Evaluation of atmospheric NO2 levels in public transport corridors

Authors

  • Wendy Fernandes Lavigne Quintanilha Federal University of Ceará, Ceará – Brazil
  • Maxwell Lima Maia Federal University of Ceará, Ceará – Brazil
  • Bruno Vieira Bertoncini Federal University of Ceará, Ceará – Brazil https://orcid.org/0000-0002-1434-1960
  • Jefferson Pereira Ribeiro Federal University of Ceará, Ceará – Brazil
  • Demostenis Ramos Cassiano Federal University of Ceará, Ceará – Brazil
  • Francisco Wagner de Sousa Federal University of Ceará, Ceará – Brazil
  • Ronaldo Ferreira do Nascimento Federal University of Ceará, Ceará – Brazil

DOI:

https://doi.org/10.14295/transportes.v29i4.2508

Keywords:

Air pollution, Public transport corridors, Air quality, Public transportation

Abstract

The objective of this work is to evaluate the operational plan for public transport in NO2 concentration levels. Poor air quality affects the environment, the health of the population and the economy, which requires special attention to the issue. The transport sector is the one that most impacts on air quality in urban centres, with emphasis on heavy vehicles, which represent the majority of the public transport fleet. There are several alternatives used to improve this system, such as exclusive bus lanes, often seeking gains in operational aspects, without considering the environmental impact of the system. Thus, in this study, transport corridors were evaluated in the city of Fortaleza-CE, through the association of passive NO2 sampling and the selection of road pairs with similar physical and operational characteristics, in order to enable comparative analysis. Sampling was carried out over a year of observations, seeking to verify the influence of traffic conditions, as well as meteorological conditions. The results obtained show that on roads with an exclusive lane for public transport, there is a positive influence on NO2 concentration.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Wendy Fernandes Lavigne Quintanilha, Federal University of Ceará, Ceará – Brazil

Engenheira Civil pela Universidade Federal do Ceará, Mestre em Engenharia de Transportes pelo Programa de Pós-graduação em Engenharia de Transportes da Universidade Federal do Ceará (PETRAN/UFC). Tem interesse na área de impactos ambientais e transportes, transporte e logística da carga.

Maxwell Lima Maia, Federal University of Ceará, Ceará – Brazil

Químico Industrial pela Universidade Federal do Ceará, Mestre em Química pela Universidade Federal do Ceará. Tem experiência na área de Química Industrial, com ênfase em Química Analítica e Petroquímica.

Bruno Vieira Bertoncini, Federal University of Ceará, Ceará – Brazil

Engenheiro Civil pela Universidade Estadual de Maringá, Doutor em Engenharia de Transportes pela Escola de Engenharia de São Carlos, da Universidade de São Paulo. Professor do Departamento de Engenharia de Transportes da Universidade Federal do Ceará. Tem interesse na área de transporte e logística da carga, impactos ambientais e transportes e transporte urbano de cargas.

Jefferson Pereira Ribeiro, Federal University of Ceará, Ceará – Brazil

Químico Industrial pela Universidade Federal do Ceará, Doutor em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal do Ceará. Tem interesse na área de qualidade do ar e impactos ambientais.

Demostenis Ramos Cassiano, Federal University of Ceará, Ceará – Brazil

Graduado em Tecnologia em Processos Químicos pelo Instituto Federal do Ceará e mestre em Ciências Físicas Aplicadas pela Universidade Estadual do Ceará. Tem interesse na área de qualidade do ar e impactos decorrentes do setor de transportes.

Francisco Wagner de Sousa, Federal University of Ceará, Ceará – Brazil

Graduado em Química Industrial e Doutor em Engenharia Civil (área de concentração: Saneamento Ambiental) pela Universidade Federal do Ceará e Licenciatura em Química UNIGRANDE. Professor do Instituto Federal de Educação do Ceará. Tem experiência na área de Química Analítica e Ambiental.

Ronaldo Ferreira do Nascimento, Federal University of Ceará, Ceará – Brazil

Graduado em Química Industrial pela Universidade Federal do Maranhão, Doutor em Química Analítica pelo Instituto de Química de São Carlos, da Universidade de São Carlos. Professor na Universidade Federal do Ceará. Experiência em química analítica, com ênfase em métodos de separação de gases, química ambiental e adsorção.

References

Alnawaiseh, N. A.; J. H. Hashim and Z. M. Isa (2015) Relationship between vehicle count and particulate air pollution in Amman, Jordan. Asia-Pacific Journal of Public Health, v. 27, n.2, p.1742–1751. DOI: 10.1177/1010539512455046.

Bel, G. and M. Holst (2018) Evaluation of the impact of Bus Rapid Transit on air pollution in Mexico City Germ. Transport Policy, v. 63, p. 209–220. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tranpol.2018.01.001

Billionnet, C.; D. Sherrill and I. Annesi-Maesano (2012) Estimating the Health Effects of Exposure to Multi-Pollutant Mixture. Annals of Epidemiology, v. 22, n. 2, p. 126–141. DOI: https://doi.org/10.1016/j.annepidem.2011.11.004

Blondeau, P.; V. Iordache; O. Poupard,; D. Genin, and F. Allard (2005) Relationship between outdoor and indoor air quality in eight French schools. Indoor Air, v.15, n.1, p.2-12. DOI:10.1111/j.1600-0668.2004.00263.x

Bosch, R. (2005) Manual de tecnologia automotiva. 25 ed. São Paulo: Edgard Blücher. 1232p.

Brasil. Ministério da Saúde. Saúde Brasil (2018) Uma análise da situação de saúde e das doenças e agravos crônicos: desafios e novas perspectivas. Brasília. Disponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/saude_brasil_2018_analise_situacao_saude_doencas_agravos_cronicos_desafios_perspectivas.pdf> (Acesso em 08/10/2019).

Campos, V. P.; L.P.S. Cruz; R.H.M. Godoi; A.F.L Godoi and T.M. Tavares (2010) Development and validation of passive samplers for atmospheric monitoring of SO2, NO2, O3 and H2S in tropical areas. Microchemical Journal, v. 96, n. 1, p. 132–138, 2010. DOI: 10.1016 / j.microc.2010.02.015

Carvalho Jr., J. A. and P. T. Lacava (2003) Emissões em Processos de Combustão. Edição1. São Paulo, UNESP.

Conte, Á. de A. (2010) O custo econômico de doenças respiratórias: Estudo de caso da cidade do Gama, Distrito Federal. [s.l.] Universidade de Brasília. Disponível em: < https://repositorio.unb.br/handle/10482/8408> (Acesso em 21/07/2021).

Crippa, M., D. Guizzardi, E. Pisoni; E. Solazzo; A. Guion; M. Muntean; A. Florczyk and M. Schiavina;M. E Melchiorri (2021) Global anthropogenic emissions in urban areas: patterns, trends, and challenges. Environmental Research Letters, v. 16, n.7, 074033. DOI: doi.org/10.1088/1748-9326/ac00e2

D´Agosto, M. A. (2015) Transporte, uso de energia e impactos ambientais: uma abordagem introdutória. Elsevier, Rio de Janeiro, Brasil.

Daris, D.; L. L. Brandli; E. P. Korf and F. D. Rosa (2016) Contribuição do tráfego urbano na qualidade do ar em cidade brasileira de porte médio. Revista AIDIS, v.9, n.1, p.16–27. DOI: http://dx.doi.org/10.22201/iingen.0718378xe.2016.9.1.48296

Deforest, C.; A. Buckley and J. Porter (2015) Passive samplers and community science in regional air quality measurement, education and communication. Environmental Pollution, v. 203, p. 243–249. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2014.12.028

Dias, H. L (2018) Methodology for air pollution impact assessment of low emission zones in urban areas of Brazil – the case study of Fortaleza. Tese (doutorado) – Programa de Pós-graduação em Engenharia de Transportes, Universidade Federal do Ceará. Fortaleza – CE. Disponível em:< http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40358> (Acesso em 07/12/2020).

Esch, T.; W. Heldens; A. Hirner; M. Keil; M. Marconcini; A. Roth; J. Zeidler; S. Dech and E. E Strano (2017) Breaking new ground in mapping human settlements from space – The Global Urban Footprint. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, v. 134, p. 30–42. DOI:10.1016/j.isprsjprs.2017.10.012

European Commission, e Joint Research Centre. Atlas of the Human Planet 2018 - A World of Cities (2018). DOI:10.2760/124503

Frank, L. D.; B. Stone and W. Bachman (2000) Linking land use with household vehicle emissions in the central puget sound: Methodological framework and findings. Transportation Research Part D: Transport and Environment, v. 5, n. 3, p. 173–196. DOI:10.1016/S1361-9209(99)00032-2

Freitas, A. M. and M. C. Solci (2009) Caracterização do MP10 e MP2,5 e distribuição por tamanho de cloreto, nitrato e sulfato em atmosfera urbana e rural de Londrina. Química Nova, v.32, n.7, p.1750-1754. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-40422009000700013

Gao, H. O. (2007) Day of week effects on diurnal ozone/NOx cycles and transportation emissions in Southern California. Transportation Research Part D: Transport and Environment, v. 12, n.4, p. 292–305. DOI:10.1016/j.trd.2007.03.004

Hagenbjörk, A.; E. Malmqvist; K. Mattisson; N. J. Sommar and L. Modig (2017) The spatial variation of O3, NO, NO2 and NOx and the relation between them in two Swedish cities. Environmental Monitoring and Assessment, v. 161, p. 1-12. DOI:10.1007/s10661-017-5872-z.

Hong, J. and A. Goodchild (2014) Land use policies and transport emissions: Modeling the impact of trip speed, vehicle characteristics and residential location. Transportation Research Part D: Transport and Environment, v. 26, p. 47–51. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trd.2013.10.011

Hong, J. and Q. Shen (2013) Residential density and transportation emissions: Examining the connection by addressing spatial autocorrelation and self-selection. Transportation Research Part D: Transport and Environment, v. 22, p. 75–79. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trd.2013.03.006

IEA (2021) International Energy Agency. Balance/Statistics Energy Global. Disponível em: < https://www.iea.org/data-and-statistics> (Acesso em 07/07/2021).

IEMA - Instituto de Energia e Meio Ambiente (2019) As emissões brasileiras de gases de efeito estufa nos setores de Energia e de Processos Industriais em 2019. Disponível em: <https://energiaeambiente.org.br/as-emissoes-brasileiras-de-gases-de-efeito-estufa-nos-setores-de-energia-e-de-processos-industriais-em-2019-20201201> (Acesso em 07/07/2021).

IPEA – Instituto de Pesquisas Econômicas Aplicadas (2019). Atlas da Violência. Brasília.

IPEA - Instituto de Pesquisas Econômicas Aplicadas (2011) Emissões relativas de poluentes do transporte urbano. Boletim regional, urbano e ambiental. Brasília.

ITF - International Transport Forum (2010) Reducing Transport Greenhouse Gas Emissions. On: Transport and Inovation: Unleashing the Potencial. Alemanha. Available in: <https://www.internationaltransportforum.org/Pub/pdf/10GHGTrends.pdf> (access in: 20/07/2020).

Martins, J. (2005) Motores de combustão interna. Porto: Publindústria. p.437.

Mckinnon, A.; M. Browne; M. Piecyk and A. Whiteing (2015) Green Logistics. (A. McKinnon, M. Browne, M. Piecyk, & A. Whiteing, Eds) Green Logistics Improving the environmental sustainability of logistics (3rd Edition.). Kogan Page, Londres.

Muresan, B. and D. François (2018) Air quality in tramway and high-level service buses: A mixed experimental/modeling approach to estimating users’ exposure. Transportation Research Part D, v. 65, n. December, p. 244–263. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trd.2018.09.005

Nelson, G. (1992) Gas mixtures: preparation and control. CRC Press.

NTU – Associação Nacional das Empresas de Transportes Urbanos (2018) Os grandes números da mobilidade urbana. Disponível em <https://www.ntu.org.br/novo/AreasInternas.aspx?idArea=7> (Acesso em 05/12/2018).

Observatório do Clima; IEMA-Instituto de Energia e Meio Ambiente (2018) Emissões dos Setores de Energia, Processos Industriais e Uso de Produtos. São Paulo. Disponível em: <https://energiaeambiente.org.br/wp-content/uploads/2018/01/Emissoes-dos-Setores-de-Energia-e-Processos-Industrias-Documento-de-Analise-2018.pdf> (Acesso em 05/07/2021).

Requia, W. J.; P. Koutrakis; H. L. Roig; M. D. Adams and E C. M. Santos (2016) Association between vehicular emissions and cardiorespiratory disease risk in Brazil and its variation by spatial clustering of socio-economic factors. Environmental Research, 150, 452–460. DOI:10.1016/j.envres.2016.06.027.

Ribeiro, J. P.; D. R Cassiano; B. V. Bertoncini; V. T. F. Castelo Branco; F. F L de M. Sousa; W. F. L. Quintanilha, R. M. Cavalcante; I. S Santiago e G. M. Fernandes (2019) Compreensão da formação de NO2 proveniente das operações de transporte urbano e suas relações com agentes causais. Transportes, n. 2, p. 209–223. DOI: https://doi.org/10.14295/transportes.v27i2.1728

Rocha, C. A.; J.L.R Lima,.; K. V. Mendonça; E. V. Marques; M. E. Zanella; J. P Ribeiro; B. V. Bertoncini; V. T. F. C. Branco and R. M. Cavalcante (2020) Health impact assessment of air pollution in the metropolitan region of Fortaleza, v. 241. DOI: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117751

Santos, K. S. Da S. F. Dos e A. M. G. De F. Souza (2018) Monitoramento da concentração de dióxido de nitrogênio na atmosfera por amostragem passiva como parte da gestão ambiental em instituição de ensino superior. IX Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental. Anais. Disponível: < http://www.ibeas.org.br/congresso/Trabalhos2018/I-002.pdf> (acesso em 20/08/2021)

Sider, T.; A. Alam; M. Zukari; H. Dugum; N. Goldstein; N. Eluru and M. Hatzopoulou (2013) Land-use and socio-economics as determinants of traffic emissions and individual exposure to air pollution. Journal of Transport Geography, v. 33, p. 230–239. DOI: 10.1016 / j.jtrangeo.2013.08.006

Skoog, West, Holler and Crouch (2005) Fundamentos da Química analítica. 8 Ed. Boston: Cengage Learning.

Soares, L. M.; L. M. B. Ventura, E. M. Martins e F. O. Pinto (2017) Avaliação do impacto na qualidade do ar após implantação do BRS no Rio de Janeiro. Revista Internacional de Ciências, p. 203–220. DOI: https://doi.org/10.12957/ric.2018.33616

Sonali, P. and D. K. Nagesh (2013) Review of trend detection methods and their application to detect temperature changes in India. Journal of Hydrology, 476, 212–227. DOI:10.1016/j.jhydrol.2012.10.034

Teixeira, E. C.; S. Feltes e E. R. R. Santana (2008) Estudo das emissões de fontes móveis na região metropolitana de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Química Nova, Porto Alegre, v. 31, n. 2, p.244-248. DOI:10.1590/S0100-40422008000200010.

Turner, M.; C. Kooshian and S. Winkelman (2012) Case Study: Colombia’s Bus Rapid Transit (BRT) Development and Expansion. Center for Clean Air Policy. Available in: <http://www.ccap.org/docs/resources/1080/Colombia-case%20study-final.pdf> (access in: 20/09/2020).

Vallero, D. A. (2014) Fundamentals of Air Pollution. 5. Ed. California: Elsevier Inc.

Yang, W. and S. T. Omaye (2009) Air pollutants, oxidative stress and human health. Mutation research, v. 674, n. 1-2, p. 45–54. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2008.10.005

Yu, Q. and T. Li (2014) Evaluation of bus emissions generated near bus stops. Atmospheric Environment, v. 85, p. 195–203. DOI: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2013.12.020

Zhang, Q.; G. Sun; S. Fang; W. Tian; X. Li and H. Wang (2013) Air pollutant emissions from vehicles in China under various energy scenarios. Science of the Total Environment, v. 450-451, p. 250–258. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2013.01.098

Downloads

Published

2021-12-31

How to Cite

Fernandes Lavigne Quintanilha, W. ., Lima Maia, M. ., Vieira Bertoncini, B., Pereira Ribeiro, J. ., Ramos Cassiano, D. ., Wagner de Sousa, F. ., & Ferreira do Nascimento, R. . (2021). Evaluation of atmospheric NO2 levels in public transport corridors. TRANSPORTES, 29(3), 1–16. https://doi.org/10.14295/transportes.v29i4.2508

Issue

Section

Artigos