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Eventos Naturais

As partículas atmosféricas são emitidas por uma grande variedade de fontes naturais e antropogénicas. A natureza da fonte influencia tanto as propriedades físicas (ex: massa, tamanho, densidade, …) como a composição química das partículas. As partículas podem ser classificadas como primárias ou secundárias, dependendo do seu mecanismo de formação. As partículas primárias são emitidas directamente para a atmosfera, enquanto as secundárias são as que se formam no ar, geralmente através de reacções químicas de gases precursores.

A influência das emissões de partículas de origem natural sobre as concentrações de PM10 é muito importante no Sul da Europa, onde os padrões climáticos e geográficos típicos estão associados a níveis de fundo de PM10 relativamente elevados.

Poeiras do Norte de África

Uma fracção significativa da matéria particulada, primária e de origem natural, é constituída por partículas minerais, cuja composição química e mineralogia podem sofrer variações regionais em função da geologia das áreas fonte. Em geral, são constituídas por silicatos, carbonatos e, em quantidades menores, sulfato de cálcio e óxidos de ferro. Estas contribuições de poeiras minerais para as partículas atmosféricas podem resultar de ressuspensão local de sólidos áridos ou de transporte a longas distâncias a partir de regiões áridas. De facto, uma das causas apontadas para a ocorrência de partículas de origem natural no Sul da Europa, e em particular na bacia do Mediterrâneo, tem sido a poeira transportada do Norte de África, com origem nos desertos do Sahara e Sahel (e.g. Pey et al., 2013). Um exemplo deste fenómeno pode ser observado na imagem de satélite do dia 6 de Abril de 2011, em que a nuvem de partículas com origem em África atinge o território nacional.

É durante o período da Primavera que é expectável uma maior influência das poeiras transportadas dos desertos do Norte de África nos níveis de qualidade do ar observados e modelados em Portugal Continental (e.g. Monteiro et al., 2015). Rodríguez et al. (2001) determinaram que as concentrações de poeiras minerais na região Este de Espanha durante episódios Africanos podem atingir contribuições na ordem dos 20-30 µg.m-3 para as PM10 e 10 -15 µg.m-3 para as PM2.5.

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Figura 1. Imagem de satélite do dia 6 de Abril de 2011 (fonte: NASA EARTH OBSERVATORY).

Spray marinho

Outra fonte a ter em conta é o spray marinho. A fracção de partículas primárias do spray marinho é maioritariamente constituída por cloreto de sódio e alguns sulfatos. O spray marinho é principalmente gerado por processos de formação de bolhas na superfície do oceano e pela rebentação das ondas nas áreas costeiras. Estes processos são favorecidos pela acção do vento e produzem aerossóis de spray marinho na gama grosseira de tamanhos.

Fontes biogénicas

As fontes biogénicas de partículas primárias dão origem aos bio-aerossóis, constituídos por resíduos vegetais, pólen, esporos e, em menor quantidade, micro-organismos.

Fracção de origem natural

Os sulfatos, nitratos e aerossóis orgânicos são os constituintes principais da fracção secundária das partículas de origem natural. Os sulfatos são formados por oxidação de gases sulfurosos; os nitratos são o produto final da oxidação dos óxidos de azoto, cuja fonte principal são a transpiração do solo e os relâmpagos. As fontes principais de precursores de aerossóis orgânicos secundários ocorrem em grandes zonas florestadas, onde quantidades significativas de vapores orgânicos, como o isopreno e o monopreno, são emitidas por transpiração das plantas.

Estudos realizados nas últimas décadas demonstram que as emissões de origem natural têm um contributo não desprezável nos níveis de partículas registados, podendo constituir uma parte significativa dos níveis medidos na Europa, mesmo em áreas urbanas. Na Tabela resumem-se os dados publicados por Querol et al. (2004), relativos às fracções médias de PM10 e PM2.5 de origem natural, determinadas através de medições efectuadas em Espanha, em estações de tráfego, urbanas e rurais. Em termos quantitativos, os mesmos autores concluíram que, em locais costeiros, o aerossol marinho pode atingir níveis médios de 7 µg.m-3. A matéria particulada de origem mineral natural pode atingir níveis médios entre 5 e 11 µg.m-3, em estações de tráfego e urbanas, respectivamente.

Avaliação do contributo natural nos níveis de PM10 e PM2.5 medidos em Espanha em vários tipos de estações de qualidade do ar (a partir de Querol et al., 2004).

Tipo de Estação Fracção de origem natural
PM10 PM2.5
Estações de tráfego 17% 11%
Estações urbanas de fundo 24% 16%
Estações rurais 38% 26%

Referências

MONTEIRO, A., FERNANDES, A.P., GAMA, C., BORREGO, C., TCHEPEL, O. (2015). Assessing the mineral dust from North Africa over Portugal region. Atmospheric Pollution Research 6, 70-81. DOI:10.5094/APR.2015.009.

PEY, J., QUEROL, X., ALASTUEY, A., FORASTIERE, F., STAFOGGIA, M. (2013). African dust outbreaks over the Mediterranean Basin during 2001-2011: PM10 concentrations, phenomenology and trends, and its relation with synoptic and mesoscale meteorology. Atmospheric Chemistry and Physics 13, 1395-1410. DOI:10.5194/acp-13-1395-2013.

QUEROL, X., ALASTUEY, A., RODRÍGUEZ, S., VIANA, M.M., ARTÍÑANO, B., SALVADOR, P., MANTILLA, E., GARCÍA DO SANTOS, S., FERNANDEZ PATIER, R., DE LA ROSA, J., SANCHEZ DE LA CAMPA, A., MENÉNDEZ, M., GIL, J.J. (2004). Levels of particulate matter in rural, urban and industrial sites in Spain. Science of the Total Environment 334-335, 359-376. DOI:10.1016/j.scitotenv.2004.04.036.

RODRÍGUEZ, S., QUEROL, X., ALASTUEY, A., KALLOS, G., KAKALIAGOU, O. (2001). Saharan dust contributions to PM10 and TSP levels in Southern and Eastern Spain. Atmospheric Environment 35, 2433-2447. DOI:10.1016/S1352-2310(00)00496-9.