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Dossiê / Dossier

Impactos atmosféricos das transformações territoriais e do crescimento do agronegócio na Amazônia matogrossense

Impacts atmosphériques dus aux transformations territoriales et au développement de l’agro-industrie dans l’Amazonie du Mato Grosso
Andrea Cavicchioli, Ericka Pardini Morrone, Rodrigo Marques e Adalgiza Fornaro

Resumos

O estado do Mato Grosso vem sofrendo, desde os anos 70 do século XX, um acentuado processo de transformação do território com a abertura de amplas áreas agrícolas em detrimento dos biomas amazônico e do cerrado. Este desmatamento está voltado, sobretudo, para o cultivo da soja: em 2005, a área usada para o cultivo deste cereal superou 6,1 milhões de hectares com uma produção de 17,76 milhões de toneladas. Assim, o agronegócio é tido como co-responsável pelo aumento das queimadas neste estado, cujo pico de ocorrência foi registrado no mês de setembro de 2004 com quase 25000 focos – 35% de todos os que foram detectados no Brasil no mesmo período. As queimadas são um fenômeno típico de áreas tropicais e, em decorrência delas, são emitidas para a atmosfera milhões de toneladas de gases e material particulado (em inglês, Particulate Matter, PM) por ano. Estas emissões causam impactos negativos na saúde humana, além de afetarem os equilíbrios energéticos da atmosfera, cujas alterações têm sido associadas a mudanças climáticas em escala regional e global. Apesar de existirem previsões de concentração de PM baseadas em modelos matemáticos alimentados por dados de satélites, o levantamento de dados em superfície é fundamental. O presente estudo buscou avaliar dados diretos sobre a concentração de PM fino e grosso e sua composição química na região agrícola do Mato Grosso. Para isto, foram efetuadas amostragens nas sedes municipais de Guarantã do Norte, Juara, Feliz Natal, Sinop e Sorriso, entre setembro e outubro de 2009. Estes municípios foram selecionados durante viagem de exploração prévia realizada no âmbito do Ano da França no Brasil (“Conhecendo a Amazônia e as dinâmicas territoriais do Mato Grosso”), em julho de 2009. Sinop, Sorriso e Guarantã do Norte estão localizadas ao longo do principal eixo rodoviário do estado (BR163), enquanto Feliz Natal e Juara ficam, respectivamente, ao lado leste e oeste deste eixo e próximas às fronteiras do desmatamento. Para fins comparativos, foram coletadas amostras em Cuiabá e Rondonópolis, os principais centros urbanos do estado. As análises envolveram determinação gravimétrica e a quantificação de black carbon por espectroscopia de refletância e da composição elementar por fluorescência de raios X por dispersão de energia.

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Texto integral

1O estado do Mato Grosso, região centro-oeste do Brasil, vem sofrendo, desde pelo menos os anos 70 do século XX, um acentuado processo de transformação do território cujos efeitos são hoje claramente evidentes na radical alteração da paisagem do estado de norte a sul, particularmente ao longo do eixo da rodovia Cuiabá-Santarém (BR163). Durante praticamente três décadas, assistiu-se a uma intensa expansão horizontal, especialmente na planície da Chapada dos Parecis, onde se estima a transformação de cerca de 348600 km2 de bioma amazônico e cerrado em áreas cultivadas (dados referentes a 2007, segundo Arvor et al. 2009). De acordo com dados do INPE (apud Cançado et al. 2006), já em 2002 tinham sido desmatados 14% de toda a região amazônica.  O crescimento da extensão de áreas cultivadas para a soja – o produto agrícola que, de longe, mais intensamente alavancou a expansão – depois de sofrer um crescimento dramático nos anos de 1990 e nos primeiros cinco do novo século, parece ter estancado mais recentemente (IBGE apud Arvor et al, 2009). Isso ocorreu devido a atuação mais efetiva do Estado na defesa do meio ambiente com legislação mais restritiva e fiscalização mais rigorosa.

2A abertura de campos para o uso agrícola a partir de  florestas ou do cerrado acontece tipicamente mediante a derrubada das árvores pelo corte progressivo e praticamente raso – geralmente com o aproveitamento da madeira – seguida por processos de queima da biomassa remanescente. O processo de queimada busca completar de forma rápida e definitiva a remoção da vegetação nativa (limpeza do solo) e, em parte, pretende também aproveitar as cinzas para o acondicionamento do solo.

3A queima da biomassa faz também parte da prática agrícola corriqueira de certas culturas, dentre as quais se destaca a da cana de açúcar, principalmente na região sudeste do Brasil e, em particular, no estado de São Paulo, principal produtor nacional. A finalidade de se atear fogo nos canaviais na fase imediatamente anterior à colheita é eliminar a maior parte da folhagem seca visando otimizar a produtividade, isto é, a quantidade de produto útil colhido por hora-trabalho. Além disso, este procedimento facilita e torna menos oneroso o trabalho do pessoal que realiza a colheita. Nos últimos anos, esta prática se tornou menos freqüente com tendência para uma progressiva supressão, mas ainda hoje os habitantes das áreas rurais dos estados produtores estão acostumados a presenciar periodicamente as extensas queimadas e seus efeitos diretos, como a diminuição generalizada da visibilidade e o acúmulo de fuligem nas moradias.

4No Mato Grosso, bem como nas outras regiões afetadas do Brasil, as queimadas ocorrem ao longo do ano, porém, independente de sua origem, tendem a ser mais intensas entre agosto e o começo de outubro, época que a população local chega a denominar de estação dos fogos (Bariou et al., 2002).

5Os gráficos da Figura 1 reproduzem os dados de focos de queimadas no Brasil e no estado do Mato Grosso para os meses de junho a novembro dos anos de 1996 e 2009. Estas informações foram extraídas das imagens da banda 3 (termal) obtidas por satélites da série NOAA. Percebe-se que o aumento das queimadas no Brasil e no Mato Grosso acompanhou o crescimento do agro-negócio apresentando um pico em 2004, antecipando justamente o ano da safra recorde de soja em 2005. Em seguida, houve um declínio nítido, especialmente no território mato-grossense. Como se vê, os meses de maior ocorrência de queimadas são os de setembro e de agosto, mas isso apresenta certa variabilidade em função, principalmente, das condições meteorológicas.

Fonte: Embrapa, 2010

6O processo químico da combustão envolvido na queima de biomassa consiste na conversão de material orgânico na presença de oxigênio molecular em dióxido de carbono e água, uma transformação exotérmica, ou seja, com geração de excesso de energia na forma de calor que acarreta num forte aquecimento do ar. A reação química nunca é completa e de qualquer forma acontece na presença de outras substâncias, como o nitrogênio molecular, que é o principal componente do ar, originando uma série de subprodutos, como o monóxido de carbono (CO), compostos orgânico parcialmente oxidado e os óxidos de nitrogênio (NO e NO2) e de enxofre (SO2). Faz também parte do produto da combustão incompleta o material particulado (PM), matéria sólida que por ser composta por microscópicas partículas de dimensões da ordem dos micrômetros (ou inferiores) fica dispersa no ar dando origem ao aerossol.  

7Queimadas acontecem de forma bastante generalizada em certas regiões do planeta seja de forma espontânea por causa das condições climáticas secas ou pela ação antrópica. Existem estimativas amplamente aceitas (Crutzen e Andreae, 1990; Hao et al., 1996) indicando que todo ano uma centena de milhões de toneladas de material particulado (massa seca) são lançadas para a atmosfera. Estimou-se que 80% de todo o PM seco é produzido na faixa tropical, sendo 43% proveniente da queima de áreas de cerrado, 23% da queima de resíduos agrícolas, 18% da queima de floresta tropical e 16% do uso de madeira como combustível (Levine et al., 1995).

  • 1  Evidentemente, uma quantidade muito maior de biomassa é usada para a geração de energia depois de (...)

8O Brasil, primeiro produtor de cana de açúcar do mundo e tendo que competir com EUA e Argentina para a supremacia no mercado da soja, evidentemente não escapa desta realidade, embora as estimativas sobre as emissões de material particulado possam variar em termos absolutos e percentuais. Note-se que a demanda do uso da madeira para produção de energia cresceu 29% no Brasil entre os anos de 1975 e 2000 sendo eucalipto e pinho as principais espécies de crescimento rápido usadas para esta finalidade (SBS, 2001). Estima-se que, em 2001, o Brasil utilizou 1,7 milhões de toneladas s/cc por ano de madeira1.

9Fato é que as queimadasse tornaram um fenômeno que entrou na rotina das populações de diversas regiões agrícolas onde é comum ouvir relatos de diminuição, ocasionalmente muito intensa, da visibilidade – em decorrência do excesso de aerossol atmosférico oriundo de processos de queima de biomassa – e de acúmulo de poeira enegrecida nas residências e nos locais de trabalho. A Figura 2 mostra os registros fotográficos destacando o efeito de um evento de queima de biomassa que ocorreu no Parque Nacional de Chapada dos Guimarães em setembro de 2007. Neste ano, queimou-se 16,5 mil hectares de cerrado em 12 dias e a conseqüente intensificação de fumaça atingiu a cidade de Cuiabá. Trata-se de um exemplo emblemático e que reproduz bem muitas situações que ocorrem em todo o estado do Mato Grosso nos meses de agosto a outubro.

Figura 2. Fotografia da cidade de Cuiabá vista do Aeroporto Marechal Rondon em ocasião de evento de queima de biomassa (em cima), em setembro de 2007 e, após eventos de chuva (em baixo), um mês depois

Figura 2. Fotografia da cidade de Cuiabá vista do Aeroporto Marechal Rondon em ocasião de evento de queima de biomassa (em cima), em setembro de 2007 e, após eventos de chuva (em baixo), um mês depois

FONTE: Amanda Dias, 2007

10O material particulado atmosférico na região Amazônica é objeto de estudo desde meados dos anos 80 (Artaxo et al., 1988). Neste período, várias campanhas de monitoramento foram realizadas, sendo que Kaufman et al. (1998) revisaram aquelas efetuadas até 1996. Têm-se locais de coletas pontuais, ou seja, em estações fixas de amostragem, na parte central da Amazônia (Manaus e Balbina, cfr. Graham et al., 2003), no estado de Rondônia (Fazenda Nossa Senhora Aparecida e Reserva Biológica Jarú, cfr. Fuzzi et al., 2007) e no norte do estado do Mato Grosso (Alta Floresta, cfr. Andreae et al., 2002). Neste mesmo Estado, existem dados mais recentes de PM na cidade de Cuiabá (Marques, 2010), mas não se tem notícias de medidas efetuadas ao nível do solo em outros municípios.

11Importantes fontes de informações sobre a concentração e a composição de aerossóis na região, em diferentes anos e estações, são os trabalhos relacionados ao projeto LBA (Large-Scale Atmosphere-Biosphere Experiment in Amazonia) que visa recolher um amplo espectro de informações sobre o ecossistema amazônico (Artaxo, 2005). Assim, existe hoje um referencial bastante claro tanto da concentração como da composição de material particulado presente na atmosfera da região amazônica na estação seca (época de queimadas) e úmida.

  • 2 PM10: Material particulado inalável, soma das chamadas fração grossa (partículas com diâmetro aerod (...)
  • 3 Black Carbon (BC): Substância preta constituída essencialmente de carbono na forma elementar result (...)

12O monitoramento contínuo em Alta Floresta (1992-2000) registrou níveis de PM102 na faixa de 10-15 μg m-3 na estação úmida e até 400-600 μg m-3 na estação seca (Andreae et al., 2002). Na Fazenda Nossa Senhora Aparecida (estado de Rondônia), a concentração média de PM10 foi de 85,7 μg m-3 (estação seca) e 8,7 μg m-3 (estação úmida) e do black carbon3 de 7,6 μg m-3 (estação seca) e 0,47 μg m-3 (estação úmida) numa campanha de 1999 (Artaxo et al., 2002). Neste trabalho destacou-se que a contribuição da fração fina para o PM10 aumentou muito significativamente na estação seca e que a concentração de PM no período noturno, em geral, foi mais alta do que no diurno, possivelmente em função do aumento da camada limite durante o dia. Segundo os mesmos autores, sempre no estado de Rondônia, mas na Reserva Biológica Jarú, em 1999, registrou-se uma concentração de 39,5 μg m-3 para o PM10 na estação seca e de 7,3 μg m-3 para o MP10 na estação úmida, enquanto que a concentração de black carbon foi de 1,8 μg m-3 e 0,28 μg m-3  nos períodos seco e úmido, respectivamente (Artaxo et al., 2002). Em Balbina, durante o ano de 2001 na estação seca, os valores foram de 6,5 μg m-3 para o PM10 e 0,36 μg m-3 para o black carbon (Graham et al., 2003). Considera-se Balbina um ponto pouco afetado pelas emissões de PM por parte das queimadas de biomassa.

13Os impactos da presença de material na atmosfera são múltiplos e podem ser classificados em três principais categorias. Em primeiro lugar, tem-se os agravos na saúde humana, discutidos numa revisão de Arbex et al. (2004). Estes autores resgatam toda a discussão feita na literatura com relação à exposição ao material particulado em ambientes internos, em decorrência de processos de queima de baixa eficiência (geralmente, moradias em áreas subdesenvolvidas) ou da prática do tabagismo, sintetizando as diversas propostas de “mecanismos fisiopatológicos” envolvidos nos agravos à saúde. O trabalho recupera também os resultados de estudos epidemiológicos feitos nas regiões de Araraquara e Piracicaba (SP) em época de queimada da cana-de-açúcar mostrando correlações diretas entre a exposição a PM atmosférico e o aumento de problemas respiratórios na população, mais drásticos em crianças e idosos.

14O segundo tipo de impacto diz respeito às alterações no balanço energético na atmosfera (Foster et al., 2007). Assim como alguns gases, as microscópicas partículas emitidas pelas queimadas podem absorver radiação eletromagnética, alterando o balanço energético do sistema terra-atmosfera em escala local, regional ou global. O black carbon absorve numa ampla faixa espectral, mas é particularmente eficiente na absorção de radiação infravermelha, se configurando como uma espécie com forçante radiativa positiva (intensifica o efeito estufa). Ao contrário, o sulfato apresenta forçante radiativa negativa. Cabe ainda destacar a ação dos particulados na formação de nuvens atuando como núcleo de condensação, um processo onde as características físico-químicas das partículas desempenham um papel muito importante. Estes aspectos são enfatizados pelo International Panel on Climate Chance (IPCC) que, devido ao crescente número de estudos científicos voltados para os aerossóis, tem cada vez mais aprimorado o entendimento da contribuição deste constituinte na definição de cenários futuros nas mudanças climáticas terrestres. Apesar de o nível de conhecimento científico do efeito dos aerossóis ser ainda avaliado como médio-para-baixo, o mais recente relatório desta entidade (AR4) estima em -0,5±0,4 W m-2 a forçante radiativa direta total dos aerossóis (vs. +1,66±0,17 W m-2 do CO2). Trata-se de um valor para o qual as emissões decorrentes da queima de biomassa contribuem em +0,03±0,12 W m-2, ou seja, exercendo um efeito direto positivo no aumento da retenção de energia radiante por parte da troposfera com relação à época pré-industrial (Foster et al., 2007).

15Por fim, devem ser lembrados os impactos sobre a natureza e as próprias áreas cultivadas (embora as alterações climáticas mencionadas acima já tenham implicações evidentes neste sentido). Por exemplo, o fenômeno da alcalinização das águas nas proximidades das queimadas é muito conhecido entre as populações locais. Este efeito ocorre devido à deposição e dissolução de componentes alcalinos presentes nos aerossóis que alteram o nível de acidez das águas com prejuízo da vida aquática. Tampouco, pode-se excluir os possíveis processos de eutrofização em decorrência do enriquecimento dos corpos de água com macronutrientes, uma conseqüência das queimadas e das emissões de material particulado muito pouco estudada. Ainda, alguns autores mencionam a diminuição da eficiência agrícola pela redução da incidência de luz solar pelas fumaças e o bloqueio dos raios ultravioletas tidos como fator limitante no desenvolvimento de microorganismos patogênicos no ar e na água e de larvas de mosquitos transmissores de doenças (Mims et al., 1997).

16O presente trabalho teve por objetivo produzir dados primários sobre a concentração e a composição química de material particulado na região do Mato Grosso. A caracterização de massa e composição química do material particulado fino e grosso será relacionada com a ocorrência de queimadas e dados sócio-econômicos da região. A hipótese é que o extenso processo de mudança do uso do solo e a urbanização ao longo da BR163 estão causando uma alteração significativa na qualidade do ar e representa um elemento de impacto ambiental. As informações coletadas deverão servir como ponto de partida para um acompanhamento direto sistemático ao longo do tempo visando à validação de dados modelados gerados por órgãos oficiais como o CPTEC e a EMBRAPA, inclusive para contribuir na observação da evolução do fenômeno numa área que continua apresentando um acentuado dinamismo geopolítico.

Metodologia

Coletas

17Ao todo, coletou-se 100 amostras de material particulado (50 de PM finoe 50 de PM grosso) nos dias e locais apontados na Tabela 1. Todas as amostragens foram efetuadas dentro ou em proximidade das sedes urbanas de cada município. A Figura 3 mostra a localização de cada ponto de amostragem no território do Mato Grosso, os municípios escolhidos e os principais eixos rodoviários do estado. Cuiabá e Rondonópolis, respectivamente o primeiro e o segundo maiores aglomerados urbanos do Mato Grosso, são situados na parte sul do Estado. Guarantã do Norte se localiza nos Planaltos Residuais da Amazônia Meridional. Já os demais municípios são localizados na Chapada dos Parecis, um vasto planalto (a aprox. 300 m de altitude) na bacia do Amazonas que, por sua topografia plana, é extremamente propício à atividade agrícola. Sorriso, Sinop e Guarantã do Norte ficam no eixo norte-sul definido pela BR163, enquanto os territórios de Juara e Feliz Natal cobrem áreas no leste e no oeste, respectivamente, da rodovia Cuiabá-Santarém, em regiões onde se colocam trechos do arco do desmatamento e do avanço da agricultura em grande escala.

18Para este trabalho, um amostrador tipo Low Volume Sampler (Mini-Vol) foi montado e adaptado especialmente para a execução das coletas utilizando as informações existentes em um trabalho de Hopke et al. (1997) e tem seu design descrito por Maenhaut et al. (1993) (apud HOPKE et al., 1997). Morrone et al. (2010) ilustram os detalhes da montagem usada para o presente trabalho. Duas frações de partículas foram coletadas, o PM fino (fine mode PM) e o PM grosso (coarse mode PM), usando-sefiltros de policarbonato Isopore™ Membrane Filters, (diâmetro de 47 mm) com poros de 8 µm e de 0,4 µm. Cada amostragem correspondeu a um período de 15 a 20 h de coleta.  Um amostrador dicotômico – Andersen Graseby, modelo 241 (Marques, 2010) serviu para as amostragens de setembro em Cuiabá.

Análise das amostras

19O material particulado amostrado nos filtros passa essencialmente por duas etapas de análise: a análise gravimétrica, que possui o intuito de fornecer a massa do material para o cálculo da concentração, e as análises químicas por Espectroscopia de Refletância e Fluorescência de Raios X por Dispersão de Energia (EDX), que visam identificar a composição química do material particulado coletado.

20Para a execução da análise gravimétrica, os filtros são alocados em placas de petri e permaneceram por 24h em um ambiente climatizado com temperatura de 20º C e umidade de 50%. Este procedimento faz-se necessário para uniformizar as condições de medição que influenciam na quantidade de umidade adsorvida na superfície do filtro e assim garantir uma medição a mais exata possível da massa. Além disso, cuidou-se por reduzir a carga estática existente nos filtros. Após a estabilização dos filtros, estes são pesados em triplicata (balança de alta precisão da Mettler Toledo, modelo MX5). Realiza-se este procedimento antes e depois da execução das coletas. Uma vez conhecidos a massa de particulado acumulada no filtro (por diferença) e o volume de ar coletado, é possível identificar a concentração do poluente no ar.

Tabela 1 Detalhes sobre a localização e datas do início das amostragens de material particulado nos diferentes municípios do Estado do Mato Grosso.

Município

Local

Coordenadas

Datas

GUARANTÃ DO NORTE

Estação Meteorológica do Inmet

Área urbana

Latitude: -9º57'00"

Longitude: -54º52'60"

Altitude: 320 m

09/09/2009

10/09/2009

11/09/2009

12/09/2009

SINOP

Centro Pesquisas da Empaer

Área rural, 20 km do centro urbano

Latitude: -11º58'56"

Longitude: -55º33'57"

Altitude: 371 m

15/09/2009

16/09/2009

17/09/2009

18/09/2009

JUARA

Instalações Feira do gado do município

Periferia da área urbana

Latitude: -11º16'49"

Longitude: -57º31'36''

Altitude: 260 m

19/09/2009

20/09/2009

21/09/2009

22/09/2009

FELIZ NATAL

Estação de bombeamento água da prefeitura

Área urbana

Latitude: -12º23'10"

Longitude: -54º55'11"

Altitude: 370 m

23/09/2009

24/09/2009

25/09/2009

26/09/2009

27/09/2009

SORRISO

Instalações da Rádio Sorriso (prox. estação meteorológica do Inmet)

Área urbana

Latitude: -12º32'43''

Longitude: -55º42'41''

Altitude: 380 m

28/09/2009

29/09/2009

30/09/2009

01/10/2009

RONDONÓPOLIS

Estação meteorológica da UFMT/Inmet

Periferia da área urbana

Latitude: -16º47'00''

Longitude: -54º33'60''

Altitude: 284 m

05/10/2009

06/10/2009

07/10/2009

08/10/2009

CUIABÁ

Estação meteorológica da UFMT

Área urbana

Latitude: -15º36'40''

Longitude: -56º01'33''

Altitude: 181 m

01, 04, 07, 10,

13-18, 26 e

29/09/2009

Figura 3 Localização dos pontos de amostragem no Estado de Mato Grosso.

Figura 3 Localização dos pontos de amostragem no Estado de Mato Grosso.

21Após a pesagem, os filtros amostrados são encaminhados para as análises químicas: i) Espectroscopia de refletância (Refletômetro Smoke Stain Reflectometer, Diffusion Systems, Modelo M43D) com intuito de identificar a concentração de black carbon na superfície sólida do filtro; ii) Fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDX, equipamento Shimadzu, modelo 700 HS com detector de Si(Li) e feixe para excitação de 1cm de diâmetro) para a determinação quantitativa de Cl, Br, K, Ca, Si, Al, S, P, Zn, Ti, Fe, Cu, Mn, Ni, Cr, V e Pb na superfície sólida. Os espectros de emissão dos raios X característicos dos elementos que constituem a amostra (Filho, 1999) são por fim tratados a partir do software WinQxas criado pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA). Este software determina as áreas líquidas dos picos de linhas características de interesse e, apartir daí, fornece as informações qualitativas e quantitativas dos espectros de raios X analisados (Estevam, 2005).

Resultados e discussão

22A Tabela 2 reporta, junto com alguns dados sócio-econômicos, informações sobre focos de queimadas em cada município e concentrações médias de material particulado inalável (PM10) e black carbon total, que corresponde a soma do elemento encontrado no particulado fino e grosso (BC10), comparando com valores de Cuiabá.

23Na região de Cuiabá, maior centro urbano do Estado, deve-se destacar que a atividade de mineração de calcário para fins agrícolas e para produção de cimento pode contribuir significativamente na emissão de material particulado para a atmosfera. As principais jazidas calcárias do Mato Grosso são localizadas principalmente nos municípios de Nobres (cerca de 120 km ao norte do centro de Cuiabá, seguindo a BR-364/163) e Rosário Oeste. Estes dois municípios, juntamente com Cuiabá, produzem mais da metade de todo o calcário do estado de Mato Grosso (SEPLAN, 2009). Portanto, as mais altas concentrações de PM10 e BC10 destacam-se em função de fontes mais intensas diretamente ligadas a atividades antrópicas, como queima de combustíveis pela maior frota veicular do estado e atividade mineral e industrial (produção de cimento).

24Rondonópolis, apesar de ser o segundo aglomerado urbano do Estado e sede de importantes plantas industriais, não sofre influências tão significativas de fontes de PM, apresentando a menor concentração de PM10 entre as cidades estudadas.

25É interessante observar que os resultados de concentração de PM10 e BC10 (Tabela 2) estão na mesma faixa dos dados obtidos em períodos de seca para a região da Amazônia, apresentados na Introdução do presente trabalho. Em geral, os resultados foram bem abaixo do observado em Alta Floresta, que teve valores de PM10 atingindo 600 g m-3, porém acima dos resultados observados em Balbina, região com nenhuma influência de atividades antrópicas ou de queimadas. Entretanto, o mês de setembro de 2009 foi caracterizado por um regime de chuvas excepcionalmente elevado para esta época do ano, o que certamente contribuiu significativamente para abaixar os valores médios das concentrações de PM10 e BC10 com relação ao esperado para a esta época em função do estudo anterior em Alta Floresta.

Tabela 2 Alguns dados sócio-econômicos dos municípios onde foram realizadas as coletas e concentração em massa do material particulado (PM10) e black carbon (BC10).

Tabela 2 Alguns dados sócio-econômicos dos municípios onde foram realizadas as coletas e concentração em massa do material particulado (PM10) e black carbon (BC10).

aPrevisão IBGE para 2009, bdados  de 2005 (Detran-MT, 2008), cDados 2006 (Seplan/MT, 2009), dSomatória, dados 2006 (Seplan/MT, 2009).  eMedidas de focos de queimadas por satélite (INPE/CPTEC) e entre parênteses estão as porcentagens calculadas com relação ao total de queimadas detectadas no MT: 303.055 (2004) e 34.331 (2009).

26As Figuras 4 e 5 mostram as variabilidades diárias das concentrações de PM fino e PM grossomedidas nas cidades de Guarantã do Norte, Sinop, Feliz Natal, e Rondonópolis. As variabilidades observadas podem ser associadas aos episódios de chuva em praticamente todos os pontos de coleta. Em particular, a semelhança observada no perfil de variabilidade entre dias diferentes para as duas frações demonstra que ela está efetivamente associada a fenômenos predominantemente meteorológicos (chuvas ou eventualmente mudança na direção do vento). Em particular, houve chuva em Guarantã do Norte no segundo e terceiro dia; em Sinop, no terceiro e quarto dia; em Juara no segundo dia; em Feliz Natal no primeiro e segundo dia; em Sorriso no quarto dia; e em Rondonópolis no segundo dia.

27

Figura 4 Variabilidade diária da concentração de PM fino nas amostras coletadas nos municípios estudados*

Figura 4 Variabilidade diária da concentração de PM fino nas amostras coletadas nos municípios estudados*

* GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO), no período entre 9 de setembro e 8 de outubro de 2009

Figura 5 Variabilidade diária da concentração de PM grosso nas amostras coletadas nos municípios estudados*

*GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO), no período entre 9 de setembro e 8 de outubro de 2009.

28Na figura 6 pode-se observar que, com exceção de Sinop, a concentração de PM grosso foi mais alta do que PM fino. Este resultado de maior concentração média de PM fino em Sinop pode ser associado a transporte atmosférico (ação de ventos) deste poluente, mais leve comparado ao PM grosso, já que o ponto de coleta em Sinop foi escolhido a 20 km do centro da cidade. Ainda se destaca Rondonópolis, segundo maior aglomerado urbano do estado com níveis bastante baixos de ambas as frações, especialmente se comparado com Feliz Natal e, em medida menor, Juara, cidades de caráter rural.

29Em Cuiabá, no mês de setembro de 2009 as concentrações de PM fino e grosso variaram de 16 a 40 μg m-3 e de 22 a 115 μg m-3, respectivamente, resultando em PM10 de 35 a 155μg m-3. Em amostragens realizadas em setembro de 2006, obteve-se níveis máximos de 105 μg m-3 (PM fino), 70 μg m-3 (PM grosso) e 161 μg m-3 (PM10) período em que se registrou maior incidência de focos de queimadas, associados à distribuição irregular de precipitação (Marques et al., 2008). Desta forma, observaram-se concentrações que ultrapassaram os padrões estabelecidos pelo CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente), cujo valor é de 60 μg m-3 para média anual de PM10 (inalável), e de 150 μg m-3 para 24 horas (sendo permitida somente uma ultrapassagem por ano). O CONAMA não estabelece padrão para PM fino. Entretanto, considerando as recomendações da Organização Mundial de Saúde (WHO, 2006), as concentrações desta fração de PM não poderiam ultrapassar 25 μg m-3 em 24 horas, e a média anual deveria ser no máximo de 10 μg m-3. Observa-se, porém, que neste experimento de setembro de 2009, as concentrações ultrapassaram a recomendação diária da WHO em 5 dias. As concentrações tendem a aumentar conforme maior for incidência de focos de queimadas e em função da ocorrência de inversões térmicas neste período.

Figura 6 Concentrações médias de PM fino (barras texturizadas) e grosso (barras cheias) nas amostras coletadas nos municípios estudados*

*GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO).

30O black carbon apresentou maior concentração no PM fino, demonstrando que esta fração tem uma clara origem associada a processos de queima, tanto de biomassa quanto de combustíveis (Figura 7). A maior concentração de black carbon em Sorriso e Sinop pode estar associada ao fato destas cidades serem localizadas na BR 163 e terem atividade industrial mais desenvolvida que as demais cidades do estudo, somado ao efeito de transporte atmosférico, mais favorável para partículas finas. Além disso, ambas as cidades possuem localização central com relação ao arco do desmatamento, de modo que é bastante provável que elas recebam contribuições de PM de ambos os lados, o que deve contribuir para elevar o nível de contaminação por parte da fração fina.

Figura 7 Concentrações médias de black carbon em PM grosso (barras cheias) e PM fino (barras texturizadas) nas amostras coletadas nos municípios estudados*

Figura 7 Concentrações médias de black carbon em PM grosso (barras cheias) e PM fino (barras texturizadas) nas amostras coletadas nos municípios estudados*

*GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO).

31Em Cuiabá, as concentrações de black carbon foram maiores do que as encontradas nos outros municípios do estado, uma vez que esta região, com cerca de 20% da população de todo o estado, possui a maior frota de veículos (Tabela 2). As concentrações de black carbon variaram entre 2,33 a 18,3 μg m-3, sendo que 79,2% da sua massa estavam presentes no PMfino. A média nesta fração em Cuiabá supera Sorriso, o local mais contaminado em termos absolutos entre as cidades da região agrícola, de um fator 5,5. No entanto, a frota veicular de Cuiabá é praticamente 8 vezes maior que Sorriso, fato que indica que a diferença em emissões veiculares entre os dois centros urbanos sozinha não justifica o teor deste poluente na cidade de Sorriso.

32Os resultados da ponderação dos valores da concentração de PMfino e black carbon (no PMfino) em relação ao número de habitantes dos municípios estão apresentados na Figura 8. Com isto, pretende-se normalizar os dados de poluição visando uma comparação em que o grau de desenvolvimento não pese demasiadamente a favor dos principais centros urbanos do estado. Nesta perspectiva, destacam-se os municípios de Feliz Natal, Juara e Guarantã do Norte (Figura 8), ou seja, aqueles que ficam localizados ao longo do arco do desmatamento. Feliz Natal e Juara apresentam as taxas de queimadas mais elevadas (Tabela 2), embora o número de queimadas deva ser usado com cautela por conta do tamanho do município. De qualquer forma, tanto Feliz Natal como Juara são os únicos dois municípios do grupo que entre 2004 e 2009 apresentaram um aumento relativo na quantidade de focos de queimadas, demonstrando estarem ainda localizados em regiões do estado com significativa taxa de desmatamento. O resultado observado indica a forte contribuição das queimadas para a deterioração da qualidade do ar da região de Feliz Natal e de Juara (Fig. 8).

33O terceiro lugar de Guarantã do Norte nesta ponderação se justifica pelo fato de ser localizado numa região onde o avanço da frente é menos intenso em termos de queimadas e é comparável a Sorriso onde o desmatamento já foi mais intenso no passado. De qualquer forma, a região de Guarantã do Norte é atualmente mais voltada para a pecuária. As cidades da região agrícola, em termos de poluição “ponderada” pelo desenvolvimento humano se colocam todas na frente de Rondonópolis.

Figura 8Concentrações de PMfino (μg m-3, barras cheias) e de black carbon no PMfino (μg m-3, barras texturizadas) ponderadas pela população dos municípios estudados*

*GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO). Para fins de diagramação os valores foram multiplicados respectivamente por 103 e 104.

34Outra análise interessante destaca a relação linear (Figura 9) entre a produção de madeira e a poluição (PMfino), sinal da interligação entre este problema ambiental e a alteração do uso do território. Não constam os municípios de Sinop e Sorriso, uma vez que a contribuição mais marcante do transporte e da atividade industrial causou a exclusão destes municípios da correlação apresentada na Figura 9.

Figura 9Correlação entre produção de madeira em tora e concentração de PMfino nos municípios de GUARANTÃ DO NORTE (GU), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN) e RONDONÓPOLIS (RO).

Figura 9Correlação entre produção de madeira em tora e concentração de PMfino nos municípios de GUARANTÃ DO NORTE (GU), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN) e RONDONÓPOLIS (RO).

35O resultado de uma primeira triagem da composição elementar do PM em 10 amostras da fração fina está mostrado nas Figuras 10 e 11. Com relação aos elementos majoritários determinados (Si, Al, Fe, Ti, S, K e Ca), observa-se que a variação relativa de Si, Al e Fe acontece quase sempre de forma simultânea para os três elementos e é acompanhada por uma variação no sentido contrário de K e S, também acoplados na resposta. Desta forma, embora de maneira exploratória, sugere-se que o primeiro grupo de espécies seja característico de um PM tendo o solo como sua origem e que o segundo grupo sinalize processos de queima como fonte (conjectura corroborada pela literatura).

36 Nesta perspectiva, Guarantã do Norte é o local com a maior contribuição do solo, embora o teor de K e S seja bastante significativo. No outro extremo, Rondonópolis aponta para um PM que, embora bem menos concentrado que nos outros municípios, tem a queima como sua principal fonte. Merece destaque o fato que a composição relativa entre Feliz Natal e Sorriso seja parecida e, embora no primeiro sobressaia o ferro, estes são os dois municípios com maior quantidade de cálcio. Sinop e Juara apresentam menor contribuição de ressuspensão do solo e maior influência de queimadas, o que é compatível com o resultado da concentração de black carbon mostrada acima com relação à qual os dois municípios se colocam respectivamente em segundo e terceiro lugar, superados somente por Sorriso.

*GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO)

37A comparação entre a distribuição de concentração de alguns metais pesados no PM fino das diferentes cidades estudadas pode ser vista na Figura 11. Destaca-se que o PM fino pode atingir regiões mais profundas do trato respiratório em relação ao PM grosso. Portanto, é preocupante que nesta fração de partículas estejam presentes em proporção significativa metais tóxicos como chumbo, que não foi detectado apenas em Juara. Outro dado que chama a atenção é que em Sorriso foram observados os sete metais avaliados, apesar de chumbo ter apresentado a menor proporção. Talvez, isto pode ocorrer devido a queima de combustíveis, principalmente diesel por caminhões na BR163, que corta toda a extensão do município, fato este também relacionado à maior concentração de black carbon observada nesta cidade como mostrado na Tabela 2. Vanádio é tradicionalmente associado a fontes veiculares e sua concentração mais alta em Sinop e Sorriso, embora curiosamente não em Rondonópolis, pode derivar disso. Cromo predomina em Guarantã do Norte, talvez em função da riqueza mineral da região, mas é encontrado em Feliz Natal e Sorriso também. Observa-se que zinco e chumbo foram os metais mais presentes nas amostras estudadas.

Figura 11Concentração de metais pesados (ng mg-1) em amostras de PM fino coletadas nos municípios estudados*

Figura 11Concentração de metais pesados (ng mg-1) em amostras de PM fino coletadas nos municípios estudados*

*GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR)e RONDONÓPOLIS (RO).

Conclusões

38A contaminação por PM no estado do Mato Grosso, e em particular na região agrícola em proximidade do arco do desmatamento, apesar de não alcançar, em termos absolutos, níveis quantitativos próximos aos de grandes centros urbanos, como a capital do estado, apresenta valores relativos bem superiores àqueles esperados pelo tamanho da população e outros indicadores de desenvolvimento de atividades humanas tradicionalmente poluidoras. Nisso se destacam Feliz Natal e Juara, municípios que continuam registrando aumento no número de focos de queimadas com relação aos anos passados e as mais intensas atividades de extração da madeira em tora. Além disso, do ponto de vista químico, há confirmação da relação do PM fino com processos de queimadas de modo que, no conjunto, existem elementos para confirmar que a dinâmica da transformação do território é um fator que contribui de forma determinante na formação e acúmulo deste poluente na atmosfera da região. As duas principais cidades do Planalto dos Parecis, Sinop e Sorriso, parecem acumular os efeitos das emissões pelas queimadas, pelo transporte e pelas atividades industriais (assim como Rondonópolis onde, no entanto, o resultado foi quantitativamente bem menos intenso).

39Em termos qualitativos, o material particulado presente na atmosfera das cidades de Mato Grosso representa parâmetro potencialmente negativo para a saúde da população local tanto pela concentração quanto pela presença de black carbon e de metais pesados, como chumbo e cromo. O black carbon está frequentemente associado a Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (Policyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs), um conjunto de compostos químicos formados em processos de queima de com alto potencial tóxico e cancerígenos. Apesar de não ter sido possível avaliar a concentração e a distribuição destas espécies, é muito provável que black carbon e PAHs tenham alguma correlação, indicando uma possível agravante no conjunto de impactos do PM.

40Apesar da diminuição surpreendente do número de queimadas ao longo dos últimos 3 anos (talvez definitiva, talvez não, conforme será preciso verificar e no que pese o atual contexto político é outro aspecto a ser avaliado nos próximos anos) e de 2009 ter sido um ano com alto índice pluviométrico, as queimadas continuam a ocorrer somando-se a outras fontes antrópicas como queima de combustíveis pelo tráfego da BR163, além das atividades de mineração e agropecuária. Mas também os resultados, que compreenderam um período curto, mostraram uma situação de alerta e a importância de se iniciar um estudo mais sistemático e continuo para mais completa avaliação dos efeitos das queimadas ao ecossistema natural e à saúde humana.

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Anexo

Agradecimentos

Os autores gostariam de manifestar seus agradecimentos aos patrocinadores da viagem “Conhecendo a Amazônia e as dinâmicas territoriais do Mato Grosso” (no âmbito das atividades do ano da França no Brasil, 2009) que financiaram parcialmente a viagem de campo e a coleta de amostras; os especialistas do Laboratório de Análise dos Processos Atmosféricos do IAG-USP que realizaram as análises químicas: Rosana Astolfo, Guilherme Lisbão e a Profa. Dra. Regina M. de Miranda; e as seguintes entidades que possibilitaram as coletas de amostras no Mato Grosso: o escritório do Inmet de Cuiabá (Sra. Marina Padilha), as prefeituras de Guarantã do Norte (Secretário da Agricultura e Meio Ambiente, Sr. Julio Cesar Fantin e toda a equipe da estação meteorológica), Feliz Natal (Vice-Prefeito, Sr. Edson Castro Fonseca e toda a equipe da estação de bombeamento de água) e Sorriso (Secretário da Agricultura e Meio Ambiente, Sr. Marcio Kauhan); os escritórios da Empaer (Empresa Matogrossense de Pesquisa, Assistência e Extensão Rural S/A) de Sinop (Sr. Wanderley) e de Juara (Sr. Alzamir); a rádio Sorriso e os Srs. Zeca e Olímpio; a Universidade Federal do Mato Grosso, campus de Rondonópolis (Profs. Drs. Jeater W.M.C Santos e José Roberto Tarifa).  

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Notas

1  Evidentemente, uma quantidade muito maior de biomassa é usada para a geração de energia depois de convertida em biocombustíveis, como etanol e biodiesel. Por outro lado, a queima de biocombustível, geralmente, ocorre em condições de combustão muito mais eficiente e gera, proporcionalmente, menos sub-produtos.

2 PM10: Material particulado inalável, soma das chamadas fração grossa (partículas com diâmetro aerodinâmico 2,5 < d < 10 μm) e fina (partículas com diâmetro aerodinâmico d < 2,5 μm).

3 Black Carbon (BC): Substância preta constituída essencialmente de carbono na forma elementar resultado da combustão incompleta de matéria orgânica

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Índice das ilustrações

Créditos Fonte: Embrapa, 2010
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Título Figura 2. Fotografia da cidade de Cuiabá vista do Aeroporto Marechal Rondon em ocasião de evento de queima de biomassa (em cima), em setembro de 2007 e, após eventos de chuva (em baixo), um mês depois
URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/6646/img-2.jpg
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Créditos FONTE: Amanda Dias, 2007
URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/6646/img-3.jpg
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Título Figura 3 Localização dos pontos de amostragem no Estado de Mato Grosso.
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Ficheiro image/jpeg, 88k
Título Tabela 2 Alguns dados sócio-econômicos dos municípios onde foram realizadas as coletas e concentração em massa do material particulado (PM10) e black carbon (BC10).
Legenda aPrevisão IBGE para 2009, bdados  de 2005 (Detran-MT, 2008), cDados 2006 (Seplan/MT, 2009), dSomatória, dados 2006 (Seplan/MT, 2009).  eMedidas de focos de queimadas por satélite (INPE/CPTEC) e entre parênteses estão as porcentagens calculadas com relação ao total de queimadas detectadas no MT: 303.055 (2004) e 34.331 (2009).
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Título Figura 4 Variabilidade diária da concentração de PM fino nas amostras coletadas nos municípios estudados*
Legenda * GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO), no período entre 9 de setembro e 8 de outubro de 2009
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Legenda *GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO), no período entre 9 de setembro e 8 de outubro de 2009.
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Legenda *GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO).
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Título Figura 7 Concentrações médias de black carbon em PM grosso (barras cheias) e PM fino (barras texturizadas) nas amostras coletadas nos municípios estudados*
Legenda *GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO).
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Legenda *GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO). Para fins de diagramação os valores foram multiplicados respectivamente por 103 e 104.
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Título Figura 9Correlação entre produção de madeira em tora e concentração de PMfino nos municípios de GUARANTÃ DO NORTE (GU), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN) e RONDONÓPOLIS (RO).
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Legenda *GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR) e RONDONÓPOLIS (RO)
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Título Figura 11Concentração de metais pesados (ng mg-1) em amostras de PM fino coletadas nos municípios estudados*
Legenda *GUARANTÃ DO NORTE (GU), SINOP (SI), JUARA (JU), FELIZ NATAL (FN), SORRISO (SR)e RONDONÓPOLIS (RO).
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Para citar este artigo

Referência eletrónica

Andrea Cavicchioli, Ericka Pardini Morrone, Rodrigo Marques e Adalgiza Fornaro, «Impactos atmosféricos das transformações territoriais e do crescimento do agronegócio na Amazônia matogrossense»Confins [Online], 10 | 2010, posto online no dia 18 novembro 2010, consultado o 29 março 2024. URL: http://journals.openedition.org/confins/6646; DOI: https://doi.org/10.4000/confins.6646

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Andrea Cavicchioli

Escola de Artes, Ciências e Humanidades, Universidade de São Paulo, Av. Arlindo Bettio 1000, 03828-000, São Paulo (SP), Brasilandrecav@usp.br

Artigos do mesmo autor

Ericka Pardini Morrone

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Rodrigo Marques

Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo, Rua do Matão 1226, 05508-090, São Paulo (SP), Brasil

Adalgiza Fornaro

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