Celia Marcos PascualIrene Rodríguez Marcos

Caracterización de las partículas de la atmósfera de Segovia y evaluación medioambiental

XIV edición del Concurso de Mediambiente de Caja Segovia

1. Introducción

2. Objetivos y plan de trabajo

3. Sistemáti

ca3.1 Muestras y su recogida

3.2 Difracción de rayos X

3.3 Microsonda electrónica

3.4 Microscopia electrónica de barrido

3.5 Concentración

4. Fuentes de emisión y origen

5. Conclusiones

ÍNDICEÍNDICE

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

La contaminación atmosféricacontaminación atmosférica se define como “la presencia en el aire de materias y formas de energía que implican riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza” (Ley 38/1972, de 22 de diciembre).

TTipos de contaminantes en la atmósferaipos de contaminantes en la atmósfera•Sustancias químicas

Contaminantes primarios: Sustancias vertidas directamente a la atmósfera.

Contaminantes secundarios: Sustancias que se producen por transformación y reacciones químicas.

•Fuentes de energía, como las radiaciones y el ruido.

TTamañoamaño de las partículas de las partículas• Partículas en suspensión: entre 10-1 y 10 μm.

•Partículas sedimentables: > 10 μm.

Origen de las partículasOrigen de las partículas

• Las partículas primarias son emitidas directamente a la atmósfera por procesos naturales o antropogénicos.

• Las partículas secundarias se forman en la atmósfera a partir de otros componentes presentes en el aire.

• Para que una partícula sea definida como contaminante atmosférico debe cumplir dos requisitos:1. Encontrarse en una cantidad superior a lo normal. 2. Tener un tamaño comprendido entre 10-1 y 103 μm.

Efectos de las partículas

• Efectos sobre la salud:• Por tamaño:

• > 5 m quedan retenidas en cavidad nasal o tráquea• 0,5 – 5 m se depositan en bronquiolos• < 0,5 m se depositan en alveolos pulmonares

• Por composición:• Partículas minerales con forma de fibra:

• Asbestos, cuarzo, arcillas• Óxidos de hierro (Fe), cromo (Cr), níquel (Ni), vanadio (V),

arsénico (As), cadmio (Cd), selenio (Se)• Partículas inorgánicas con plomo

Efectos de las partículas

• Efectos sobre los materiales: • Afean su aspecto físico• Deterioran por ataque o reacción de las partículas sedimentadas

• Efectos sobre visibilidad: • Partículas entre 1,4 y 0,8 m son las que más reducen la visibilidad

• Sulfatos y nitratos

• Efectos globales• Efecto invernadero (aumento general de la T de la tierra)• Modificación del suelo por lluvias ácidas

• Alterando tierras cultivables y extensión de los desiertos

OBJETIVOSOBJETIVOS

1. Caracterizar las partículas existentes en la atmósfera de la ciudad de Segovia.

3. Analizar su concentración.

4. Determinar las posibles fuentes de emisión y origen.

Y PLAN DE TRABAJOY PLAN DE TRABAJO

Difracción de rayos X, microsonda electrónica y microscopia electrónica de barrido

Análisis estadístico

Geología, suelos, meteorología, materiales de construcción, etc.

2. Analizar su forma y tamaño.

MUESTRAS Y SU RECOGIDA

Partículas sedimentables – Diámetro superior a 10 m

PM10 – Partículas en suspensión inferiores a 10 m

Estación automática de Segovia(Plaza Azoquejo)

Captador de alto volumen

Jose Zorilla Juan Carlos I Padre Claret Gazola Cereto

Daoíz Herrería

La Granja (fábrica San Gobain)

Soldado Español

Hontoria

Partículas en suspensión (PM10)

Dióxido de azufre (SO2)

Óxidos de nitrógeno (NO y NOx)

Monóxido de carbono (CO)

 Nivel sonoro (Ruido)

Ozono (O3)

DIFRACCIÓN DE RAYOS XDIFRACCIÓN DE RAYOS XTécnica analíticaTécnica analítica

Muestras utilizadas:

1. Partículas sedimentables de distintas calles de

Segovia.

2. Partículas adheridas al guardabarros de un taxi que

circula casi exclusivamente por la capital.3. Partículas sedimentables recogidas en: Hontoria y

La Granja.

• Identificación de las partículas en estado cristalino

de la atmósfera de Segovia

Identificar las fases cristalinas presentes de

muestras procedentes de otros medios.

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

CaQQA

YQA

AAA

Ca

FQ QM

MM F

F

FF

FFFYCa

Ca

Y

YY

YEQ

QEE

QQ

QQ

QQQQ

E QM

Q

2

HONTORIA

LA GRANJA

TAXI

SEGOVIAAvda. Juan Carlos I

ECa

FD

A

Q = cuarzo (SiO2)

F = feldespato (silicato)

M = mica

Y = yeso (sulfato)

Ca = calcita (carbonato)

MICROSONDA ELECTRÓNICATécnica analíticaTécnica analítica

• Corroborar las fases cristalinas identificadas mediante difracción de rayos X.

• Identificar otras partículas minoritarias

Cuarzo

Feldespatos Óxidos de hierro

Aluminosilicatos Partículas carbonosas

CALLE JUAN CARLOS I

 

particula carbonosa u orgánica SiO2

plagioclasa

feldespato potasico

Aluminosilicato

óxido de

hierro

Na2O   0,01 9,251 0,631 1,535 0,038

MgO 0,021 0,00 0,154 0,005 1,214 0,691

Al2O3 0,124 0,03 22,62 18,32 27,68 0,283

SiO2 0,062 95,5 65,337 64,89 54,41 0,377

K2O 0,004 0,02 0,538 15,38 3,335 0,186

CaO 0,108 0,07 2,462 0,033 1,248 0,723

TiO2 0,005 0,02 0,023 0,017 0,743 0,055

Cr2O3   0,05 0,052   0,013 0,044

MnO   0,02 0,005   0,14 0,249

FeO 0,247 0,27 0,222 0,097 7,251 85,19

NiO   0,02 0,061   0,016 0,054

P2O5 0,017 0,04 0,042 0,018 0,326 0,043

CuO   0,07 0,018   0,031 0,12

Total 0,587 96 100,65 99,39 97,65 87,44

MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO

PM1

0

(60)Sedimentables (100)

Silicatos y aluminosilicatos de Ca, K, Fe

YesoHalita (Cl Na)

Óxidos de FeÓxidos de Al

Partículas carbonosas

Carbonatos calcitadolomitamagnesita

• Analizar partículas• Obtener imágenes

Óxidos de Ca

CONCENTRACIÓN

Valor límite PM10 anual = 44.8 g/m3

Promedio anual: 53 g/m3

Concentración promedio mensual de PM102002

20304050607080

Meses

Co

ncen

tració

n (

g/m

3 )

Geología, tipo de suelos, obras civiles, actividades industriales, composición de las calzadas, calefacciones, meteorología, tráfico rodado, etc.

Origen natural:

Origen antrópico:

FUENTES DE EMISIÓN Y ORIGEN

Cuarzo Calcita Dolomita

Yeso Micas

Feldespatos

Partículas orgánicas

Óxidos de Ca, Fe y Al Halita

Partículas carbonosasAluminosilicatos de K y Fe

CONCLUSIONES

Es la primera vez que se hace una caracterización de las partículas de la atmósfera de Segovia.

En relación a la composición.

• Cuarzo • Calcita • Dolomita• Yeso • Mica • Feldespatos • Partículas orgánicas (esporas)

• Carbonosas• Silicatos de Ca• Aluminosilicatos de K y Fe,

Óxido de calcio, hierro y aluminio Magnesita Halita

En relación a la concentración

Los valores más altos de la concentración se registraron normalmente durante el día y en horas laborables, cuando la dirección del viento era Oeste-Este .

Ésto indica que la alta concentración de las partículas en la atmósfera de Segovia es debida a la construcción de la autovía y la estación del AVE.

La concentración promedio anual de 2002 ha disminuido un 25% respecto la del 2000.

Los valores mínimos coinciden con horas nocturnas, y cuando la dirección del viento era Este-Oeste

Las partículas de origen antrópico proceden principalmente de la combustión de los carburantes de los automóviles, del carbón y gas ciudad de las calefacciones domésticas. También proceden de las reacciones de estos gases emitidos con los del aire.

En relación a las fuentes de emisión y origen

Las partículas de origen natural se encuentran en los materiales geológicos y en los materiales de construcción.Son puestas en suspensión por la acción eólica y en resuspensión por el tráfico rodado

Las partículas más pequeñas, son las que pueden suponer algún perjuicio para los edificios del patrimonio histórico de la ciudad:

Pueden reaccionar con los materiales y dañarlos. Uno de los más perjudicados sigue siendo el

Acueducto.

aunque el tráfico actualmente no pasa por debajo de sus arcos, llega hasta allí, y las continuas emisiones de las partículas y demás elementos de la combustión de los carburantes incidirá negativamente en las piedras del mismo.

Celia Marcos PascualIrene Rodríguez Marcos

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