na água. Os fluxos de mercúrio provenientes de fontes naturais foram calculados para a área do distrito de Aveiro tendo sido analisadas a sua distribuição temporal e espacial bem como a contribuição das fontes naturais para o saldo atmosférico. Os resultados apresentam uma significativa diferença entre os valores obtidos para o compartimento aquático e os restantes, sendo que os valores obtidos para a coluna de água são mais elevados devido aos elevados níveis de mercúrio que existem nesta. Os fluxos de mercúrio provenientes da água para a atmosfera variam de 21.37 a 58.33 ng·m-2·h-1, já os fluxos provenientes do solo com vegetação, solo nu e vegetação, variam de 1.17 a 1.23 ng·m-2·h-1, 0.15 a 1.71 ng·m-2·h-1 e 0.60 a 3.83 ng·m-2·h-1 respectivamente. Temporalmente, à excepção das emissões provenientes da água, os fluxos são mais elevados no período de Abril a Outubro. No distrito de Aveiro a vegetação e a água são os compartimentos ambientais que mais contribuem para os fluxos totais de mercúrio para a atmosfera. A contribuição total das fontes naturais no distrito de Aveiro foi estimada em 106.34 kg no ano de 2006. ABSTRACT: Mercury can be emitted into the atmosphere from both anthropogenic and natural sources, being the latter as one of the largest contributors to the atmospheric balance. The main objectives of this paper are the implementation of a methodology to quantify mercury emissions from natural sources (soil, water and vegetation) and its application to a case study in order to obtain an annual inventory and evaluate the spatial and temporal distribution of emissions. The used methodology calculates mercury emissions from natural sources according to meteorological data, water and soil temperatures and concentration of mercury in the soil and water. Mercury emissions from natural sources were calculated for the area of the district of Aveiro. Their temporal and spacial distribution as well the contribution of natural sources for the Hg atmospheric balance was also analyzed. The results show a significant difference between the obtained values for the aquatic compartment and the others. The obtained results for the water column demonstrate higher values due to the high levels of mercury present in water. The mercury fluxes obtained from water to atmosphere vary between 21.37 to 58.33 ng·m-2·h-1 and the fluxes from the ground vegetation, bare soil and vegetation vary from 1.17 to 1.23 ng·m-2·h-1, 0.15 to 1.71 ng·m-2·h-1 and 0.60 to 3.83 ng·m-2·h-1 respectively. Temporally, with the exception of emissions from water, fluxes are higher from April to October. In the Aveiro district, vegetation and water are the ones that most contribute to the total emissions of mercury into the atmosphere. The total contribution of natural sources in the Aveiro district was estimated at 106.34 kg in 2006.
- Published
- 2009
17. Avaliação de risco para a saúde humana associado a partículas inaláveis
- Author
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Dias, Daniela Sofia Oliveira and Tchepel, Oxana Anatolievna
- Subjects
Qualidade do ar ,Poluição do ar ,Saúde pública - Abstract
Mestrado em Engenharia do Ambiente A qualidade do ar melhorou consideravelmente nos últimos anos. No entanto, estudos científicos têm confirmado que a exposição humana à poluição atmosférica aos níveis actuais conduz a um conjunto de efeitos adversos consideráveis sobre a saúde pública, destacando-se as partículas atmosféricas como um dos poluentes que tem assumido ultimamente maior importância. No presente estudo, foi efectuada a avaliação de risco para a saúde humana associado à exposição, a curto e longo prazo, a partículas inaláveis (PM10 e PM2,5). A sua quantificação baseou-se na metodologia desenvolvida pela Organização Mundial de Saúde, nomeadamente o software AirQ, e o modelo PSAS-9 desenvolvido pelo French Surveillance System on Air Pollution and Health. A Área Metropolitana de Lisboa e a Área Metropolitana de Porto foram seleccionadas como caso de estudo para a aplicação da metodologia de quantificação de risco, exigindo o conhecimento prévio de dados de monitorização da qualidade do ar, população exposta, indicadores de saúde, e relação quantitativa entre a exposição e efeitos na saúde. No âmbito desta avaliação foram contemplados diferentes cenários de redução de concentração de partículas na atmosfera com o objectivo de analisar os benefícios para a saúde humana que seriam conduzidos pela sua implementação. A avaliação de risco apresenta-se expressa através de diferentes parâmetros quantitativos, designadamente número de casos atribuíveis, anos de vida perdidos, risco relativo e ganhos na esperança de vida. Os resultados obtidos para as ambas áreas metropolitanas foram comparados com o estudo europeu APHEIS, demonstrando que a magnitude das potenciais reduções obtidas na presente avaliação apresentam a mesma ordem de grandeza que as estimadas por esse projecto para as diferentes cidades Europeias. ABSTRACT: Air quality has improved considerably in recent years. However, scientific studies have confirmed that human exposure to air pollution at current levels leads to a number of significant adverse effects on public health, highlighting the particulate matter as one of pollutants that has lately assumed greater importance. In this study, was made the risk assessment to human health associated with exposure in the short and long term to the inhalable particulates (PM10 and PM2,5). Their quantification was based on the methodology developed by the World Health Organization, including the software AirQ, and PSAS-9 model which was developed by the French Surveillance System on Air Pollution and Health. The Lisbon Metropolitan Area and Porto Metropolitan Area, were selected as case study for applying the methodology for quantification of risk, requiring the prior knowledge of data for monitoring air quality, population exposed, health indicators, and quantitative relationship between the exposure and health effects. Under this assessment were covered various scenarios for reducing the concentration of particles in the atmosphere to discuss the benefits to human health that would be driven by its implementation. The risk assessment appears to be expressed through various quantitative parameters, including number of cases attributable, years of life lost, relative risk and gains in life expectancy. The results for both metropolitan areas were compared with the APHEIS European study, showing that the magnitude of potential reductions achieved in this evaluation have the same magnitude as those estimated by the draft for the different European cities.
- Published
- 2008
18. Avaliação da qualidade do ar no município de Leiria
- Author
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Ferreira, Marta Alexandra Marques and Tchepel, Oxana Anatolievna
- Subjects
Engenharia do ambiente ,Qualidade do ar - Abstract
Mestrado em Engenharia do Ambiente A constante evolução da sociedade actual e o seu desenvolvimento desenfreado põem de parte, muitas vezes, os impactos em termos de qualidade ambiental que daí advêm. No sentido de controlar a qualidade do ar, é importante proceder à sua avaliação através do recurso a modelos que permitem analisar as concentrações dos poluentes na atmosfera, a contribuição das diversas fontes e influência de determinadas condições, sejam elas topográficas, meteorológicas ou outras. O objectivo principal do presente trabalho é avaliar a qualidade do ar no município de Leira, através da aplicação de um de modelo da qualidade do ar. Para a realização deste estudo efectuou-se uma pesquisa acerca dos modelos de qualidade do ar em termos de funcionalidades, bem como as vantagens e limitações da sua aplicação em diferentes condições e para diferentes objectivos. Foi seleccionado o modelo ADMS que se baseia no modelo gaussiano, e inclui também o módulo químico e de street-canyon. Procedeu-se à caracterização da área de estudo, à análise das emissões de tráfego obtidas a partir do modelo TREM, assim como dos dados meteorológicos fornecidos pelo modelo MM5, respeitantes ao dia 21 de Setembro de 2007, dia alvo do estudo. O modelo foi aplicado para analisar a variação espacial e temporal dos poluentes SO2, CO, NOx, COV e PM10. Os resultados obtidos foram validados através da comparação com medições de concentração de poluentes efectuadas num ponto localizado dentro da área de estudo para o dia seleccionado. De uma maneira geral, os resultados da modelação demonstram boa concordância com os valores medidos. ABSTRACT: The constant evolution of our society and its wild development, do not consider its impacts in the quality of the environment. In order to control air quality, it is important to proceed to its evaluation, using models that allow analyzing the concentration of the pollutants emitted into the atmosphere, the contribution of the sources and the influence of certain conditions, whether topographical, meteorological or other. The main objective of this work, intends to evaluate the quality of the air in the city of Leiria, trough the application of a model of air quality. To accomplish of this study, a review of air quality models in terms of functionalities, as well as the advantages and limitations of its application in different conditions and for different purposes, have been performed. The model ADMS is based on the gaussian model, that also includes the chemical and of streetcanyon modules. It was proceeded the characterization of the study area, to the analysis of the traffic emissions obtained by TREM model, as well as the meteorological data supplied by the MM5 model, concerning the 21 September of 2007, the study target day. The model was applied to analyze the space distribution and temporal variation of pollutants SO2, CO, NOx, COV and PM10. The results were validated through the comparison with measurements of pollutants concentration, performed in a point located inside of the study area for the selected day. In general way, the modeling results shows a good agreement with the measured values
- Published
- 2008
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