Avaliação das metodologias para estimar exposição e dose inalada em poluição do ar

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dc.contributor.advisor-co1Galvão, Elson Silva
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0991-877X
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9129029345894560
dc.contributor.advisor-co2Reis Junior, Neyval Costa
dc.contributor.advisor-co2IDhttps://orcid.org/0000-0002-6159-4063
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4944106074149720
dc.contributor.advisor1Goulart, Elisa Valentim
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0051-0778
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0014236670973457
dc.contributor.authorMachado, Raí Silvério
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0009-1870-1095
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7712071999961419
dc.contributor.referee1Furieri, Bruno
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9736-0250
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6585455298349085
dc.contributor.referee2Hoinaski, Leonardo
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-7579-914X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2990900789926189
dc.date.accessioned2025-07-09T16:37:18Z
dc.date.available2025-07-09T16:37:18Z
dc.date.issued2025-04-04
dc.description.abstractAir pollution poses significant risks to human health, especially to children due to their immature immune systems and developing lungs. Accurate monitoring of air pollutant concentrations is vital for health impact studies. Fixed-site monitoring stations (FSM) are mostly used for this purpose in the literature, but they may not be effective in capturing exposure information due to limitations regarding variations between outdoor and indoor environments. This study evaluated seven methodologies to estimate personal exposure in four neighborhoods for nitrogen dioxide (NO2), sulfur dioxide (SO2), and ozone (O3), and three methodologies to assess the inhaled dose for NO2, SO2, O3, and particulate matter with particle sizes smaller than 10 micrometers and smaller than 2.5 micrometers (PM10 and PM2.5, respectively). Data sources include FSM stations, regulatory air quality models (CMAQ and CALPUFF), and direct measurements using passive samplers (PS). To improve the estimates, a correction factor (indoor-outdoor ratio [I/O]) was also applied. The seven approaches evaluated for exposure were: (i) direct measurement using PS, (ii) FSM data only, (iii) FSM data with I/O correction, (iv) CMAQ model data only, (v) CMAQ with I/O correction, (vi) CALPUFF model data only, and (vii) CALPUFF with I/O correction, while for dose, only those that considered I/O correction were evaluated. The results obtained indicate that FSM data with I/O correction provided the most accurate exposure estimates for NO2 and SO2 , improving the FAC2 metric from 46% to 63% by excluding out-of-bounds data. For O3, both the FSM model and CMAQwere the most effective methods. The results demonstrate the effectiveness of FSM data corrected by I/O ratios for personal exposure assessments. However, the CMAQ model also showed improved accuracy by integrating I/O correction, which may be a more cost-effective method for locations where FSM data are not available. Among all methods, the CALPUFF model was the least effective method for personal exposure and inhaled dose assessments. The inhaled dose results indicated advantages in using models due to their ability to capture spatial variability that FMS cannot. These findings highlight the importance of accounting for indoor exposure and selecting appropriate data sources when estimating both personal exposure and inhaled dose for air pollutants.
dc.description.resumoA poluição do ar representa riscos significativos para a saúde humana, especialmente para as crianças devido ao seu sistema imunitário imaturo e aos seus pulmões em fase de desenvolvimento. O monitoramento assertivo das concentrações dos poluentes atmosféricos é vital para estudos de impactos na saúde. Estações de monitoramento de local fixo (FSM) são majoritariamente utilizadas para esse propósito na literatura, porém elas podem não ser eficazes para capturar as informações da exposição em virtude de limitações quanto as variações entre os ambientes externos e internos. Este estudo avaliou sete metodologias para estimar a exposição pessoal em quatro bairros para dióxido de nitrogênio (NO2), dióxido de enxofre (SO2) e ozônio (O3) e três metodologias para avaliar a e dose inalada para NO2, SO2, O3 e material particulado com granulometria menor que 10 micrômetros e menor que 2.5 micrômetros (PM10 e PM2.5, respectivamente). As fontes de dados incluem estações FSM, modelos regulatórios de qualidade do ar (CMAQ e CALPUFF) e medições diretas usando amostradores passivos (PS). Para aperfeiçoar as estimativas, foi aplicado também um fator de correção (razão indoor-outdoor [I/O]). As sete abordagens avaliadas para exposição foram: (i) medição direta usando PS, (ii) dados FSM apenas, (iii) dados FSMcomcorreção I/O, (iv) dados do modelo CMAQ apenas, (v) CMAQ com correção I/O, (vi) dados do modelo CALPUFF apenas e (vii) CALPUFF com correção I/O, enquanto que para dose foram apenas as que consideram correção I/O. Os resultados obtidos apontam que os dados FSM com correção de I/O forneceram as estimativas de exposição mais precisas para NO2 e SO2, melhorando a métrica FAC2 de 46% para 63% ao excluir dados fora dos limites. Para O3, tanto o modelo FSM quanto o CMAQ foram os métodos mais eficazes. Os resultados mostram a eficácia dos dados FSM corrigidos pelas razão I/O para avaliações de exposição pessoal. No entanto, o modelo CMAQ também mostrou precisão melhorada integrando a correção I/O, o que pode ser um método mais atrativo em termos de custo para locais onde os dados FSM não estão disponíveis. Entre todos os métodos, o modelo CALPUFF apresentou-se como o método menos eficaz para avaliações de exposição pessoal e da dose inalada. Os resultados de dose inalada apontaram ganhos no uso de modelos devido a capacidade de captar a variabilidade espacial que a FMS não consegue. Essas descobertas destacam a importância de contabilizar a exposição em ambientes internos e selecionar fontes de dados apropriadas ao estimar tanto a exposição pessoal quanto a dose inalada para poluentes atmosféricos.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/19902
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectEstação de monitoramento
dc.subjectModelos de dispersão
dc.subjectDose inalada
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleAvaliação das metodologias para estimar exposição e dose inalada em poluição do ar
dc.typemasterThesis
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