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Tipo: Tese
Título: Emissões veiculares: uma abordagem rápida e eficiente para a determinação de H2, CO, CH4 e CO2 por GC-BID e de BTEX por SPME-GC-BID
Título em inglês: Vehicle emissions: a fast and efficient approach for the determination of H2, CO, CH4 and CO2 by GC-BID and of BTEX by SPME-GC-BID
Autor(es): Souza, Francisco Thiago Correia de
Orientador: Longhinotti, Elisane
Coorientador: Nascimento, Ronaldo Ferreira do
Palavras-chave em português: Gases de exaustão;Poluição atmosférica;Gases de efeito estufa;Saúde ambiental
Palavras-chave em inglês: Exhaust gases;Air pollution;Greenhouse gases;Environmental health
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Data do documento: 2025
Citação: SOUZA, Francisco Thiago Correia de. Emissões veiculares: uma abordagem rápida e eficiente para a determinação de H2, CO, CH4 e CO2 por GC-BID e de BTEX por SPME-GC-BID. 2025. 108 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: A queima de combustíveis fósseis é uma fonte predominante de poluentes atmosféricos. Os BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos) e os gases CO, CH4 e CO2, são conhecidos por causar impactos negativos na saúde humana e no meio ambiente. Considerando que a quantificação desses compostos em gases de exaustão enfrenta desafios técnicos relacionados à amostragem, ao preparo das amostras e à análise, desenvolvemos neste estudo métodos analíticos capazes de mitigar essas limitações. Amostragens de gases de exaustão emitidos por motocicleta em marcha lenta foram realizadas com o uso de bolsas de amostragem de 1,0 L, integrado a um novo dispositivo de amostragem projetado neste trabalho especificamente para gases. A quantificação dos gases H2, CO, CH4 e CO2 ocorreu sem necessidade de preparo da amostra, com transferência direta de 0,1 mL do gás amostrado para análise por cromatografia gasosa (GC) acoplada a um detector de ionização por descarga de barreira dielétrica (BID). Para a quantificação dos BTEX, foi utilizada a técnica de microextração em fase sólida (SPME) utilizando a fibra CAR/PDMS de 75 μm combinada com o GC-BID. A validação do método para os BTEX, apresentou seletividade, com variações de LD de 4,49×10⁻2 a 7,88×10⁻2 ppmv, de LQ de 1,36×10⁻1 a 2,38×10⁻1 ppmv, de precisão de 1,47 a 7,14 % e de recuperação de 82,3 a 109 %. A concentração de BTEX no gás de exaustão veicular variou de 7,91×10⁻1 ± 3,36×10⁻2 a 4,37 ± 7,39×10⁻2 ppmv. O método para os gases H2, CO, CH4 e CO2, apresentou seletividade, com variações de LD de 63,9 a 115 ppmv, de LQ de 194 a 348 ppmv, de precisão de 1,27 a 6,22 % e de recuperação de 90,8 a 102 %. A concentração desses gases na saída do escape veicular variou de 870 ± 5,98×101 a 1,06×105 ± 7,77×101 ppmv. Esses resultados evidenciam a relevância dos métodos desenvolvidos no aprimoramento do monitoramento de emissões veiculares, fornecendo ferramentas analíticas precisas. Essas ferramentas podem subsidiar políticas públicas voltadas à redução da poluição atmosférica, contribuindo para a preservação ambiental e a promoção da saúde pública.
Abstract: The combustion of fossil fuels is a predominant source of air pollutants. BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes) and the gases CO, CH4 and CO2 are known to have negative impacts on human health and the environment. Given the technical challenges associated with sampling, sample preparation, and analysis for quantifying these compounds in exhaust gases, this study developed analytical methods to mitigate these limitations. Exhaust gas samples from a motorcycle in idle mode were collected using 1.0 L sampling bags, integrated with a newly designed sampling device specifically developed for gas analysis in this study. The quantification of H2, CO, CH4 and CO2 was performed without the need for sample preparation, by directly transferring 0.1 mL of the sampled gas for analysis using gas chromatography (GC) coupled with a barrier discharge ionization detector (BID). For BTEX quantification, solid-phase microextraction (SPME) was employed using a 75 μm CAR/PDMS fiber, combined with GC-BID. The method validation for BTEX demonstrated selectivity, with limits of detection (LOD) ranging from 4.49×10⁻2 to 7.88×10⁻2 ppmv, limits of quantification (LOQ) from 1.36×10⁻1 to 2.38×10⁻1 ppmv, precision between 1.47 % and 7.14 %, and recovery rates from 82.3 % to 109 %. The concentration of BTEX in vehicle exhaust gas ranged from 7.91×10⁻1 ± 3.36×10⁻2 to 4.37 ± 7.39×10⁻2 ppmv. For H2, CO, CH4 and CO2, the method exhibited selectivity, with LOD values ranging from 63.9 to 115 ppmv, LOQ values from 194 to 348 ppmv, precision between 1.27 % and 6.22 %, and recovery rates from 90.8 % to 102 %. The concentrations of these gases at the exhaust outlet varied from 870 ± 5.98×101 to 1.06×105 ± 7.77×101 ppmv. These results highlight the relevance of the developed methods in improving vehicle emissions monitoring, providing precise analytical tools. These tools can support public policies aimed at reducing air pollution, contributing to environmental preservation and public health promotion.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79780
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0001-8322-2693
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/4863424258441894
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-4782-6905
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/8768601943511313
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0002-6393-6944
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/6345440666273561
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DQAFQ - Teses defendidas na UFC

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