Estudo sobre a concentração e fluxo de compostos orgânicos voláteis biogênicos em tempo real em uma floresta primária na Flona do Tapajós, Amazônia Central
It is estimated that 90% of the annual emission of Biogenic Volatile Organic Compounds (BCOVs) into the atmosphere is of biogenic origin. BVOCs play as a "fuel" that keeps oxidative photochemistry in operation in the atmospheric processes (KOPPMANN, 2007). Recent studies about atmospheric chemistry...
| Autor principal: | BATALHA, Sarah Suely Alves |
|---|---|
| Grau: | Tese |
| Idioma: | pt_BR |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Oeste do Pará
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
https://repositorio.ufopa.edu.br/jspui/handle/123456789/54 |
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ir-123456789-542021-05-05T19:07:42Z Estudo sobre a concentração e fluxo de compostos orgânicos voláteis biogênicos em tempo real em uma floresta primária na Flona do Tapajós, Amazônia Central BATALHA, Sarah Suely Alves SILVA, Julio Tóta da http://lattes.cnpq.br/3850475880747662 https://orcid.org/0000-0003-4093-6586 Florestas Tropicais Química Atmosférica Hidrocarbonetos Meteorologia Fluxo turbulento Floresta Nacional do Tapajós CNPQ::GEOCIÊNCIAS::METEOROLOGIA::QUÍMICA DA ATMOSFERA RECURSOS NATURAIS, BIODIVERSIDADE E BIOPROSPECÇÃO NA AMAZÔNIA SOCIEDADE, NATUREZA E DESENVOLVIMENTO It is estimated that 90% of the annual emission of Biogenic Volatile Organic Compounds (BCOVs) into the atmosphere is of biogenic origin. BVOCs play as a "fuel" that keeps oxidative photochemistry in operation in the atmospheric processes (KOPPMANN, 2007). Recent studies about atmospheric chemistry in tropical forests show that the characterization of organic compounds is challenged due the difficulties of measurements and analyzes. This is due to the difficulties in implementing research logistics at forest centers as well as the high variability and reactivity of organic gases and organic particles emitted by the vegetation to the atmosphere. Thus, our aim was to measure the concentration and flows of BVOCs in an old-growth forest in the Tapajos National Forest in real time. The study area is in the research site of km 67 of the Cuiabá-Santarém Highway. The campaign took place in June 2014, corresponding to the transition period between the two predominant seasons in the region: rainy and dry. The mixing ratio and Eddy Covariance (EC) methods were applied. To these measurements, for the first time in an Amazon rainforest, a proton-transfer-time-of-flight mass analyzer (PTR-TOF-MS) was runned, which, due its high resolution, has been able to identify compounds in the atmosphere at the pptv level, as well as it can to separate isobaric ions. We identified 51 carbon compounds in the protonated ion mass range from 33.034 to 137.132. The focus on the turbulence analyzes were isoprene (mass 69) and monoterpenes (mass 137) terpenoids, because they are predominant compounds of the plant metabolism. The daily concentration averages were 1.4 ppbv of isoprene and 0.18 ppbv of monoterpenes, with maximums of 4.1 ppbv of isoprene and 0.55 ppbv of monoterpenes. There was a significant emission of monoterpenes in relation to the proportion of isoprene, with a maximum of 1.4959 mg.m-2.h-1, which corresponded to one-third of the isoprene emission (4.384 mg.m-2.h-1). The most significant meteorological variables for the emission of BVOCs were temperature, sensible heat flux and wind friction velocity. Thus, the data presented in this research for the study region expressed the importance of the turbulent flow as a determining factor for the Biosphere-Atmosphere interaction. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas do Pará Centro Universitário da Amazônia Estima-se que 90% da emissão anual de Compostos Orgânicos Voláteis para a atmosfera é de origem biogênica (COVBs). Os COVBs funcionam como um “combustível” que mantém em funcionamento a fotoquímica oxidativa nos processos atmosféricos (KOPPMANN, 2007). Os recentes estudos sobre a química atmosférica em florestas tropicais demonstram que a caracterização dos compostos orgânicos é desafiada pelas dificuldades de medidas e análises. Isto ocorre devido as dificuldades na implementação de uma logística para pesquisas no centro das florestas, bem como a alta variabilidade e reatividade de gases e partículas químicas orgânicas emitidas pela vegetação para a atmosfera. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi medir a concentração e os fluxos de COVBs em uma floresta primária na Floresta Nacional do Tapajós em tempo real. A área em estudo localiza-se na base de pesquisas do km 67 da Rodovia Cuiabá-Santarém. A campanha ocorreu no mês de junho de 2014, correspondente ao período de transição entre as duas estações predominantes na região: chuvosa e seca. Foram aplicados os métodos de razão de mistura e a covariância dos vórtices turbulentos (Eddy Covariance – EC). Utilizou-se para essas medidas, pela primeira vez em uma floresta tropical amazônica, um analisador de massas por transferência de próton e tempo de voo (PTR-TOF-MS, sigla em inglês), que, devido a sua alta resolução, consegue identificar compostos na atmosfera em nível pptv, bem como possibilita separar íons isobáricos. Foram identificados 51 compostos de carbono no intervalo de massa de íons protonados de 33,034 a 137,132. Por serem compostos predominantes do metabolismo das plantas, o foco nas análises de turbulência foram os terpenóides isopreno (massa 69) e monoterpenos (massa 137). As médias das concentrações diárias foram 1.4 ppbv para isopreno e 0.18 ppbv para monoterpenos, com máximas de 4.1 ppbv para isopreno e 0.55 ppbv para monoterpenos. Ocorreu expressiva emissão de monoterpenos em relação a proporção de isopreno, com máxima 1,4959 mg.m-2.h-1, o que correspondeu a um terço da emissão de isopreno (4,3854 mg.m-2.h-1). As variáveis meteorológicas mais significativas para emissão dos COVBs foram temperatura, fluxo do calor sensível e velocidade de fricção do vento. Com isso, os dados apresentados nesta pesquisa para a região em estudo expressaram a importância do fluxo turbulento como fator determinante para a interação biosfera-atmosfera. 2020-12-15T19:14:28Z 2020-12-15T19:14:28Z 2019-01 Thesis BATALHA, Sarah Suely Alves. Estudo sobre a concentração e fluxo de compostos orgânicos voláteis biogênicos em tempo real em uma floresta primária na Flona do Tapajós, Amazônia Central. Orientador: Julio Tóta Silva. 2019. 93 f. Tese (Doutorado em Ciências Ambientais) – Programa de Pós Graduação em Sociedade Natureza e Desenvolvimento, Universidade Federal do Oeste do Pará, Santarém, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufopa.edu.br/jspui/handle/123456789/54. Acesso em:. https://repositorio.ufopa.edu.br/jspui/handle/123456789/54 pt_BR Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ application/pdf Universidade Federal do Oeste do Pará Brasil Programa de Pós-Graduação em Sociedade, Natureza e Desenvolvimento UFOPA Instituto de Biodiversidade e Florestas 1 CD-ROM |
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Repositório Institucional - Universidade Federa ldo Oeste do Pará - UFOPA |
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It is estimated that 90% of the annual emission of Biogenic Volatile Organic Compounds (BCOVs) into the atmosphere is of biogenic origin. BVOCs play as a "fuel" that keeps oxidative photochemistry in operation in the atmospheric processes (KOPPMANN, 2007). Recent studies about atmospheric chemistry in tropical forests show that the characterization of organic compounds is challenged due the difficulties of measurements and analyzes. This is due to the difficulties in implementing research logistics at forest centers as well as the high variability and reactivity of organic gases and organic particles emitted by the vegetation to the atmosphere. Thus, our aim was to measure the concentration and flows of BVOCs in an old-growth forest in the Tapajos National Forest in real time. The study area is in the research site of km 67 of the Cuiabá-Santarém Highway. The campaign took place in June 2014, corresponding to the transition period between the two predominant seasons in the region: rainy and dry. The mixing ratio and Eddy Covariance (EC) methods were applied. To these measurements, for the first time in an Amazon rainforest, a proton-transfer-time-of-flight mass analyzer (PTR-TOF-MS) was runned, which, due its high resolution, has been able to identify compounds in the atmosphere at the pptv level, as well as it can to separate isobaric ions. We identified 51 carbon compounds in the protonated ion mass range from 33.034 to 137.132. The focus on the turbulence analyzes were isoprene (mass 69) and monoterpenes (mass 137) terpenoids, because they are predominant compounds of the plant metabolism. The daily concentration averages were 1.4 ppbv of isoprene and 0.18 ppbv of monoterpenes, with maximums of 4.1 ppbv of isoprene and 0.55 ppbv of monoterpenes. There was a significant emission of monoterpenes in relation to the proportion of isoprene, with a maximum of 1.4959 mg.m-2.h-1, which corresponded to one-third of the isoprene emission (4.384 mg.m-2.h-1). The most significant meteorological variables for the emission of BVOCs were temperature, sensible heat flux and wind friction velocity. Thus, the data presented in this research for the study region expressed the importance of the turbulent flow as a determining factor for the Biosphere-Atmosphere interaction. |
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