Children exposure to inorganic and organic chemical compounds in particulate matter: characterisation and source identification

06/23/2022

A exposição à matéria particulada (PM, do inglês particulate matter) está associada a efeitos adversos na saúde, principalmente em grupos populacionais suscetíveis, como as crianças. Esta tese pretende (i) caracterizar as partículas amostradas nos microambientes mais utilizados pelas crianças; (ii) avaliar a exposição diária das crianças aos compostos químicos que constituem a PM e estimar a contribuição dos vários microambientes para essa exposição; (iii) avaliar a dose interna de PM aplicando modelos de dosimetria; e (iv) quantificar a contribuição das fontes de PM para a exposição pessoal através da aplicação de modelos no recetor. Os resultados mostraram que as concentrações médias de PM2.5 e PM10 medidas nas salas de aula (35.3 e 65.4 μg/m3 , respetivamente) excederam os valores-limite estabelecidos pela legislação portuguesa para a qualidade do ar interior. A PM amostrada nas escolas foi caracterizada por elevados teores de matéria orgânica e elementos minerais resultantes da ocupação, ressuspensão de poeira e giz. Nas casas, as concentrações foram significativamente inferiores, contudo também se verificou uma elevada contribuição da matéria orgânica para a PM. Os microambientes interiores foram os que mais contribuíram para a exposição diária das crianças a PM2.5 e PM10, com valores acima de 80% e 65%, respetivamente. Através da análise microbiológica da poeira sedimentada, foram encontradas nos quartos e salas, secções de Aspergillus (como Nigri e Candidi) que possuem potencial toxigénico, e exibiram suscetibilidade reduzida a um ou mais azóis. Através da aplicação de modelos de dosimetria, verificou-se que, em média, 3% da PM deposita-se na região brônquica, enquanto 5% a 8% se deposita na região bronquiolar. Por fim, foram estudadas as fontes de emissão que influenciam a exposição das crianças à PM. Nove fatores foram identificados: emissões de escape e não escape do tráfego, partículas secundárias, combustão de fuel, indústria, sal marinho, solo, poeira urbana e uma fonte interior caracterizada por níveis elevados de carbono orgânico. Exposure to particulate matter (PM) is associated with adverse health effects, especially in susceptible population groups such as children. This thesis aims to (i) characterise the particles sampled in the microenvironments (MEs) mostly frequented by children, using complementary techniques; (ii) assess the daily exposure of children to PM chemical compounds and estimate the contribution of the different MEs for this exposure; (iii) assess the internal dose of PM by applying numerical dosimetry models; and (iv) quantify the contribution of the sources of PM to the personal exposure using receptor models. The results showed that the average concentrations of PM2.5 and PM10 measured in classrooms (35.3 and 65.4 μg/m3 , respectively) exceeded the limit values established by the Portuguese legislation for indoor air quality. The PM sampled in schools was characterised by high levels of organic matter and mineral elements resulting from occupation, resuspension of dust and chalk. In the houses, the concentrations were significantly lower, however, there was also a high contribution of organic matter to PM. Indoor MEs were the main contributors to the children's daily exposure to PM2.5 and PM10, with values above 80% and 65%, respectively. The microbiological analysis of settled dust showed the presence of sections of Aspergillus, with toxigenic potential and reduced susceptibility to one or more azoles, in bedrooms and living rooms. Through the application of dosimetry models, it was found that, on average, 3% of PM is deposited in the bronchial region, while 5% to 8% is deposited in the bronchiolar region. Finally, receptor models were used to estimate the contribution of the sources to the children's exposure to PM. Nine factors were identified: exhaust and non-exhaust emissions from traffic, secondary particles, fuel combustion, industry, sea salt, soil, urban dust and an indoor source characterised by high levels of organic carbon.

Authors in the community:

• 

  T

  Tiago Alexandre Ferreira Paes de Faria

  ist187840

  Affiliations and sources

  IST > C2TN

  Centro de Ciências e Tecnologias Nucleares

Supervisors of this institution:

• 

  S

  Susana Marta Lopes Almeida

  ist25472

101552750

Dotoramento em Engenharia do Ambiente

environmental-engineering - Environmental engineering

Keywords

• Crianças
• Qualidade do Ar
• Matéria Particulada
• Exposição
• Dose
• Identificação de Fontes
• Children
• Air Quality
• Particulate Matter
• Exposure
• Dose
• Source Identification

eng - English

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