Evaluación de la composición química atmosférica del estado de Rio de Janeiro, Brasil

La presencia de iones y metales inorgánicos en la atmósfera, ya sea asociados al material
particulado (PM) o en estado libre, ha sido un importante indicador del transporte natural y de
la presencia de contaminantes. Por ello, el objetivo de este estudio fue evaluar la composición
inorgánica de la deposición atmosférica y de partículas finas (PM2,5) en ciudades con diferentes
niveles de urbanización en el estado de Rio de Janeiro, Brasil, con el fin de identificar la influencia
antrópica y sus impactos regionales. Se analizaron especies iónicas (NH4
+
, Na+
, K+
, Mg2+, Ca2+
,

NO3
-
, SO4
2-
y PO4
3-
) y metales inorgánicos (Al, Zn, Ni y Pb). Los datos obtenidos se utilizaron para
construir modelos quimiométricos mediante Análisis de Componentes Principales (PCA). Los
principales resultados destacan la influencia de fuentes crustales en la ciudad de Campos dos
Goytacazes, de fuentes naturales derivadas de la vegetación en el municipio de Guapimirim y de
fuentes vehiculares en la ciudad de Rio de Janeiro, atribuibles a su alta urbanización. Este trabajo
contribuye a comprender el impacto regional de los contaminantes presentes en la atmósfera y
sus posibles fuentes de emisión.

Analizar la composición química de la atmósfera en distintas localidades del estado de Rio de Janeiro (RJ), Brasil;
Identificar las principales fuentes de emisión de especies químicas inorgánicas en cada lugar;
Evaluar posibles riesgos para la salud debido a la exposición de la población a los contaminantes.

La investigación se llevó a cabo en tres ciudades con distintos niveles de urbanización: Rio de Janeiro (capital), Guapimirim y Campos dos Goytacazes. En estas ciudades se monitorearon especies iónicas (NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NO3-, SO42- y PO43-) y metales inorgánicos (Al, Zn, Ni y Pb) presentes tanto en el material particulado fino (PM2,5) como en la deposición atmosférica. Las muestras se recolectaron mensualmente entre 2022 y 2023. Para la recolección de la deposición atmosférica se emplearon frascos de polietileno, y para el PM2,5, un muestreador activo de gran volumen equipado con filtros de fibra de vidrio. Las muestras de PM2,5 se sometieron a extracción acuosa y ácida. Finalmente, todas las muestras fueron filtradas en filtros de acetato de celulosa para el análisis de especies iónicas y de metales inorgánicos. Los datos obtenidos fueron estandarizados y utilizados para desarrollar modelos quimiométricos.

Se destaca que la atmósfera de la ciudad de Campos dos Goytacazes está influenciada por fuentes crustales, y que la presencia de vientos en la región, junto con el manejo de la tierra para cultivos, puede contribuir al transporte y la resuspensión de estas especies químicas. Por otro lado, las muestras de Guapimirim presentam influencias tanto de la vegetación local como de la contaminación proveniente del tráfico vehicular en la carretera cercana al punto de muestreo. Además, como se observa en el análisis de componentes principales, las muestras de Guapimirim y de Rio de Janeiro no muestran una clara separación, lo cual se debe a que, a pesar de que Guapimirim es una región con vegetación, la presencia de la carretera impacta directamente sus características. En consecuencia, la influencia vehicular está presente en las muestras de ambas áreas. Finalmente, el alto nivel de urbanización de la ciudad de Rio de Janeiro se refleja en las elevadas concentraciones de nitrato.