calidad de nuestra atmósfera · - el seguimiento de los componentes de la atmósfera - su...
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Calidad de Nuestra Atmósfera
Preocupación en la sociedad
-Efectos tóxicos de las sustancias presentes en el aire
Población Medio ambiente
* Plantas* Animales* Edificios, etc.
Demanda de la sociedad - Actuaciones de control y medida
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Planteamiento de Estudios de Contaminación AtmosféricaÁrea Urbana/Industrial/Rural
Precisa: - el seguimiento de los componentes de la atmósfera- su comportamiento en la atmósfera - la evaluación en el tiempo- la incidencia sobre la población
Se logra mediante:- control periódico y continuado de los parámetros caracterizadores del área de estudio.
Disponiendo de:- conocimiento sobre el tema- equipamiento apropiado
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
- diseño de estrategia de muestreo- representatividad
- identificación y cuantificación- técnicas específicas para los componentes
- evaluación de la variabilidad estacional- parámetros físicos y químicos- parámetros meteorológicos
El estudio contempla
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Atmósfera
Aerosol
Material particulado. - Partículas en suspensión (diferente tamaño)
Fase gaseosa- Compuestos gaseosos (gran variedad de sustancias)
Partículas Gases
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Composición del Aerosol
- Partículas
1. Sustancias Inorgánicas- Sales
cationes: sodio, potasio, calcio, etc..aniones: sulfatos, nitratos, cloruros,etc..
- Metales pesados Fe, Mn, Cu, Pb, Ni,Cd, Cr,etc…
Compuestos InorgánicosCompuestos Orgánicos
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
2. Sustancias Orgánicas
- Compuestos hidrocarburos
- aromáticos policíclicos (HAPs)
- saturados (metano, propano, hexano, etc...)- Compuestos clorados
(Policlorobifenilos, dioxinas, etc..)-
- Compuestos oxigenados (ácidos, alcoholes, cetonas,etc..)
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
- Fase gaseosa Compuestos InorgánicosCompuestos Orgánicos
1. Sustancias inorgánicas
- azufre : SO2, SH2, etc..
- nitrógeno: NO, NO2, NOx , NH3, etc…
- carbono: CO, CO2, etc…
- cloro: Cl2, ClH, etc…
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
2. Sustancias Orgánicas
- compuestos orgánicos volátiles (COVs)
“Aquellos compuestos orgánicos de naturalezaantropogénica, a excepción del metano, capaces deproducir oxidantes fotoquímicos por reacción con óxidosde nitrógeno en presencia de luz solar.”
“Compuestos orgánicos que tengan a 293,15K unapresión de vapor de 0,01 Kpa o mayor, o una volatilidadequivalente en las condiciones particulares de uso.”
definición
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Sistemas de Muestreo
- Material particulado
* Total de partículas en suspensión (TPS)
Muestreador de alto volumen
-filtros- fibra de vidrio- cuarzo- acetato celulosa
- muestreo de 24 h
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
* Fraccionamiento de partículas Impactador en Cascada
- 6 fracciones. >10 µm, 4,9-10 µm 2,7-4,9µm 1,2-2,7µm 0,61-1,3µm< 0,61 µm
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
- Fase Gaseosa
* Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs)
Bombas de muestreo
Bajo caudal Alto caudal
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Cartucho adsorbente multilecho11,5 cm
6 mm 4 mm
Material adsorbente
Aire entra Aire saleCartucho adsorbente de carbón activo
5,0 cm
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Relación de parámetros a Controlar-Material particulado
-Total partículas en suspensión (TPS)- Fraccionamiento
Metales pesados
- Fase Gaseosa
Compuestos Orgánicos Volátiles
- Variables físico-químicas y meteorológicas
SO2, NO, NO2, O3, CORadiación, Tª, velocidad de viento,pluviometría
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Métodos de Análisis
* TPS Gravimetría (µg/m3)
* Fraccionamiento Gravimetría (µg/m3)
* Metales Pesados Espectrometría (µg/m3)de Absorción Atómica - disolución del metal - análisis
* COVs Cromatografía de gases- (µg/m3)Espectrometría de Masas
- desorción- análisis
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
* Parámetros físico-químicos
(Medición en continuo. Cabina de Control G.V)
SO2 medición Fluorescencia
NO medición Quimioluminiscencia NO2
CO medición Infrarrojo O3 medición Ultravioleta TPS medición Radiación b
Métodos de Análisis
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Partículas en Suspensión Contenido total de partículas (TPS)
- Normativa: 150 µg/m3
0
50
100
150
200
250
,01 ,1 1 5 10 20 30 50 70 80 90 95 99 99,9
99,9
9
Porcentaje
TPS
( µg/
m3 )
9
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
- Fraccionamiento de partículas
0
5
10
15
20
25
30
35
Dp (µm)0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 30
Porc
enta
je d
e abu
ndan
cia
< 0,61 µm0,61-4,9 µm4,9-10 µm10-30 µm
19%
29%33%
19%
Tamaño de partícula
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Porc
enta
je d
e abu
ndan
cia
0
5
10
15
20
25
30
35
Pb
Dp (µm)0.08 0.61 1.3 2.7 4.9 10 30
0
5
10
15
20
25
30
35
Fe
Dp (µm)0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 30
12% 32%
- Distribución de metal en las partículas
Fe Pb
10
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
- Distribución de metal en las partículas
Porc
enta
je d
e Abs
orba
ncia
0
5
10
15
20
25
30
35
Cu
Dp (µm)0.08 0.61 1.3 2.7 4.9 10 30
0
5
10
15
20
25
30
35
Dp (µm)0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 30
Zn
32% 21%
Cu Zn
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Problema de volumen de muestra
Correcto volumen de muestreo
Fase Gaseosa (COVs)- Estrategia de Muestreo
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
- Identificación y Cuantificación
4 2-m eti lhex ano5 C iclohex ano o 2 ,3-dim etilp entano6 (3 -me tilh exano )7 I sooctano (2 ,2,4 - trim etilp entano)8 He ptano9 B enceno10 T iof eno11 M et ilcicloh exano11 T r icloro etil eno12 2,3,4-t rim etilp entano13 2,3,3-t rim etilp entano14 2,3-d im etilh exano15 2 y 4-m eti lhept ano16 3-m eti lhept ano17 Dim etil cicloh exano18 Oc tano y Oc teno19 To lueno20 I som etibutil ce ton a21 T etraclo roeti leno22 Ac etato de isobutilo23 2-m eti loct ano24 3-m eti loct ano25 Ac etato de butilo
26 Nonano27 Etilbenceno28 m/p-xileno29 o-xileno + a-pineno30 Estireno31 Acetato de 2-metoxipropilo32 2,2,4,6,6pentametilheptano33 b-pineno34 Decano35 m y p -etiltolueno36 1,3,5-trimetilbenceno37 metildecano38 o-etiltolueno39 1,2,4-trimetilbenceno40 Limoneno41 1,2,3-trimetilbenceno42 Undecano43 2-etil, 1-hexanol44 Dodecano45 Metilindano46 Tridecano47 Tetradecano
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Compuestos ligeros
Benceno
Tolueno
Perfiles de COVs
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Perfiles de COVs
Benceno
Tolueno m/p-Xilenos
O-Xileno
BTXs
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Perfiles de COVs
Benceno
Tolueno m/p-Xilenos
O-Xileno
Etilbenceno
Estireno
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Fuentes de origen de los componentes
- Metales Pesados- Natural - Antropogénica: Urbana/Industrial
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0
50
100
150
200
250IndustrialNon Industrial
Fe Zn Cu Mn Pb
Con
cent
raci
ónC
oncentració n
industrialurbana
industrial urbana
(ng/
m3 )
(ng/m3)
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
- COVs
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Urban siteIndustrial site
"Urban average"Vehicle exhaust (Duffy)
- Natural - Antropogénico
- Tráfico- Actividades Industriales
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Variaciones Temporales- Metales
Figure 2 : Temporal evolution of concentration of TSP in the 24h airsamples at the two stations. (---- Represents respective meanvalues)
0
50
100
150
200
250
IndustrialNon Industrial
Conc
entra
ción
µg/
m3
Tiempo
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
0
5000
10000
15000
20000
25000
Febrero Abril Junio Agosto Octubre
Toluenom y p-xileno
Mes
Conc
entra
ción
( ng/
m3 )
-Variaciones temporales de COVs
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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
Estudio de Correlaciones
- Parámetros analizados en discontinuo- Material Particulado- Compuestos Inorgánicos - Compuestos Orgánicos
- Parámetros analizados en continuo- Físico-químicos - Meteorológicos
Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales
- Correlación de parámetros físico-químicos y meteorológicos)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
0
1
2
3
4
5
6
1-Dec-
1997
2-Dec-
1997
3-Dec-
1997
4-Dec-
1997
5-Dec-
1997
6-Dec-
1997
7-Dec-
1997
8-Dec-
1997
9-Dec-
1997
10-D
ec-19
9711
-Dec-
1997
12-D
ec-19
9713
-Dec-
1997
14-D
ec-19
9715
-Dec-
1997
CO Velocidad del viento
CO (µ
g/m3 )
Veloc
idad d
el vien
to (m
/s)
CO (µ
g/m
3 ) Velocidad de viento (m
/s)
CO Velocidad de viento