O impacto entre emissões urbanas de Manaus e emissões biogênicas da floresta Amazônica na composição e concentração de compostos orgânicos voláteis e a reatividade da atmosfera

Resumo

Em grande parte da Amazônia, a composição dos aerossóis e gases traços é controlada pela vegetação através de processos ainda pouco conhecidos na interação biosfera-atmosfera. A biologia da floresta controla a emissão de compostos orgânicos voláteis (COVs) e partículas primárias de aerossóis. Além disso, a interação de emissões antropogênicas de uma cidade como Manaus influencia fortemente o balanço físico-químico natural da atmosfera, com alta concentração de NOx, sulfato e COVs de origem veicular. O experimento GoAmazon busca entender como o ciclo de vida dos aerossóis e das nuvens são influenciados pelo transporte de poluentes de Manaus para regiões de floresta tropical intocada. A caracterização do impacto da contribuição biogênica, antropogênica e subsequente reatividade da atmosfera só é possível via a quantificação precisa em tempo real da concentração de uma larga gama de COVs. COVs de origem biogênicas (BCOVs) possuem também uma alta influência nos oxidantes que controlam o tempo de meia-vida de alguns gases de efeito estufa, entre eles o radical OH-. Um papel ainda mais importante foi sugerido recentemente, indicando que a forçante radiativa direta dos aerossóis associados com BCOVs é cerca de -0.9 W m-2, em alguns casos na mesma magnitude à forçante radiativa de CO2, mas oposta em sinal. Os COVs também podem afetar a qualidade do ar mediante reações químicas que levam à produção de ozônio e controlar a formação do radical hidroxila (OH). Fortes indícios sugerem que sucessivas etapas de oxidações de tais COVs, como tolueno e benzeno, possuem um papel importante na produção de Aerossóis Orgânicos Secundários (AOS).Pretendemos investigar a evolução do comportamento químico de COVs e gases traço nos vários sites do experimento GoAmazon, focando no sítio de Iranduba, chamado de site T2 do projeto GoAmazon, localizado vento abaixo e próximo de Manaus. COVs de relevância, dentre eles isopreno, monoterpenos e sesquiterpenos, de origem biogênica, e benzeno, tolueno e aromáticos de 8 e 9 carbonos, de origem antrópica, serão monitorados com alta precisão. As medidas serão efetuadas por 2 anos, de Janeiro de 2014 a Janeiro de 2016. A composição e variabilidade temporal serão comparados com medidas de ozônio, NOx, CO, CO2 entre outros. Tais medidas serão fundamentais dentro do projeto GoAmazon como caracterização de impacto urbano de Manaus próximo da fonte, com pouco tempo de envelhecimento. Também analisaremos neste projeto a composição química de gases traço nos outros sítios do GoAmazon, um deles vento acima (Reserva ZF2, site T0) e vento abaixo (Manacapuru, site T3). A instrumentação envolvida neste estudo envolve o PTR-MS - Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry, instrumento estado da arte para medida de COVs com limite de detecção da ordem de 10-12 mol/mol e alta resolução temporal, atingindo até 0.1 seg. É previsto também medidas de GC-MS alternadamente com os outros sítios do GoAmazon para validação e especiação de compostos isômeros, impossíveis de se separar somente através do PTR-MS. As curvas de reatividade química do sistema COV-NOx-O3 serão determinadas para os vários sites do experimento GoAmazon (T0, T2 e T3), com vistas a obtenção de reatividade química deste sistema em condições amazônicas.Os resultados deste projeto possibilitarão interpretar a caracterização química do sistema COV-NOx-O3 e também a físico-química de aerossóis orgânicos e outros gases com um nível de detalhamento fundamental para um estudo de tamanha complexidade, fornecendo a ponte entre orgânicos na fase gasosa e material particulado orgânico na Amazônia.