O carbono negro é o poluente atmosférico mais perigoso do qual você nunca ouviu falar. Suas duas principais fontes, exaustão de diesel e fumaça de lenha de incêndios florestais e aquecimento doméstico, produzem partículas de ar ultrafinas que são até 25 vezes mais perigosas para a saúde por unidade, em comparação com outros tipos de material particulado.



Apesar do seu perigo, o carbono negro é pouco estudado devido à falta de equipamento de monitorização. Sensores de padrão regulatório são extremamente caros para implantar e manter, resultando em cobertura esparsa em regiões famosas pela má qualidade do ar, como a grande área metropolitana de Salt Lake City, em Utah.

Um estudo liderado pela Universidade de Utah descobriu que o AethLabs microAeth MA350, um sensor portátil e mais acessível, registrou concentrações de carbono negro com tanta precisão quanto o Aerosol Magee Scientific AE33, o instrumento mais utilizado para monitorar carbono negro em tempo real.

Os pesquisadores colocaram a tecnologia portátil próxima a um sensor regulatório existente nas instalações da Divisão de Qualidade do Ar de Bountiful Utah, de 30 de agosto de 2021 a agosto. 8 de outubro de 2022. A tecnologia AethLabs registrou quantidades quase idênticas de carbono negro nas escalas de tempo diárias, mensais e sazonais. Os autores também mostraram que o microAeth poderia distinguir entre incêndios florestais e fontes de tráfego, bem como o AE33 em escalas de tempo mais longas.

Como o carbono negro permanece próximo da fonte, o equipamento deve ser localizado para produzir leituras precisas. A portabilidade do microAethsensor permitiria o monitoramento em locais estacionários remotos ou inacessíveis, bem como para uso móvel.

“Ter uma ideia melhor da exposição ao carbono negro em diferentes áreas é uma questão de justiça ambiental”, disse Daniel Mendoza, professor assistente de pesquisa em ciências atmosféricas na Universidade de Utah e principal autor do estudo. "A zona oeste do Vale do Lago Salgado tem uma das piores qualidades do ar da região, em parte porque está mais próxima das fontes de poluição, mas não temos a capacidade de medir com precisão as concentrações de carbono negro. Democratizar os dados com sensores confiáveis ​​e robustos é um primeiro passo importante para proteger todas as comunidades da poluição atmosférica perigosa."

O estudo foi publicado em 1º de fevereiro de 2024 na revista Sensors .

No escuro

Os poluentes do carbono negro são um tipo de material particulado fino (PM2,5), uma classe de partículas de ar pequenas o suficiente para serem inaladas pelos pulmões e absorvidas pela corrente sanguínea. O carbono negro é a verdadeira fuligem, produzida quando os hidrocarbonetos não queimam totalmente e demonstrou migrar para o coração, cérebro, tecido fetal e outros sistemas biológicos.

“A combinação do aumento dos incêndios florestais impulsionados pelas mudanças climáticas antropogênicas e o crescimento populacional constante ao longo da Frente Wasatch nas próximas décadas resultará em novos desafios de poluição que Utah terá de enfrentar”, disse Erik Crosman, professor assistente de ciências ambientais na West Texas A&M University. e coautor do estudo. "O 'micro' etalômetro portátil MA350 poderia ser utilizado na construção de uma melhor rede de observação espacial de sensores de carbono negro precisos, mas de menor custo, em toda a região."

Embora a investigação sugira que a exposição ao carbono negro é 10 a 25 vezes mais perigosa para a saúde respiratória e cardiovascular do que outras PM2,5, os resultados para a saúde a longo prazo são em grande parte desconhecidos. Uma rede de observação precisa é o primeiro passo para estabelecer o risco de doenças e criar políticas de saúde pública eficazes. Este estudo, financiado pela Salt Lake City Corporation, visa ajudar regiões com má qualidade do ar a estabelecer uma base de distribuição de carbono negro.

“É crucial direcionarmos nossas medições para identificar as maiores e mais relevantes fontes de carbono negro”, disse Drew Hill, coautor do estudo que lidera trabalhos de ciência de dados e pesquisa aplicada no AethLabs. “Adicionamos um recurso baseado em princípios físicos para fornecer estimativas em tempo real da quantidade de carbono negro medido produzido pela queima de combustíveis fósseis versus queima de madeira, para permitir que pesquisadores e legisladores triangulem tais fontes.”

Tendo estabelecido a precisão e a relevância regional do sensor portátil, os pesquisadores estão medindo os níveis de carbono negro ao redor do Vale do Lago Salgado, incluindo testes de concentrações presentes dentro de edifícios escolares.

"Primeiro, você precisa fazer leituras. Em alguns bairros você pode observar as concentrações da qualidade do ar e, em seguida, observar a taxa de câncer ou outras doenças naquele bairro", disse Mendoza, que também é professor assistente adjunto na Divisão de Medicina Pulmonar. na Universidade de Saúde de Utah. “Obtendo medições com um alto grau de precisão, agora podemos realmente pensar em caminhos de saúde e políticas para realmente proteger a saúde pulmonar de todos”.

Mais informações: Daniel L. Mendoza et al, Uma comparação de longo prazo entre os monitores de carbono negro AethLabs MA350 e Aerosol Magee Scientific AE33 na área metropolitana de Greater Salt Lake City, Sensores (2024). DOI:10.3390/s24030965
Fornecido pela Universidade de Utah