Recebido em 29/6/98; aceito em 30/6/99
OPTIMIZATION OF A PHOTOCHEMICAL MECHANISM FOR BRAZILIAN URBAN AIR QUALITY SIMULATION.A photochemical reaction mechanism for the description of air quality in Brazilian urban regions is described and evaluated by comparison with chamber experiments. The mechanism was developed for use in ozone modeling and application of control strategies. The oxidation of ethanol and methyl-ter-butyl-ether is also considered. Using this chemical model, a trajectory simulation of Brazil Avenue, Rio de Janeiro, was performed. The model predicts that ozone should reach a maximum of 22.4 ppb at 14:57 h. This value is in good agreement with the experimental measurements of 22.5 ppb for 14:00 h and 22.3 ppb for 15:00 h. Keywords: photochemical model; urban air pollution; trajectory modeling.
ARTIGO
INTRODUÇÃOSabe-se que a formação de ozônio e outros oxidantes na troposfera é uma conseqüência das reações entre os óxidos de nitrogênio (NO x ) e as espécies orgânicas presentes na atmosfera, devido às emissões naturais e antropogênicas. Um dos maiores desafios da química atmosférica é a identificação e previsão da concentração destes poluentes secundários, principalmente ozônio, O 3 , em função das condições meteorológicas e geográficas e das emissões em um determinado local. Os poluentes primários (óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos, etc.), em ambientes urbanos, são emitidos principalmente como conseqüência das atividades humanas associadas à produção e utilização de energia. Para uma descrição apropriada dos poluentes secundários, formados por reações químicas destes poluentes primários, é necessário considerar tanto os processos químicos como os processos físicos de emissão, transporte, diluição, deposição e mistura. O custo computacional envolvido na simulação deste tipo de processo é muito alto, de modo que a pesquisa de modelos mais simples, que forneçam resultados de boa qualidade com um custo computacional relativamente reduzido, se torna um grande desafio.A descrição detalhada dos processos químicos requer a consideração de todas as espécies químicas e reações envolvidas. Estudos desenvolvidos pela U.S. EPA (Agência de Proteção Ambiental dos EUA) em vinte e nove cidades, durante o perí-odo 1984 -1988, permitiram identificar mais de 200 compostos orgânicos voláteis (COVs) na atmosfera urbana 1,2 . A descrição das propriedades reais (reatividade, concentração, etc.) de cada composto participante do modelo obriga a consideração explí-cita de cada um deles e com isto os processos químicos que envolvem tais espécies precisam ser explicados de forma detalhada. O modelo proposto, portanto, torna-se complexo e, conseqüentemente, sua solução numérica, assim como a interpretação dos resultados, torna-se difícil. Muitos dos trabalhos de simulação têm como objetivo principal predizer os efeitos das emissões sobre a qualidade do ar. Nesses casos, é possível fornecer uma resposta apropriada usando modelos condensados, incluindo geralmente de 30 a 50 espécies e uma faixa de 100 a 150 reações químicas. ...