Universidad de La Salle Universidad de La Salle

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Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería

1-1-2008

Evaluación de la concentración de iones contenidos en material Evaluación de la concentración de iones contenidos en material

particulado respirable y su incidencia sobre ambientes intra-particulado respirable y su incidencia sobre ambientes intra-

extramurales en la localidad de Puente Aranda extramurales en la localidad de Puente Aranda

Flor Angelly García García Universidad de La Salle, Bogotá

Kimberlyn González Guevara Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada García García, F. A., & González Guevara, K. (2008). Evaluación de la concentración de iones contenidos en material particulado respirable y su incidencia sobre ambientes intra-extramurales en la localidad de Puente Aranda. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/601

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EVALUACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE IONES CONTENIDOS EN MATERIAL PARTICULADO RESPIRABLE Y SU INCIDENCIA SOBRE

AMBIENTES INTRA – EXTRAMURALES EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

FLOR ANGELLY GARCÍA GARCÍA KIMBERLYN GONZÁLEZ GUEVARA

Director HUGO SARMIENTO VELA

Químico

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN AEROSOLES BOGOTÁ D.C.

2008

EVALUACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE IONES CONTENIDOS EN MATERIAL PARTICULADO RESPIRABLE Y SU INCIDENCIA SOBRE

AMBIENTES INTRA – EXTRAMURALES EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

FLOR ANGELLY GARCÍA GARCÍA 41021045 KIMBERLYN GONZÁLEZ GUEVARA 41021026

Trabajo de Grado presentado para optar al Título de Ingeniero Ambiental y Sanitario

Director HUGO SARMIENTO VELA

Químico MSc. Universidad Nacional de Colombia

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ D.C. 2008

Nota de aceptación:

Firma del presidente del jurado

Firma del jurado

Firma del jurado

Bogotá D.C. Marzo de 2008

Dedicado a mi madre y abuelita las mujeres mas sabias e importantes de mi vida, a mi hermano, a Juan y Nathaly, quienes fueron mi soporte durante esta etapa, en especial a mi amiga eterna, Angie. La vida esta llena de momentos y conquistas, donde aprendí a no olvidar el pasado, vivir el presente con intensidad y no temer al futuro, palabras que quedaran plasmadas en las páginas del libro de mi vida.

Kimberlyn

Dedicado a mi amado hermano, a Dios, a mis padres, a mi único y eterno; en especial a mi hermana del alma, Kimy. Con estas palabras y lágrimas en mis ojos, una etapa de este camino se termina, dejando a su paso aquellas risas, llantos e ilusiones, escritas en mi memoria. Desconozco lo que viene pero no le temo a la vida, ni a vivir, pues si algo he aprendido, es que la verdadera felicidad la marca la fuerza de tu corazón. Angelly

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación no hubiese sido posible sin la cooperación de las

personas y entidades que a continuación se citaran y muchas de las

cuales han sido un soporte durante el desarrollo del presente trabajo de

grado.

A la Universidad de la Salle, por formarnos como profesionales, brindar

las herramientas y espacios para el desarrollo del proyecto.

Al grupo de investigación en aerosoles, Hugo Sarmiento Vela, por

dirigirnos, Boris Rene Gálvis por acompañarnos y hacer posible el

desarrollo del proyecto de investigación. De igual manera nuestro más

sincero agradecimiento al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo

Territorial quien apoyo económica y técnicamente al grupo de

investigación.

En especial a Alexander García, M. Sc. En Ciencias Agrarias,

Entomología por su incondicionalidad, apoyo, ayuda y orientación durante

todo el desarrollo de la tesis.

A todo el personal del laboratorio de ingeniería ambiental, monitores,

Oscar Contento y Rosalina González, por facilitarnos parte de las

herramientas de trabajo y por colaborarnos en todo momento.

Al docente Gabriel Herrera por la asesoría y apoyo incondicional brindado

a través de la carrera y más durante la tesis. En especial a Carolina

Mendoza por sus conocimientos y paciencia en la fase de laboratorio.

En especial a nuestros familiares y amigos, que nos ayudaron a forjar el

inicio de este camino, apoyándonos incondicionalmente.

A Dios, por darnos la fuerza y guiar nuestro camino.

“El estudio, análisis, investigación y propuestas ideológicas sustentadas en este trabajo de grado

no comprometen de ninguna forma a la Universidad”

Artículo 42, Parágrafo 2. Reglamento Estudiantil

Noviembre de 2004

CONTENIDO

RESUMEN

SUMMARY

INTRODUCCIÓN 1

1. OBJETIVOS 3

1.1. OBJETIVO GENERAL 3 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3

2. ANTECEDENTES 4

3. MARCO TEÓRICO 8

3.1. GENERALIDADES CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA 8 3.1.1 CONTAMINACIÓN EN INTERIORES 9 3.2. TIPOS DE CONTAMINANTES EN EL AIRE 13 3.2.1. MATERIAL PARTICULADO 15 3.2.2. COMPOSICIÓN DEL MATERIAL PARTICULADO 17 3.2.3. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Y SALUD 19 3.3. IONES EN MATERIAL PARTICULADO 20 3.3.1. CICLOS NATURALES 20 3.3.2. FORMACIÓN DE IONES 25 3.3.3. EMISIONES PRECURSORAS DE LOS IONES 29 3.4. MÉTODOS ANALÍTICOS 31 3.4.1. BASES DE LA SEPARACIÓN 31 3.4.2. DETECCIÓN EN CROMATOGRAFÍA 31 3.4.3. FUNCIONAMIENTO 32

4. MARCO LEGAL 33

5. DESCRIPCIÓN DEL SITIO DE MONITOREO 36

5.1. CARACTERISTICAS GENERALES DE LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA 36 5.1.1. MALLA VIAL DE LA LOCALIDAD. 40 5.1.2. FUENTES FIJAS 47 5.1.3. CALIDAD DE AIRE 49

6. METODOLOGÍA 51

6.1. SELEECCIÓN PUNTOS DE MONITOREO 51 6.1.1. ZONA EXPUESTA 51 6.1.2. ZONA NO EXPUESTA 52 6.2. MONITOREO DE IONES EN AIRE AMBIENTE 55 6.2.1. IDENTIFICACIÓN DE LAS MUESTRAS 55 6.3. EXTRACCIÓN DE LAS MUESTRAS 56 6.4. ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS POR CROMATOGRAFÍA IONICA 58 6.5. CONTROLES DE CALIDAD 61 6.6. CÁLCULOS 62 6.6.1. CÁLCULO CONCENTRACIONES DE PM10 62 6.6.2. CÁLCULO DE LAS CONCENTRACIONES DE IONES 63 6.7. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN 63 6.7.1. ANÁLISIS ESTADÍSTICO 63

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 66

7.1. CALIBRACIÓN CON EL PATRÓN DE REFERENCIA 66 7.2. ESPECIFICIDAD 67 7.3. INYECCIÓN DE BLANCOS 68 7.4. LÍMITE DE DETECCIÓN 68 7.5. REPETIBILIDAD 68 7.6. PORCENTAJES DE RECUPERACIÓN 68 7.7. CONCENTRACIONES DE IONES 69 7.7.1. IDENTIFICACIÓN DEL IÓN CON MAYOR CONCENTRACIÓN 71 7.7.2. MODELO LINEAL GENERALIZADO 81 7.7.3. CORRELACIONES 83 7.7.4 COMPARACIÓN CON OTROS ESTUDIOS 87 7.7.5 IDENTIFICACIÓN DE FUENTES 90

8. CONCLUSIONES 100

9. RECOMENDACIONES 103

10.BIBLIOGRAFÍA 105

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Contaminantes principales y fuentes de contaminación en interiores. _______ 11 Tabla 2. Fuentes de emisión de iones y sus respectivos procesos de transformación _________________________________________________________ 30 Tabla 3. Estándar nacional de calidad de aire para contaminantes criterio en Estados Unidos. ________________________________________________________ 33 Tabla 4. Niveles máximos permisibles para contaminantes criterio Resolución 601 de 2006. __________________________________________________________ 34 Tabla 5. Norma de calidad del aire para agentes contaminantes convencionales Resolución 1208 de 2003. ________________________________________________ 34 Tabla 6. Vías principales en la Localidad de Puente Aranda. _____________________ 42 Tabla 7. Codificación establecida para la identificación de los filtros muestreados _____ 55 Tabla 8. Condiciones de operación para el análisis por cromatografía de iones para cationes __________________________________________________________ 58 Tabla 9. Condiciones de operación para el análisis por cromatografía de iones para aniones ___________________________________________________________ 59 Tabla 10. Ecuación de regresión lineal de cada ión analizado a partir de las curvas de calibración. ____________________________________________________ 66 Tabla 11. Tiempos de retención para cada ión establecidos durante la calibración del CLAE. ____________________________________________________ 67 Tabla 12. Porcentajes de recuperación por cada ión. ___________________________ 69 Tabla 13. Concentraciones de iones en µg/m3 contenidas en material particulado respirable en los jardines infantiles Antonio Nariño y Tamborcito Encantado de la localidad de Puente Aranda. ______________________________________________ 70 Tabla 14. Estadística descriptiva para las concentraciones en µg/m3, de los iones analizados en ambiente interior y exterior “Jardín Antonio Nariño”. ________________ 75 Tabla 15. Estadística descriptiva para las concentraciones en µg/m3, de los iones analizados en ambiente interior y exterior “Jardín Tamborcito Encantado”. __________ 79 Tabla 16. Concentraciones medias en µg/m3 de los iones evaluados durante el tiempo de monitoreo en los jardines infantiles “Antonio Nariño y Tamborcito Encantado” para ambientes interiores y exteriores. _____________________________ 80 Tabla 17. Pruebas de Homocedasticidad aplicadas a los resultados obtenidos. ______ 82

Tabla 18. Resultados análisis de varianza____________________________________ 83 Tabla 19. Coeficientes de correlación de Pearson para los iones objetos de estudio _______________________________________________________________ 84 Tabla 20. Coeficiente de Correlación de Spearman para variables ambientales y los iones analizados _____________________________________________________ 84 Tabla 21. Carácterísticas y condiciones de monitoreo de los estudios latinoamericanos objeto de comparación. ____________________________________ 87 Tabla 22. Porcentaje de los iones Nitrato (NO3), Sulfato (SO4

-2), Amonio (NH4+),

en países Latinoamericanos. ______________________________________________ 89 Tabla 23. Industrias identificadas para la zona expuesta “Jardín Antonio Nariño” _____ 90 Tabla 24. Industrias identificadas para la zona no expuesta “Jardín Tamborcito Encantado”. ___________________________________________________________ 97

LISTA DE FIGURAS Figura 1. Formación de Material Particulado Secundario y posibles componentes químicos según el tamaño. _______________________________________________ 16 Figura 2. Porcentaje relativo de la composición química PM10 en Tlalnepantla (TLA) Ciudad de México durante el invierno de 1997 __ ¡Error! Marcador no definido.18 Figura 3. Factores que influyen en los efectos de los contaminantes en la salud ______ 19 Figura 4. Ciclo Del Azufre ________________________________________________ 22 Figura 5. Ciclo Del Nitrógeno______________________________________________ 24 Figura 6. Formación de Sulfatos en la atmósfera ______________________________ 26 Figura 7. Formación de Nitratos en la atmósfera ______ ¡Error! Marcador no definido.8 Figura 8. Características Generales de Puente Aranda _________________________ 36 Figura 9. Vientos predominantes en Bogotá para el periodo comprendido entre Agosto y Octubre de 2007 en horas de la mañana (6:00 a 11:00). _________________ 37 Figura 10. Vientos predominantes en Bogotá para el periodo comprendido entre Agosto y Octubre de 2007 en horas de la tarde (12:00 a 18:00). __________________ 38 Figura 11. Precipitación registrada en la estación 13. Puente aranda para el período comprendido entre Agosto y octubre de 2007. __________________________ 39 Figura 12. Variación de la temperatura para la estación Nº13 Puente Aranda entre Agosto y Noviembre ________________________________________________ 40 Figura 13. Malla vial localidad de Puente Aranda. _____________________________ 41 Figura 14. Total de Vehículos que transitan en las diferentes intersecciones para el 2004 en el Jardín Antonio Nariño. ____________________________________ 44 Figura 15. Clasificación de los carros que transitan por la zona expuesta en el Jardín Antonio Nariño. ___________________________________________________ 44 Figura 16. Total de Vehículos que transitan en las diferentes intersecciones de 2000 a 2004 en el Jardín Tamborcito Encantado. ______________________________ 45 Figura 17. Total de Vehículos que transitan en las diferentes intersecciones para el 2004 en el Jardín Tamborcito Encantado________ ¡Error! Marcador no definido. Figura 18. Clasificación de los vehículos que transitan cerca del Jardín Tamborcito Encantado. __________________________________________________ 46

Figura 19. Tipo de combustible empleado por los vehículos en la localidad de Puente Aranda _________________________________________________________ 46 Figura 20. Porcentaje de industrias cercanas al punto de monitoreo expuesto, jardín Antonio Nariño. ____________________________________________________ 47 Figura 21. Uso de combustible en industrias cercanas a punto de monitoreo expuesto, Jardín Antonio Nariño. ___________________________________________ 48 Figura 22. Porcentaje de industrias cercanas al punto de monitoreo no expuesto, Jardín Tamborcito Encantado. _____________________________________________ 48 Figura 23. Uso de combustible en industrias cercanas a punto de monitoreo no expuesto, jardín Tamborcito Encantado. _____________________________________ 49 Figura 24. Comportamiento de PM10 en Puente Aranda durante el mes de Noviembre de 2007 _____________________________________________________ 50 Figura 25. Máxima concentración promedio anual de PM10 por estación durante Noviembre de 2007. _____________________________________________________ 50 Figura 26. Instalaciones y equipos de monitoreo en punto Expuesto Jardín Antonio Nariño _________________________________________________________ 52 Figura 27. Instalaciones y equipos de monitoreo en punto no expuesto jardín “Tamborcito Encantado” __________________________________________________ 53 Figura 28. Metodología general del presente estudio ___________________________ 54 Figura 29. Muestreador de bajo volumen OMNI _______________________________ 56 Figura 30. Identificación del filtro de acuerdo a la codificación establecida __________ 56 Figura 31. Procedimiento para la extracción de iones contenidos en PM10 __________ 57 Figura 32. Extracción de iones en filtros de fibra de cuarzo. ______________________ 57 Figura 33. Procedimiento de Calibración de iones de acuerdo al protocolo establecido en el presente estudio. _________________________________________ 60 Figura 34. Procedimiento de calibración del cromatografo lìquido para aniones. ______ 60 Figura 35. Regla de decisión de hipótesis Distribución F ________________________ 64 Figura 36. Curva de calibración de Amonio en el CLAE _________________________ 67 Figura 37. Cromatogramas de aniones por cada inyección realizada para establecer la repetibilidad. ________________________________________________ 68 Figura 38. Diagrama de cajas para las concentraciones del ión Fluoruro (F-) en µg/m3 para el jardín Antonio Nariño, ambientes indoor – outdoor. _________________ 71

Figura 39. Diagrama de cajas para las concentraciones del ión Nitrato (NO3-)

en µg/m3 para el Jardín Antonio Nariño, ambientes indoor – outdoor. ______________ 73 Figura 40. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Amonio (NH4

+) en µg/m3 para el jardín Antonio Nariño, ambientes indoor – outdoor. _______________ 74 Figura 41. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Sulfato (SO4

=) en en µg/m3 para el jardín Antonio Nariño, ambientes indoor – outdoor. _______________ 75 Figura 42. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Fluoruro (F-) en el jardín Tamborcito Encantado, ambientes indoor – outdoor. _____________________ 76 Figura 43. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Nitrato (NO3

-) en µg/m3 para el jardín Tamborcito Encantado, ambientes indoor – outdoor. ________ 77 Figura 44. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Sulfato (SO4

=2) en µg/m3 para el jardín Tamborcito Encantado, ambientes indoor – outdoor. ________ 78 Figura 45. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Amonio (NH4

+) en µg/m3 para el jardín Tamborcito Encantado, ambientes indoor – outdoor. ________ 79 Figura 46. Comportamiento del viento durante periodo de muestreo en la estación Nº13 Puente Aranda. _____________________________________________ 86 Figura 47. Industrias aledañas al Jardín Infantil Antonio Nariño (zona expuesta) y Combustible utilizado en los procesos industriales de las mismas. _______________ 94 Figura 48. Emisión de material particulado alrededor de los Jardines infantiles Antonio Nariño y Tamborcito Encantado. _____________________________________ 95 Figura 49. Emisión de Dióxido de Azufre (SO2) alrededor de los de los Jardines infantiles Antonio Nariño y Tamborcito Encantado. _____________________________ 96 Figura 50. Industrias aledañas al Jardín Infantil Tamborcito Encantado (zona no expuesta) y Combustible utilizado en los procesos industriales de las mismas _______ 99

LISTA DE ECUACIONES

Ecuación 1. Corrección volumen de muestreo ________________________________ 62 Ecuación 2. Concentración de PM10 _______________________________________ 62 Ecuación 3. Calculo masa del ión. _________________________________________ 63 Ecuación 4. Concentración ambiental de iones _______________________________ 63 Ecuación 5. Modelo propuesto ____________________________________________ 81

LISTA DE ANEXOS ANEXO A. MAPA DE LOCALIZACIÓN PUNTOS DE AFORO VEHICULAR CARTILLA VOLÚMENES VEHICULARES 2000-2004

113

ANEXO B. AFORO VEHICULAR JARDÍN ANTONIO NARIÑO

114

ANEXO C. AFORO VEHICULAR JARDÍN TAMBORCITO ENCANTADO

119

ANEXO D. INVENTARIO DE FUENTES FIJAS JARDÍN ANTONIO NARIÑO

122

ANEXO E. INVENTARIO DE FUENTES FIJAS JARDÍN TAMBORCITO ENCANTADO

123

ANEXO F. LOCALIZACIÓN POR TIPO DE INDUSTRIAS ZONA EXPUESTA Y NO EXPUESTA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

124

ANEXO G. PROTOCOLO DE EXTRACCIÓN DE IONES FILTROS DE PM10

125

ANEXO H. PROTOCOLO PARA LA TOMA DE MUESTRA DE MATERIAL PARTICULADO EN MUESTREADOR OMNI (LOW VOL) PM10

128

ANEXO I. PROTOCOLO DE LIMPIEZA

132

ANEXO J. PROTOCOLO DE MANEJO CLAE

136

ANEXO K. PROTOCOLO DE CALIBRACIÓN CROMATÓGRAFO LÍQUIDO DE ALTA RESOLUCIÓN “CLAE”

150

ANEXO L. CURVAS DE CALIBRACIÓN FLUORUROS, NITRATOS Y SULFATOS

155

ANEXO M. CURVA DE CALIBRACIÓN AMONIO

156

ANEXO N. RESULTADOS DEL MONITOREO DE PM10 EN LOS JARDINES DE LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

157

ANEXO O. REPORTES ANÁLISIS DE MUESTRAS CATIONES

158

ANEXO P. REPORTES ANÁLISIS DE MUESTRAS ANIONES

168

ANEXO Q. ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA SALIDAS DE PROGRAMA SAS

178

ANEXO R. PRUEBAS DE HOMOCEDASTICIDAD SAS

179

ANEXO S. ANÁLISIS DE VARIANZAS SAS

186

GLOSARIO

AEROSOL: se definen como partículas pequeñas, sólidas o líquidas, aunque también pueden ser mezclas de ellas, de variada composición química, las cuales se encuentran suspendidas en la atmósfera. AGUA DE GRADO ANALÍTICO: agua libre de cualquier especie química cerificada por un proveedor o laboratorio reconocido. ANIÓN: ión cuya carga eléctrica es negativa. AMBIENTES INTERIORES: aire que se encuentra dentro de un edificio, casa, aula o lugar de trabajo, ocupado por personas durante un tiempo mínimo de una hora.

AMBIENTES EXTERIORES: hace referencia a aire que se encuentra fuera de las casas, edificios y ambientes laborales. BUZO: aditamento ubicado en el extremo de la tuberia que conduce la fase móvil hacia la bomba del cromatógrafo líquido, funcionando como filtro y evitando el ingreso de partículas a la columna. CALIBRACIÓN: Conjunto de procedimientos que establece, bajo condiciones específicas, la relación entre los valores indicados por un instrumento de medición y los valores conocidos correspondientes a una medición. CALIDAD DE AIRE: termino que hace referencia al estado en el cual se encuentra el recurso aire por la degradación que sufre al introducirle sustancias perjudiciales que alteran sus condiciones normales. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA: análisis realizado a una muestra o filtro con el fin de establecer los diferentes componentes químicos, orgánicos e inorgánicos que pueda contener. CARBONO ELEMENTAL: también llamado carbón negro u hollín, es emitido directamente a la atmósfera mediante procesos de combustión incompleta. CARBONO ORGÁNICO: proviene principalmente de la combustión incompleta de combustibles fósiles, su formación se encuentra estrechamente relacionada con la composición química del combustible, temperatura de combustión y cantidad de oxigeno.

CATIÓN: ión cuya carga eléctrica es positiva CICLO BIOGEOQUIMICO: sistemas reguladores de la hidrosfera y la biosfera, mediante una serie de procesos de producción, descomposición e interacción de los elementos químicos esenciales para la vida. CICLO MEDIOAMBIETAL: proceso natural en el que los elementos circulan continuamente bajo distintas formas en el medio ambiente, como el aire, el agua, el suelo y los organismos. Algunos ejemplos son el ciclo del carbono, del nitrógeno y del fósforo. COLUMNA: es la fase estacionaria del cromatógrafo líquido, en ella se realiza la separación de los diferentes analitos. COMBUSTIÓN: proceso de oxidación de compuestos orgánicos en presencia de oxígeno, acompañado por liberación de calor. COMPUESTOS IÓNICOS: sustancia formada por la unión de dos o más elementos con carga eléctrica. CONCENTRACIÓN: proporción de contaminante presente en determinado medio, se expresa en unidades de masa fraccionado por un volumen. CONCENTRACIONES IÓNICAS: cantidad expresada en µg/m3, de los compuestos iónicos presentes en determinada cantidad de aire o muestra analizada. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA: presencia de contaminantes en la atmósfera, como polvo o gases cantidades y durante períodos de tiempo que repercuten en la salud de los seres humanos, la vida silvestre y los materiales. CONTAMINANTE: elemento, compuesto, sustancia química o biológica, energía, radiación, vibración o ruido, cuya presencia en el ambiente, a ciertos niveles y períodos de tiempo, constituya riesgo a la salud de las personas, calidad de vida de la población, y preservación de la naturaleza. CONTAMINANTE PRIMARIO: producido directamente por la actividad humana o la naturaleza CONTAMINANTE SECUNDARIO: generado a partir de reacciones entre contaminantes primarios y otras sustancias. CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA: método físico de separación basado en la distribución de los componentes de una mezcla entre dos fases, una fija o

estacionaria y otra móvil, donde la fase móvil es un líquido que fluye a través de una columna que contiene a la fase fija. CROMATOGRAFÍA IONICA: se utilizan columnas rellenas con resinas de intercambio iónico para separar y determinar iones. DETECTOR DE CONDUCTIVIDAD: componente del cromatógrafo liquido que contiene un par de electrodos muy sensibles que muestran pequeñas variaciones de conductividad eléctrica produciendo una señal eléctrica proporcional a la cantidad de materia entrante y de esta manera se logran detectar los analitos. DIÁMETRO AERODINÁMICO: Tamaño de una partícula y factor determinante para el transporte y la remoción de las mismas. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES: distribución, difusión y mezcla de contaminantes cuando son arrojados a la atmósfera. EXPOSICIÓN: cantidad de contaminante y tiempo que estuvo en contacto con una persona o población, causando efectos en el mismo. FRACCIÒN GRUESA: se denomina a fracción del PM mayor a 2,5 µm de diámetro aerodinámico, en donde se encuentra la tierra, el polvo fugitivo de caminos e industrias, entre otros. FRACCIÒN FINA: es la fracción del PM con diámetro menor a 2,5 µm. contiene material particulado secundario, partículas generadas por la combustión, compuestos orgánicos y metales. FRACCIÓN RESPIRABLE: comprende las partículas de diámetro aerodinámico menor a 10 µm, estas partículas penetran en el sistema respiratorio hasta los pulmones, produciendo irritaciones e incidiendo en diversas enfermedades al presentar una mezcla compleja de substancias orgánicas e inorgánicas. FUENTE FIJA: es toda fuente diseñada para operar en un lugar fijo, cuyas emisiones se descargan a través de un ducto o chimenea. FUENTE MÓVIL: es toda aquella fuente que tiene un elemento propulsor propio (motor), capaz de desplazarse entre distintos puntos generando contaminantes. GASES PRECURSORES: denominación otorgada a ciertos gases predecesores de compuestos secundarios formados en la atmósfera por reacciones. HÁBITOS: costumbres cotidianas que tienen las personas.

IONES: partículas con carga eléctrica obtenida añadiendo o quitando electrones de átomos o moléculas. Un átomo o molécula con carencia de electrones tiene carga positiva y se denomina catión; por el contrario cuando se presenta exceso de electrones, el ión tiene carga negativa y se llama anión. LOOP: tubería ubicada entre el inyector y la columna, que conduce la muestra hacia la fase estacionaria. MATERIAL PARTICULADO: partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire que difieren en tamaño, composición y origen. MACROECOLÓGICA: termino aplicable a los eventos que afecten a escala Global. MICROECOLÓGICA: termino aplicable a los eventos que afecten a escala local. MONITOREO ATMOSFERICO: seguimiento periódico y mediciones de la presencia de algunos componentes, en este caso, contaminantes. MOLÉCULA: porción más pequeña de un sustancia (elemental o compuesta) que puede existir libre, conservando la naturaleza y propiedades características de esta. PRECOLUMNA: aditamento protector de la columna, suele colocarse entre esta y loop, su función es filtrar la fase móvil, antes que entre en contacto con la columna. RECEPTOR FINAL: persona, animal o elemento, quien recibe los contaminantes generados por las diferentes fuentes. ROSA DE VIENTOS: representación en forma de diagrama del comportamiento del viento y su velocidad según la dirección de incidencia hacia el observador. GRUPOS VULNERABLES: termino aplicable a personas que son más susceptibles frente al padecimiento de enfermedades, pueden ser niños menores de 5 años, adultos mayores y enfermos. SONICAR: se denomina así a los diferentes procedimientos donde se utiliza el ultrasonido, ya sea para limpiar, diluir o extraer.

TIEMPO DE EXPOSICIÓN: período de tiempo durante el cual el organismo se encuentra expuesto a una sustancia o contaminante.

ABREVIATURAS

µg/m3 Microgramo (contaminante) por metro cúbico (aire muestreado)

PST Partículas Totales suspendidas PM10 Material particulado menor a 10 micras PM2.5 Material particulado menor a 2.5 micras SO2 Dióxido de Azufre SO3 Tritóxido de Azufre NOX Óxidos de Nitrógeno Hg Mercurio Cd Cadmio Ca Calcio Pb Plomo Cu Cobre Cr Cromo Mn Manganeso Mg Magnesio Fe Hierro Ca Calcio Zn Zinc Si Silicio V Vanadio SO-

4 Sulfato NO3 Nitrato NH4 Amonio Cl Cloruro F- Fluoruro EPA Environmental Protection Agency WHO World Health Organization CEPIS Centro Panamericano de Ingenieria Sanitaria y Ciencias del

Ambiente CCPA Canadian Chemical Producers’ Association ATSDR Agency for Toxic Substances and Disease Registry CITEC Centro de investigación Universidad de los Andes VOC’s Compuestos orgánicos Volátiles NHMRC The National Health and Medical Research Council H2S Sulfuro de hidrogeno NaF Floruro Sòdico F2Ca Floruro de Calcio HF Acido fluorhídrico CLAE Cromatografia lìquida de alta eficiencia (HPLC) LV Low Volume Sampler l/mín Litros por minuto

CO Carbono orgánico

CE Carbono Elemental (NH4)2SO4 Sulfato de Amonio PAN Peroxiacilo

RESUMEN

Uno de los problemas ambientales más graves en Bogotá es la contaminación atmosférica. Factores como el alto tráfico vehicular y la presencia de industrias, sumados a la meteorología característica del lugar, hacen que localidades como Puente Aranda, cuenten con niveles de contaminación atmosférica apreciables. Con el conocimiento previo frente a la situación actual de la ciudad, se realizó una evaluación de la concentración de Sulfatos (SO4

=), Nitratos (NO3

-), Fluoruros (F-) y Amonio (NH4+), contenidos en material particulado

respirable (PM10), tanto en zonas expuestas como menos expuestas, en sus respectivos ambientes extra-murales e intra-murales. El muestreo se ejecutó a través de un equipo Low-Vol localizado en jardines infantiles de la localidad de Puente Aranda, durante el periodo comprendido entre (13 de Agosto al 9 de Noviembre de 2007) veinticuatro horas al día, bajo los parámetros establecidos por la norma CFR50 (Código Federal de Regulaciones). En cuanto al análisis químico de los filtros, se empleó la metodología del Departamento de Calidad Ambiental de Oregón, DEQ03- LAB-0029-SOP, técnica para la determinación de Iones por Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia (CLAE). También se incluyeron procedimientos de control de calidad. Los datos se analizaron mediante ANAVA y correlaciones estadísticas (Pearson y Spearman), determinando la posible incidencia de las concentraciones encontradas y su comportamiento en los ambientes intra – extra murales. Por ultimo, las concentraciones obtenidas se asociaron con las posibles fuentes generadoras. Se detectó la presencia de los iones Sulfatos (SO4

=), Nitratos (NO3-),

Floruro (F-) y Amonio (NH4+) en los jardines infantiles objeto de estudio,

donde las concentraciones para el ambiente interior en los dos criterios, son mayores que para el exterior. Las concentraciones de los analitos evaluados en el criterio expuesto son mayores que el no expuesto y el ión más abundante fue Sulfato (SO4

=), posiblemente por las fuentes fijas y móviles características de la localidad. Por otra parte, las correlaciones de Pearson calculadas para los iones evaluados, muestran una relación directa entre Sulfato y Amonio, siendo ésta la más alta. Finalmente, las concentraciones de los iones obtenidas en el presente estudio permiten establecer que el sector está altamente afectado por emisiones de fuentes móviles y fijas que emplean tanto diesel como ACPM en sus procesos.

SUMMARY An evaluation of the concentration of sulphates (SO4

-2), nitrates (NO3-),

Fluoride (F-) and ammonium (NH4+), contained in particulate matter

(PM10) was made in areas exposed and less exposed, in their respective environments indoor and outdoor. Low Volume Sampler located in two Puente Aranda kindergardens was used to collect the particulate matter, since August 13 to November 9, 2007 during 24 h a day. The chemical analysis of filters was made using the methodology of the Department of Environmental Quality Oregon, DEQ03-LAB-0029-POS technique for the determination of ions by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). It also included quality control procedures. Data were analyzed using statistical correlations (Pearson and Spearman) and analysis of variances, determining the potential impact of the concentrations on the indoor –outdoor environments. Finally the concentrations obtained were associated with the possible sources. It detects the presence of sulfate ions (SO4

-2), nitrate (NO3-), fluoride (F-)

and ammonium ((NH4+) in kindergardens studied, where concentrations for

the indoor environment in both criteria are higher than the outdoor. The results of the analytes evaluated at the exposed area are greater than the non-exposed and the sulfate (SO4

-2) was the predominant specie, possibly by stationary sources and mobile presents in the locality. Moreover, Pearson correlations calculated to ions evaluated, show a direct relationship between Ammonium Sulphate, being the highest. Finally, the concentrations of ions obtained in the present study presume that the sector is highly affected by emissions from mobile and stationary sources that use both diesel and ACPM in its processes.

INTRODUCCIÓN La contaminación atmosférica en Bogotá en cuanto a material particulado, en el aire, ha mostrado una tendencia creciente. La secretaría distrital de ambiente, antiguo Departamento Administrativo del Medio Ambiente “DAMA”, en su informe anual de calidad de aire 1 , revela que para el último año, los índices de contaminación exceden significativamente a los obtenidos en los ocho años anteriores. Igualmente, se observa con preocupación que la norma anual, Resolución 601 MAVDT 2006, es superada en la estación No. 13 (Puente Aranda). Por otro lado, la dirección y velocidad del viento empeoran la situación. Según el mapa de vientos predominantes de la ciudad de Bogotá, estos se dirigen en su mayoría hacia la localidad objeto de estudio. Dada esta problemática, instituciones orientadas a la ciencia (Universidades, organizaciones públicas, entes ambientales) han venido realizando estudios en la ciudad que demuestran la presencia de diferentes componentes químicos en el material particulado, encontrando concentraciones significativas de Plomo, Cobre, Hierro, Zinc y Cromo en Puente Aranda. En otras investigaciones se han obtenido indicios de la presencia de varios componentes químicos en el material particulado PM10, encontrado, no solo metales en los filtros, sino también Carbono Orgánico (CO) y Elemental (CE), entre otros componentes. En relación con lo anterior, a nivel internacional se han realizado estudios de caracterización química PM10., reportando especies aniónicas (SO4

2-, Cl-, NO3-) y

catiónicas (Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+), sobre aerosoles (PM10 y PM2.5).

Sin embargo, la contaminación atmosférica no puede ser vista como una problemática que solo se evidencia en ambientes exteriores. En el 2005, se realizó en la Localidad de Puente Aranda un estudio de la contaminación existente en los interiores de las casas en tres barrios del sector (Pastrana y Amarillo, 2005), reportando que las concentraciones presentes en interiores se ven influenciadas por la contaminación de exteriores y además por los hábitos de las personas residentes. Estudios internacionales como el realizado por Sabah (2006), se relacionan con el anterior, pues concluye que la variación de la concentración de material particulado en interiores (Intradomiciliaria o laboral) está íntimamente ligada con los ambientes exteriores (contaminación ambiental), demostrando que las fuentes externas afectan las concentraciones de material particulado en interiores. 1 Secretaría distrital de ambiente, 2006, p. 7-10

Teniendo en cuenta la situación actual, es evidente que, en países donde describen condiciones de contaminación y climatología similares, las investigaciones frente al tema son múltiples y constantes mostrando un interés a nivel regional; en Colombia, por el contrario, son escasas a pesar de conocerse la existencia de la problemática planteada. De allí la importancia de la investigación realizada, ya que es pionera en este tipo de estudios, y más en localidades con antecedentes de contaminación atmosférica, en donde se evaluó la concentración de iones en el material particulado producido, estableciendo si existe una relación de estos en ambientes exteriores e interiores, para finalmente asociar los resultados con las posibles fuentes de generación de dichos contaminantes.

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1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL

Evaluar la concentración de iones contenidos en material particulado respirable y

su incidencia sobre ambientes intra – extra murales en la localidad de Puente

Aranda

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Determinar las concentraciones de Sulfatos, Nitratos, Fluoruro y Amonio

mediante la metodología DEQ03- LAB-0029-SOP en la localidad de Puente

Aranda

- Identificar el contaminante que se encuentra con mayor concentración en los

ambientes objeto de estudio.

- Establecer la incidencia entre ambientes extra – intra murales a través del

análisis comparativo de las concentraciones de iones encontradas para la

localidad de Puente Aranda.

- Confrontar los resultados de iones encontrados en la localidad de Puente

Aranda con estudios internacionales.

- Relacionar los resultados de esta investigación con las posibles fuentes

generadoras en la localidad de puente Aranda

3

2. ANTECEDENTES En Colombia, se han desarrollado varios estudios en materia de calidad de aíre. Durante 1990, la secretaria de salud llevo a cabo una investigación en donde se elaboró un plan para el control de la contaminación atmosférica en Bogotá, instalando cinco estaciones de monitoreo distribuidas en diferentes sectores de la cuidad incluyendo la localidad de Puente Aranda.2 Por otra parte, en Medellín se identificaron las concentraciones de material particulado presentes en el ambiente, determinando las posibles fuentes de emisión y los efectos en la calidad del aire. El material particulado recolectado fue sometido al análisis de Ca, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni y Pb; encontrando que todos los metales tenían alta dispersión y no presentaban una variación homogénea en su fracción respirable con respecto a los metales totales, lo que da indicio de la contribución de diferentes fuentes a la concentración de metales y en general de PST y PM10.3 A nivel distrital en el 2004, Cala 4 realizó uno monitoreo en el campus de la Universidad de los Andes y en el centro de investigación (CITEC) ubicado en la zona industrial de Puente Aranda, con el fin de establecer la distribución de tamaño y el análisis químico del material particulado PM10 determinando metales y carbono elemental. Para el 2005, en Bogotá se evaluó la concentración de metales presentes en material particulado relacionándolo con las posibles fuentes de emisión. Se identificaron como los metales más representativos Pb, Cu, Fe, Zn y Cr; mientras que las principales fuentes de emisión, fueron la fundición secundaria de metales no ferrosos y la combustión de carbón en los diferentes procesos industriales5. 2 Diagnóstico local con participación social de la localidad de Puente Aranda. [En línea]. Secretaria de Salud, Bogotá, 1998. Disponible en:< http://www.saludcapital.gov.co/Paginas/default.aspx> 3 ECHEVERRY, Carlos. Determinación de las concentraciones de fondo de material particulado en suspensión en la ciudad de Medellín. EN: Revista de la facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, [En línea]. N° 20. [Recuperado el 25 de Julio de 2006], Disponible en: <http://jaibana.udea.edu.co/grupos/revista/nro020/contenido.htm#concentraciones>. 4 CALA SIERRA, Juan Pablo. Muestreo y Análisis de Partículas PM10 como contaminantes del aire. Bogotá 2004, 17 p. Trabajo de Grado (Ingeniero Civil y Ambiental) Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. 5HERNANDEZ HERNANDEZ, Liliana y PEREZ FADUL, Luisa Fernanda. Determinación de metales pesados en partículas respirables e identificación de fuentes de emisión, a partir de un muestreo atmosférico en la Localidad de Puente Aranda en la cuidad de Bogotá. Bogotá, 2006, 5 p. Trabajo de grado (Ingeniero Ambiental y Sanitario) Universidad de la Salle. Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria.

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Para el mismo año se ejecutó un muestreo de Octubre a Noviembre en la localidad de Puente Aranda, obteniendo resultados similares al anterior estudio. 6 Los metales tan solo son una parte de los constituyentes del material particulado, investigaciones a nivel internacional como la realizada en Chongju, Korea del Sur, demuestran la presencia de compuestos iónicos, identificando los SO4

-2 como la especie más abundante, seguido de los, NO3

-, CO, NH4+ y CE7.

En la Ciudad de México durante 1997, se llevó a cabo un muestreo de PM10 y PM2.5

8. Las concentraciones reportadas de SO4-2 fueron casi el doble de las de

NO3-. Los resultados indicaron que los SO4

-2y NO3- están presentes en las formas

de Sulfato de Amonio y Nitrato de Amonio, debido a la abundancia del Amoníaco en el ambiente. Durante el período comprendido entre Noviembre de 1998 y Abril de 1999, en Kaohsiung City, Taiwán, se analizaron los iones presentes en PM10 y PM2.5, siendo los SO4

-2, NO3- y NH4

+ quienes ocuparon 90% y 80.6% de las concentraciones iónicas totales disueltas para PM2.5 y PM10

9. Para el segundo semestre de 2000, en México DF, se efectuó una caracterización química de las especies solubles en agua asociadas a PM10

10, determinando los

metales ionizables a través de Espectrometría de Absorción atómica por horno de grafito, mientras que los iones se determinaron por cromatografía iónica, detectando altas concentraciones de NH4

+, SO4-2, V y Ni.

6 DUEÑAS CONTRERAS, Jeniffer Adriana y PÉREZ CABALLERO, Ricardo. Determinación y análisis de metales pesados en partículas respirables e identificación de fuentes de emisión, en dos zonas de monitoreo atmosférico en la localidad de Puente Aranda. Bogotá, 2006, 15 p. Trabajo de grado (Ingeniero Ambiental y Sanitario). Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria. 7 LEE, Hak Sung. et al. Chemical Characteristics of principal PM2.5 species in Chongju, South Korea. EN: Atmospheric Environment. [En línea]. Nº 35 (2001) 739–746 [consultado 4 Junio 2007]. Disponible en: <www.sciencedirect.com> 8 CHOW, Judith C., et al. Chemical Composition of PM2.5 and PM10 in Mexico City during winter 1997. EN: The science of total environment. [En línea]. Nº 287 (2002) 177–201 [consultado 4 Junio 2007]. Disponible en: <www.sciencedirect.com> 9 LIN. Jim Juimin. Characterization of water-soluble ion species in urban ambient particles. . EN: Elsevier Science Ltd, Environment International. [En línea]. Nº 28 (2002) 55–61. 201 [consultado 6 Junio 2007]. Disponible en: www.elsevier.com/locate/envint 10 GUTIÉRREZ C. et al. Chemical characterization of extractable water soluble matter associated with PM10 from Mexico City during 2000. EN: Elsevier Ltd. Chemosphere. [En línea]. Nº 61 (2005) 701–710 [consultado 4 Junio 2007]. Disponible en: <www.elsevier.com/locate/atmosenv>

5

En este mismo año, se ejecutó una caracterización química en la zona costera de Dundee, Reino Unido 11. Se Analizaron metales, iones y las posibles fuentes de generación de PM10, reportando bajas concentraciones de SO4

-2, NO3- y NH4

+. De manera similar, en tres diferentes sectores de Hong Kong, se hallaron las concentraciones de iones, CO y CE contenidos en Material Particulado. La contribución por sales marinas a los SO4

-2 del material particulado fino fue pequeña, lo cual indico un gran aporte por fuentes antropogénicas12. En general los principales constituyentes son los SO4

-2 y el Carbono Orgánico y Elemental. De Mayo a Julio del 2002, en Sao Paulo se realizó un muestreo para determinar la composición iónica de los aerosoles gruesos y finos13. Se analizaron filtros de PM2.5 y PM10 donde las especies dominantes fueron SO4

-2, NO3-, Cl- y NH4

+ en partículas finas. La contribución individual para cada fracción (fina y gruesa) muestra que SO4

-2 y NO3-, son predominantes en más del 60%.

Entre el año 2002 y 2003, Sillanpaa. et.al14, realizaron una campaña de monitoreo en siete ciudades europeas para caracterizar químicamente el PM10 y el PM2.5. Se encontró que los principales componentes son los compuestos orgánicos seguidos de los iones inorgánicos y la sal marina. Dentro de los iones los más abundantes son SO4

-2, NO3- y NH4

+. Sin embargo, el estudio de la contaminación atmosférica no se limita a la caracterización química del material particulado, por el contrario, puede ser vista como una problemática que se evidencia en ambientes interiores y exteriores. Estudios internacionales demuestran la incidencia de la contaminación exterior en los interiores, como en Helsinki (Polonia)15, donde estudiaron las contribuciones de las fuentes de emisión a la concentración de PM2.5 en ambientes internos y externos residenciales. Las principales fuentes fueron combustión primaria y

11 QIN, Y. et al. Chemical composition of atmospheric aerosol in Dundee, UK. EN: Atmospheric Environment. [En línea]. Nº 37 (2003) 93–104 [consultado 4 Junio 2007]. Disponible en: <www.elsevier.com/locate/atmosenv> 12 HO, K.F. et al. Characterization of chemical species in PM2:5 and PM10 aerosols in Hong Kong. EN: Atmospheric Environment. [En línea]. Nº 37 (2003) 31–39 [consultado 4 Junio 2007]. Disponible en: <www.elsevier.com/locate/atmosenv> 13 BOURTTE, C. et al. Association between ionic composition of fine and coarse aerosol soluble fraction and peak expiratory flow of asthmatic patients in Sao Paulo city (Brazil). EN: Elsevier Ltd Atmospheric Environment. [En línea]. Nº 41 (2007) 2036–2048 [consultado 4 Junio 2007]. Disponible en: <www.sciencedirect.com> 14 SILLANPAA. et.al. Chemical composition and mass closure of particulate matter at six urban sites in Europe. EN: Elsevier Ltd Atmospheric Environment. [En línea]. Nº 40 (2006) S212–S223 [consultado 4 Junio 2007]. Disponible en: <www.sciencedirect.com> 15 KOISTINEN KJ. et al. Sources of fine particulate matter in personal exposures and residential indoor, residential outdoor and workplace microenvironments in the Helsinki phase of the EXPOLIS study. EN: PubMed. [En línea]. Nº 41 (2007) 2436–6048 [Recuperado 1 de Agosto de 2006], Disponible en: <www.pubmed.gov>

6

resuspensión del polvo, siendo este último el mayor contribuyente en los domicilios y lugares de trabajo. Por otro lado, Gorny16 comparó la concentración de metales pesados en partículas finas y gruesas bajo una relación interior/exterior, concluyendo que el nivel de metales pesados en ambientes interiores se ve influenciado por la constante migración del aire exterior al interior de las casas causando la contaminación por metales en interiores. Chao y Wong17 (2001), realizaron una medición en Hong Kong de PM10 y PM2.5 en ambientes interiores en 30 residencias y sus respectivos ambientes exteriores. La concentración de material particulado tanto interior como exterior fue más alta en comparación con Norteamérica o Europa. Esto pudo ser consecuencia del alto tráfico vehicular y la influencia de las características climáticas puesto que los vientos transportan material de otras partes. Más recientemente, Sabah 18 encontró que la variación de la concentración de material particulado en interiores (Intradomiciliaria o laboral) está íntimamente ligada con los ambientes exteriores (contaminación ambiental), demostrando que las fuentes externas afectan las concentraciones de material particulado en interiores. A nivel Nacional se desarrollo una investigación al interior de los hogares en tres barrios de Puente Aranda, el San Rafael, Puente Aranda y Salazar Gómez, caracterizados por ser zonas residenciales con presencia de grupos vulnerables (niños y adultos mayores), pero cercanas a un sector altamente industrial. Los contaminantes monitoreados fueron material particulado, monóxido de carbono y ruido. Los resultados permitieron descartar que los hábitos de los habitantes aumenten la concentración de los contaminantes19.

16 GORNY Rl, JEDRZEJCZAK A, PASTUSZKA JS. Dust particles and metals in outdoor and indoor air of Upper Silesia. EN: PubMed. [En línea]. [Recuperado 1 de Agosto de 2006], Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&listuids=85333 17 CHAO, Christopher; WONG, Kelvin: Residential indoor PM10 and PM2.5 in Hong Kong and the elemental composition. The Hong Kong University of Science and Technology. 2001. 18 SABAHA. Abdul-Wahab. Indoor and Outdoor Relationships of Atmospheric Particulates in Oman. EN: Indoor and Built Environment. [En línea]. Vol. 15. No. 3, 247-255 (2006). [Recuperado 3 de Agosto de 2006]. Disponible en: <http://ibe.sagepub.com/cgi/content/abstract/15/3/247> 19 AMARILLO CASTRO, Maria Fernanda y PASTRANA GRANADOS, Eduardo. Estudio de la calidad del aire al interior de los hogares en los sectores de Puente aranda, Salazar Gómez y San Rafael en la localidad de Puente Aranda. Bogota, 2005, 122 p. Trabajo de Grado (Ingeniero Ambiental y Sanitario). Universidad de la Salle. Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria.

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3. MARCO TEÓRICO 3.1. GENERALIDADES CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA La contaminación atmosférica puede definirse como una alteración en la composición natural de la atmósfera, por todos aquellos materiales o elementos extraños; ya sean partículas sólidas, liquidas o gaseosas suspendidas en el aire, que por las excesivas y continuas emisiones, aumentan en grandes concentraciones produciendo un daño al medio y por tanto, desmejorando la calidad del aire20. Los contaminantes pueden ser antropogénicos o naturales. Los primeros son generados directamente por el hombre y se clasifican dependiendo de la fuente de emisión o procedencia. Dentro de estos existen tres grandes grupos21:

1. Fuentes Estacionarias: como las fuentes industriales puntuales y de área; zonas rurales de producción agrícola o minería, calefacción de edificios, incineradores de residuos urbanos, cocinas y servicios de lavandería.

2. Fuentes móviles: cualquier tipo de vehículos de combustión a motor, por

ejemplo vehículos ligeros con motor de gasolina o diesel, motocicletas, el transito marítimo, aéreo y ferroviario.

3. Fuentes de interiores: incluye consumo de cigarrillo, fuentes biológicas, tipo

de de combustible utilizado, emisiones por uso de sustancias químicas o sintéticas.

Por otro lado, los contaminantes naturales provienen de fuentes como la erosión, la actividad volcánica, VOC’s resultantes de incendios forestales y tormentas de arena producidas por los vientos.22 La contaminación del aire puede afectar tanto en escala global (macroecológica) como local (microecológica), pues el comportamiento de los contaminantes no es

20 CEPIS, 1997; OPS, 2000 21 OMS. Guías para la Calidad del aire. Lima: CEPIS/OPS. 2004. p. 2 22 CALA SIERRA, Juan Pablo. Muestreo y Análisis de Partículas PM10 como contaminantes del aire. Bogotá 2004, 17 p. Trabajo de Grado (Ingeniero Civil y Ambiental) Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería.

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estático, por el contrario, esta sujeto a diversos procesos de transporte y transformación mientras llegan al receptor final. Este tipo de cambios dependen de la naturaleza de los contaminantes y de factores meteorológicos como; velocidad y dirección del viento, temperatura, precipitación (lluvia, granizo), presión, radicación solar; y de la topografía como altitud, relieve, suelo23. Por esta razón las variaciones en las concentraciones de los contaminantes atmosféricos se ven afectadas especialmente por las condiciones meteorológicas y no por los cambios en la magnitud de las fuentes, pues una de las variables responsables de la dispersión de contaminantes es el viento quien los transporta de un lugar a otro24. Las actividades contaminantes generan emisiones a la atmósfera que pueden darse en forma de gases, vapores, polvos y aerosoles o formas de energía (contaminación térmica, radiactiva, fotoquímica, etc.); causando ciertos desequilibrios en los ciclos biogeoquímicos del carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo; lo que puede llegar a provocar la generación de contaminantes secundarios como el caso de sulfatos, nitratos, amonio, ácidos, cloruros, carbono orgánico y elemental; entre otros. 25 Wadden y Scheff26, explican que la calidad del aire respirable no se puede ver solo como una alteración a nivel de exteriores; por el contrario el deterioro del mismo en ambientes interiores se asocia con diversidad de efectos en la salud de los seres humanos, desde malestar e irritación hasta enfermedades crónicas y cáncer, pues los ambientes interiores son un reflejo del aire y de las condiciones del exterior, así como de los procesos de degradación y eliminación de contaminantes, la ventilación, emisiones de materiales peligrosos. Por tanto, la concentración de contaminantes externos puede llegar a ser un instrumento determinante para establecer los niveles de contaminación en interiores, 27 3.1.1 Contaminación en Interiores La NHMRC28 define el aire en interiores; “como el aire que se encuentra dentro de un edificio ocupado por personas durante un tiempo mínimo de una hora”. Dentro de estos se pueden incluir oficinas, aulas, medios de transporte, centros comerciales, hospitales y desde luego las casas. Por otro lado puede definirse la 23 HERNANDEZ y PEREZ, Op. cit., p. 18. 24 CALA, Op. cit., p. 20. 25 AMADOR, m. et al. Partículas suspendidas, hidrocarburos aromáticos policíclicos y mutagenicidad en el Sureste de la cuidad de México., México. 2001. 26 WADDER, Richard; SCHEFF, Peter. Contaminación del aire en interiores. Ed Limus. Chicago 1987, p 115. 27CACERES. D. et al. Contaminación Intradomiciliaria en un sector de extrema pobreza de la comuna de la Pintana, Santiago de Chile. En: Revista Médica de Chile. [En línea]. Volumen. 129. Nº (2001) [consultado Junio 20 de 2007]. Disponible en: <http://www.scielosp.org/scielo > 28 NHMRC: The National Health and Medical Research Council

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contaminación aérea interior como una combinación de propiedades y características del aire que pueden llegar a afectar la salud de las personas por efectos del tiempo que permanezcan en aquel lugar. En general se considera que los individuos están más del 80% de su tiempo en ambientes interiores y 60% de éste en sus hogares; aunque los grupos más vulnerables (ancianos, enfermos y lactantes) pueden alcanzar hasta el 100% dentro de sus respectivas casas; por ello es innegable que la calidad del aire en interiores es un problema de gran relevancia29. El aire en espacios interiores contiene una gran variedad de contaminantes físicos, químicos y biológicos generados por diferentes fuentes o por la utilización de combustibles que emiten componentes de alta toxicidad, entre ellos; materiales de construcción (tableros, cielos falsos, pinturas, barnices y similares) y actividades desarrolladas por las personas como calefacción, enfriamiento, humidificación, cocción, hábitos, uso de fotocopiadoras, empleo de pesticidas, desinfectantes o productos de limpieza; entre otros 30 ; como se muestra en la Tabla 1. Por otro lado, en grandes ciudades una fuente importante de contaminación para interiores esta constituida por el aire que se infiltra del exterior pues contiene diversas sustancias peligrosas para la salud humana; como gases industriales nocivos o derivados de fuentes móviles o bien productos utilizados en trabajos de construcción31. Por ello el efecto de estos contaminantes en los individuos varía dependiendo del tipo del contaminante, su concentración, tiempo de exposición, de las reacciones con otros contaminantes para formar sustancias más tóxicas, además del metabolismo y susceptibilidad individual. También, el aumento de un contaminante en el aire exterior supone el incremento de su concentración en el interior de los hogares. El uso de combustibles económicos como carbón, leña y parafina, puede llegar a incrementar el padecimiento de enfermedades respiratorias32.

29 SABAHA. Abdul-Wahab, Op cit., p. 15 30 GIL. Lionel. et al. Contaminación del aire en espacios exteriores e interiores en la ciudad de Temuco, Chile. En: Ambiente y Desarrollo. [En línea]. VOLXIII-N0 1, p. 70-78 (ISSN 0716-1476) (1997). [Consultado 16 Julio. 2007]. Disponible en: < www.cienciayambiente.com> 31 CACERES. D. et al, Op. cit., p. 5 32 GIL. Lionel. et al, Op. cit., p. 70

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Tabla 1. Contaminantes principales y fuentes de contaminación en interiores.

CONTAMINANTES FUENTES EN EXTERIORES

Dióxido de Azufre, MP Combustibles, fundidores

O3 Reacciones fotoquímicas

Polen Árboles, césped, maleza, plantas

Pb, Mn Automóviles

Pb, Cd Emisiones industriales

COV, PAH

Solventes petroquímicos, vaporización de combustibles no quemados

NOx, CO

Quema de combustibles

CO2

Quema de combustibles, actividad metabólica

MP

Humo del tabaco en el ambiente, resuspensión, condensación de vapores y productos de combustión

Vapor de agua Actividad biológica, combustión y evaporación

COV

Volatilización, quema de combustibles, pintura, acción metabólica, plaguicidas, insecticidas, fungicidas

Esporas Hongos, moho

NH3

Productos de limpieza, actividad metabólica

FUENTE: OMS. Guías para la Calidad del aire. Lima: CEPIS/OPS. 2004. p. 81; modificado por las autoras.

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Continuación Tabla 1. Contaminantes principales y fuentes de contaminación en interiores.

CONTAMINANTES FUENTES EN INTERIORES

PAH, arsénico, nicotina,

Humo del tabaco en el ambiente

COV

Adhesivos, solventes, productos para cocinar, cosméticos

Mercurio

Fungicidas, pinturas, derrames o ruptura de contenedores

Aerosoles

Productos de consumo, polvo doméstico

Alergenos

Polvo doméstico, caspa animal

Organismos viables

Infecciones

FUENTE: OMS. Guías para la Calidad del aire. Lima: CEPIS/OPS. 2004. p. 81; modificado por las autoras. GÜNTER 33 , señala que los contaminantes presentes en ambientes interiores pueden clasificarse de diversas formas, ya sea de acuerdo a su origen o como agentes químicos, físicos y biológicos quienes dependen de la naturaleza física de las partículas. Además existe un continuo intercambio de aire entre interiores y exteriores por lo cual la mayoría de los contaminantes en exteriores se encuentran en interiores. Dentro de los compuestos más importantes en interiores se destacan el MP, SO2, NOx, CO, oxidantes fotoquímicos y plomo. El reporte de las concentraciones de estos contaminantes para ambientes intradomiciliarios son similares a las de exteriores, aunque en ocasiones las concentraciones de los productos de combustión para interiores llegan a ser mayores que las de exteriores; generalmente se sustenta este comportamiento por el uso de calentadores, hornos y hasta estufas34.

33 GÜNTER, Komarnicki. Lead and cadmium in indoor air and the urban environment. (Austria). En: Environmental Pollution. [En línea]. N° 136 (2005); 47-61 [consultado 27 de Julio de 2006]. Disponible en: <www.sciencedirect.com>. 34 GIL. Lionel. et al, Op. Cit., p. 73.

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En general el comportamiento y la concentración de los contaminantes de interiores dependen de factores como:

• Niveles de contaminantes en exteriores, • Fuentes en interiores • Tasa de intercambio entre el aire interior y exterior • Características y mobiliario de los edificios. • Variaciones geográficas, diurnas y estacionales.35

3.2. TIPOS DE CONTAMINANTES EN EL AIRE Se entiende por contaminantes del aire todas aquellas sustancias químicas o formas de energía que, en concentraciones determinadas, pueden causar molestias, daños o riesgos a personas y/o seres vivos, o bien, ser origen de alteraciones en el funcionamiento tanto de ecosistemas como del clima. De acuerdo a esto, se clasifican en36: a. Sustancias químicas:

• Partículas: son sustancias sólidas o líquidas cuyo tamaño fluctúa entre 0,1 y 100 micras 37 , estas pueden tener una composición química diversa (metales pesados, carbono, polen, bacterias, silicatos etc.). Se depositan por la acción de la gravedad y se convierten en polvo; generalmente provienen de actividades de combustión industrial o doméstica.

• Compuestos de azufre: los principales compuestos de azufre presentes son

Dióxido de Azufre y Trióxido de Azufre (SO2 y SO3), que proceden de la oxidación del azufre presente en los combustibles fósiles cuando se quema; y el ácido Sulfhídrico (H2S) el cual resulta de escapes en refinerías de petróleo, fabricas de gas y emisiones volcánicas. Debido a esto, se considera el SO2 un contaminante muy frecuente en las ciudades. Por reacción química en la atmósfera el SO3 (formado a partir de SO2) se combina con el agua transformándose en H2SO4 siendo este un contaminante secundario.

• Óxidos de nitrógeno (NOx): originados por erupciones volcánicas, acción

bacteriana en el suelo y por el uso de combustibles fósiles (calefacciones, centrales térmicas y automóviles). Dentro de este grupo los NO y NO2 son

35 KOISTINEN KJ. et al., Op. Cit., p. 18 36 U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Health and Environment. [Online]. Mayo, 2007. [Cited 11 noviembre 2007]. Available from World Wide Web: < http://www.epa.gov/oar/particlepollution/health.html> 37 SARALEGUI VILLEGAS, Juan A. modelo de simulación de los efectos en salud producidos por la contaminación atmosférica en la región metropolitana. .Chile, 2002, 9 p. Trabajo de grado (Ingeniero Industrial) Universidad de Santiago de Chile. Facultad de Ingeniería.

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tóxicos a temperatura ambiente y proceden de la oxidación incompleta del N2 atmosférico en los motores de combustión interna. Estos compuestos reaccionan en la atmósfera formando compuestos secundarios

• Óxidos de carbono: monóxido de Carbono y dióxido de Carbono (CO y

CO2). El CO es un contaminante que es frecuente, porque se forma en la combustión incompleta de gasolina en motores de vehículos. Puede transformarse en CO2 y viceversa.

• Compuestos halogenados y derivados: sustancias que contienen cloro y

flúor en su molécula. La importancia de estas sustancias está en que al descomponerse y liberar átomos de Cloro (Cl), estos, por ser muy reactivos, reaccionan con el Ozono (O3) ocasionando la destrucción de la capa de ozono.

• Metales pesados: son elementos químicos de masa atómica elevada que

se encuentran en la atmósfera en pequeñas concentraciones. Se consideran peligrosos porque no se degradan ni química ni biológicamente, en cambio se acumulan en los organismos. Los más nocivos son el Cd, Hg y Pb. El Plomo se libera de la combustión de gasolinas con Plomo, el Cadmio de la incineración de residuos y de las actividades mineras del Carbón y del Cinc y el mercurio de las actividades agrícolas, minería y del tratamiento inadecuado de residuos como las pilas.

• Olores: partículas dispersas en el aire cuyo origen pueden ser distintas

sustancias; se consideran contaminantes porque pueden producir malestar físico, dependiendo de la intensidad y del tipo de sustancia que se trate.

b. Formas de energía

• Radiaciones ionizantes: partículas u ondas electromagnéticas que pueden ionizar átomos o moléculas de la materia alterando su equilibrio químico o la estructura y sus funciones. De forma natural estas radiaciones se emiten en los procesos de transformación de materiales radiactivos de la corteza terrestre y de forma inducida en las centrales nucleares (escapes radiactivos), en actividades médicas de tratamiento y exploración y en actividades de exploración que utilizan los elementos radiactivos. 38

38EPA: U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Health and Environment. [Online]. Junio, 2007.Available from World Wide Web: < http://es.epa.gov/ncer/science/pm/>

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3.2.1. Material Particulado El Material particulado es un contaminante de gran interés e importancia pues posee múltiples características, que dependen de la composición química, física, parámetros de tamaño, entre otras. 39 En general se puede definir como una mezcla compleja de diversas sustancias orgánicas e inorgánicas que varían en tamaño, composición y origen; comportándose de manera independiente generando componentes secundarios. Se divide en dos grupos principales, partículas con diámetros mayores a 2.5 µm y partículas finas con diámetros menores a 2.5 µm (PM2.5). Las partículas más pequeñas contienen aerosoles formados de manera secundaria (durante la transformación gas a partícula), como procesos de combustión y recondensación de metales o vapores orgánicos; mientras las partículas más grandes normalmente contienen materiales de la corteza terrestre y polvo fugitivo de los caminos o las industrias40. Cada una de las categorías del material particulado por tamaño tiene diversos y distintos orígenes, composición o propiedades 41 . La fracción gruesa abarca principalmente el polvo atmosférico que ha sido suspendido a través de disturbios mecánicos del material granular, por ejemplo el arrastre de arena proveniente de los caminos pavimentados y sin pavimentar, procesos agrícolas, construcción o procesos naturales, también en las operaciones industriales que implican molido, raspado y manejo de materiales. Debido al limitado tiempo de vida, la distancia de transporte de las fuentes de estas partículas es relativamente corta.42 Por el contrario, la mayoría de las partículas finas se relacionan con la combustión, y se dividen como material particulado primario y secundario. El PM primario consta del material emitido en fase sólida y condensable cuando se producen emisiones de gases de combustión a altas temperaturas. La fracción condensable esta compuesta principalmente por sustancias semi-volátiles que forman los aerosoles orgánicos. El PM secundario se forma en la atmósfera a través de reacciones complejas en la fase gaseosa generando especies como

39 ANGULO DE CASTRO, Jessica y NAVARRO PEREZ, Ana Margarita. Análisis de la concentración de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP´s) en el aire ambiente de la localidad de Puente Aranda y estimación del riesgo para la salud humana mediante monitoreo atmosférico. Bogotá, 2007, 15 p. Trabajo de Grado (Ingeniero Ambiental y Sanitario). Universidad de la Salle. Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria. 40 WHO. 2000. Air quality Guidelines. Copenhagen. World Health Organization 41 US Environmental Protection Agency. 2003. Air Quality Criteria for Particulate Matter. National Center for Environmental Assessment - RTP Office. Office of Research and Development. Vol. 1 42 EURO WHO. Particulate matter air pollution: how it harms health. Fact sheet EURO. Berlin, Copenhagen, Rome.2005. [Online]. Available from World Wide Web: < http://es.epa.gov/ncer/science/pm/>

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FUENTE: WHO.2001. Modificado por las autoras. Clasificar las partículas dependiendo de sus propiedades aerodinámicas es importante porque de ellas depende el transporte y la remoción de las mismas en el aire permitiendo presumir su deposición dentro del sistema respiratorio; y si se encuentran asociadas a la composición química o fuentes44. Las partículas más importantes con respecto a la composición química, propiedades físicas y efectos en la salud son las que están en el rango de 0.002 a 10 µm pues el tamaño afecta muchas propiedades como el volumen, la masa y la velocidad de sedimentación.45 El tamaño se puede expresar en términos del diámetro efectivo, que depende más de una propiedad física que de una geométrica, aunque la forma más común de expresarlo es con el diámetro

sulfato, nitratos, amonio, carbono orgánico, carbono elemental y metales pesados43, como se ve en la Figura 1. Figura 1. Formación de Material Particulado Secundario y posibles componentes químicos según el tamaño.

43 KOCH, Matthias. Airborne Fine Particulates in the Environment: A Review of Health Effect Studies, Monitoring Data and Emission Inventories.2000. EN: International Institute for Applied Systems Análisis. [En línea]. Nº IR-00-004 [consultado 6 Julio 2007]. Disponible en: < www.iiasa.ac.at > 44 WHO. 2000. Air quality Guidelines., Op. Cit., p. 15 45 Ambient particulate matter characterization guidelines. [Online]. Ottawa, Canada: Canadian Chemical producer’s Association April 2001-[cited 2007-08-10]. Disponible en:<http://www.ccpa.ca/files/Library/Documents/Environment/NERM_Resources/Ambient_Particulate_Matter_Guidelines_010329.pdf >

aerodinámico por que compara a la partícula con una esfera de una unidad de densidad (1 g/cm3). El rango de acumulación constituido por partículas con diámetros entre aproximadamente 0.08 a 2µm es el resultado de la coagulación de partículas más pequeñas emitidas de fuentes de combustión; por la condensación de especies volátiles o la conversión de gas a partícula y por partículas finas de suelo. En cambio las partículas más grandes entre aproximadamente 2 o 3 µm llamadas también partículas gruesas son de de origen geológico o por el polen y las esporas alojadas en el material particulado. 46 La fracción de partículas normalmente medida por monitores de calidad de aire son la de TSP que se encuentran entre 0 y 40 µm; PM10 entre 0 y 10 µm; y PM2.5 de 0 a 2.5 µm, en diámetro aerodinámico. En cuanto al tiempo de residencia en la atmósfera, las partículas finas (PM2.5) tienen substancialmente mayores tiempos de residencia, y por esto mismo mayor potencial de afectar las concentraciones generadas por la diferentes fuentes de emisión que partículas con diámetros que varían de 2 a 3 µm. Teniendo en cuenta lo anterior las partículas finas se comportan más como gases que las partículas gruesas.47. Las partículas de 10 µm usualmente se depositan en la superficie pocas horas después de haber sido emitidas y no causan gran efecto en la dispersión de la luz a menos que los fuertes vientos o la turbulencia suspendan de nuevo el material particulado48. 3.2.2. Composición Del Material Particulado Las partículas no solo varían en tamaño sino también en sus constituyentes, composición química, propiedades físicas, etc. Esto va de acuerdo a las fuentes de generación y a las características del ambiente 49 . La mayor parte de las concentraciones de PM2.5 o PM10 se generan en centros urbanos, donde los constituyentes más comunes del material particulado son Material geológico (óxidos de aluminio, sílice, calcio, titanio, hierro), Carbono orgánico y elemental, sulfato, nitrato, amonio y trazas de elementos. El sodio soluble en agua y el cloro

46 Ibid., p. 2-3 47 ANGULO DE CASTRO, Jessica y NAVARRO PEREZ, Op. Cit., p. 15 48 CHOW, Judith C. et al. Chemical composition of PM2.5 and PM10 in México City during winter 1997. EN: The Science of the Total Environment. [En línea]. No 287(2002). [consultado 23 de Enero 2007]. Disponible en: < www.iiasa.ac.at > 49 Ambient particulate matter characterization guidelines. [Online]. Ottawa, Canada: Canadian Chemical producer’s Association April 2001-[cited 2007-08-10]. Available from internet:< http://www.ccpa.ca/files/Library/Documents/Environment/NERM_Resources/Ambient_Particulate_Matter_Guidelines_010329.pdf >

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w de la ciudad,

(TLA)

FUENTE: CHOW. et al. (1997) Este punto de muestreo representa un área industrial - comercial de la ciudad (Industria electrónica, metalúrgica, moliendas de maíz a gran escala, cervecería). Como se puede observar, el principal componente es el material geológico (elementos de Al – U), seguido del carbono orgánico y elemental (10% y 4% respectivamente) y el sulfato de amonio.

se encuentran frecuentemente en áreas costeras, y ciertos elementos trazas son encontrados en áreas muy influenciadas por fuentes industriales50. Un ejemplo de la variada composición química del material particulado, se ve reflejado por el estudio realizado en México durante el invierno de 1997 por Choet. al 51 , quienes llevaron a cabo un muestreo en 7 puntosencontrando en Tlalnepantla la composición descrita en la Figura 2. Figura 2.Porcentaje relativo de la composición química PM10 en TlalnepantlaCiudad de México durante el invierno de 1997

50 CHOW, Judith; WATSON, John. Guideline on speciated particulate monitoring [Online]. Reno, Nevada: U.S Environmental Protection Agency agosto 1998-[citado 2007-11-08]. Disponible en: internet:< http://www.epa.gov/ttnamti1/files/ambient/pm25/spec/drispec.pdf > 51 CHOW, Judith., et al. Op. Cit., p. 187

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52.

o. Por

A pesar de las múltiples investigaciones sobre las propiedades tóxicas de los constituyentes del material particulado, no ha sido posible cuantificar con precisión los efectos causados en la salud por la exposición a las fuentes y componentes del mismo54. Sin embargo, no solo la composición de las partículas y su tamaño definen el efecto que causan en la salud, también depende del tipo y la mezcla de contaminantes, su concentración, tiempo de exposición al contaminante, cuánto se respira y cuánto penetra en los pulmones55, como se detalla en la Figura 3. Figura 3. Factores que influyen en los efectos de los contaminantes en la salud

3.2.3. Contaminación atmosférica y salud La exposición a material particulado ha sido relacionada con diferentes efectos en la salud, desde cambios en las vías respiratorias, problemas con la función pulmonar hasta efectos adversos en el sistema circulatorio entre otros (WHO)Estos efectos están relacionados con el tamaño de las partículas, debido a que, entre menor sea el mismo pueden ingresar mas profundo en el organismejemplo, las partículas con tamaños inferiores a 10 micrómetros (µm) en diámetro, generan los mayores problemas, porque contienen sólidos microscópicos o gotaslíquidas que son tan pequeñas que pueden ingresar a los pulmones, y en algunoscasos, llegar a la corriente sanguínea53.

FUENTE: HERRERA GABRIEL (com. per.). Modificado por las autoras. 52 Health risks of particulate matter from long-range transboundary air pollution [Online]. Copenhagen, Denmark: World Health Organization for Europe (WHO) 2006-[cited 2007-10-14]. Available from internet :< http://www.euro.who.int/document/e88189.pdf>. 53 U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Health and Environment. [Online]. Mayo, 2007. [Cited 11 noviembre 2007]. Available from World Wide Web: < http://www.epa.gov/oar/particlepollution/health.html> 54 World health Organization for Europe., Op. cit., p.11 55 Airborne Fine Particulates in The Environment: A Review of Health Effect Studies, Monitoring Data and Emission Inventories [En linea]. Laxenburg, Austria: International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) January 2000-[citado 2007-10-14]. Available from internet:<http://www.iiasa.ac.at>

3.3. IONES EN MATERIAL PARTICULADO Los iones se forman en la atmósfera debido a gases precursores que permiten su generación, para comprender como ocurre esto, es importante observar el ciclo de estos elementos. 3.3.1. Ciclos Naturales 3.3.1.1. Ciclo del Azufre El azufre se transforma en diversos compuestos y circula a través de la biosfera en el ciclo del azufre. Entra en la atmósfera desde fuentes como: • Sulfuro de Hidrógeno (H2S) gas incoloro y altamente venenoso, generado por

los volcanes activos y procesos biológicos en la tierra y en los océanos (descomposición de la materia orgánica en pantanos, ciénagas y llanuras cubiertas por las mareas).

• Partículas de Sulfatos (SO4

-2), como resultado de la aspersión marina, se presenta en forma de sulfato de amonio.

• Dióxido de Azufre (SO2): es un gas incoloro con un característico olor asfixiante

proveniente de volcanes activos. La gran mayoría de los compuestos de azufre y el dióxido de azufre que llegan a la atmósfera, son provenientes de las actividades humanas. La combustión de carbono y petróleo que contienen Azufre, destinada a producir energía eléctrica, representa gran parte de la emisión de dióxido de Azufre a la atmósfera. Otra cantidad proviene de procesos industriales como la refinería del petróleo y la conversión (por fundición) de compuestos azufrosos56.

Una vez emitido el H2S a la atmósfera, se oxida rápidamente a Dióxido de azufre (SO2). Esto se debe al oxígeno atómico y molecular y el Ozono presentes en la atmósfera. En general, el tiempo de vida de una molécula de H2S antes de transformarse en SO2 es del orden de horas. El SO2 formado interactúa con el oxígeno para producir Trióxido de azufre (SO3), el cual reacciona con vapor de agua para producir minúsculas gotas de ácido sulfúrico (H2SO4). Los compuestos de azufre como SO2, son especies de vida corta en la atmósfera, que están sujetos a transformaciones químicas, lavados, deposición en seco, e inducción a

56 Saber más Ciclo del Azufre [Online]. Ciudad de México, México: Centro de Información y Comunicación Ambiental de Norte América (CICEANA) s.f.- [cited 2007-10-14]. Available from internet :< http://www.ciceana.org.mx/recursos/Ciclodelazufre.pdf >.

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problemas de lluvia acida. También reacciona con otras sustancias químicas de la atmósfera para originar partículas pequeñas de Sulfatos; estas gotas de ácido sulfúrico y partículas de sulfato caen a la tierra como componentes de lluvia ácida, que daña los árboles y la vida en general57. La Figura 4 resume el destino de los compuestos de azufre en la atmósfera.

57 SEINFEILD, John. Contaminación atmosférica: fundamentos físicos y químicos. Madrid: Instituto de Estudios de Administración Local, 1978. p. 558.

Figura 4. Ciclo Del Azufre

FUENTE: SEINFEILD, CICEANA. Modificado por las autoras.

3.3.1.2. Ciclo del Nitrógeno

Para entender como el Nitrógeno se desplaza a través de la tierra, los océanos y el medio ambiente atmosférico, se debe observar su ciclo, para entender cuales son las fuentes y vías del mismo. Los principales compuestos del nitrógeno en la atmósfera son:

• Óxido Nitroso (N2O): es un gas incoloro emitido en gran parte por fuentes naturales, por reacción entre Nitrógeno (N2), Oxígeno (O) y Ozono (O3) y por acción bacteriana en el suelo.

• Óxido Nítrico (NO): emitido por fuentes naturales y antropogénicas (combustión de carburantes a altas temperaturas)

• Dióxido de Nitrógeno (NO2): generado en pequeñas cantidades junto con NO; son considerados contaminantes.

• Amonio (NH3): principalmente emitido por fuentes naturales, pero cuando existen emisiones que hacen que haya concentraciones considerablemente más altas que las naturales, puede llegar a clasificarse como un contaminante atmosférico.

• Sales de Nitritos (NO2-), Nitratos (NO3

-) y Amonio (NH4+): se producen por las transformaciones de NO, NO2 y NH3.

En la Figura 5 se resume el ciclo del nitrógeno con respecto a las especies representativas en la contaminación atmosférica. Una vez emitido el N2O, reacciona con el oxígeno que resulta de la disociación fotoquímica del ozono, oxidándose para formar NO. Este último y el NO2, forman partículas de nitrato y nitrito a través de la oxidación por reacciones en disolución acuosa, smog fotoquímico y con el ozono58.

El NH3 atmosférico generado por fuentes naturales, como la descomposición biológica, puede ser destinado en la atmósfera de dos formas. Una de ellas es para la formación de NH4

+, ya sea por la reacción con un ácido tanto en fase gaseosa como condensado o al ser absorbido en superficies húmedas. La segunda forma es la oxidación a NO3

- .

Los óxidos de nitrógeno son eliminados de la atmósfera a través de la formación de partículas, la mayoría se convierten en nitratos que a su vez son retirados por precipitación, suspensión en las nubes, y deposición seca.

58 Ibid.,p. 75

Figura 5. Ciclo Del Nitrógeno

N2N

O

N2O

NH4NH3 Gaseoso

Partícula NO3NO2

NO+NO2

Fuentes Antropogénicas

Fuentes Naturales

Fuentes Naturales

Fuentes Naturales

Oxidación

Reacción con Acido

Precipitación y deposición seca

Oxidación

Oxidación

FUENTE: ISU, SEINFELD. Modificado por las autoras.

3.3.2. Formación de iones La transformación química y el equilibrio de los procesos para la formación de los aerosoles secundarios son complicados, dependiendo de muchas variables químicas y meteorológicas que no son completamente comprensibles59. Los gases precursores de la mayoría de las partículas de sulfatos y nitratos son SO2 y SO3, óxidos de Nitrógeno (NO y NO2 la suma de los cuales es designado como NOx) y amoniaco. En los siguientes puntos se específica el proceso de formación para cada uno de los iones. 3.3.2.1. Sulfatos La mayoría de los sulfatos son encontrados como una combinación de acido sulfúrico (H2SO4), bisulfato de amonio ((NH4)2SO4), y sulfato de amonio ((NH4) SO4). El dióxido de azufre se convierte en una partícula de sulfato a través de la transformación gas – fase acuosa60. En la fase gaseosa, el SO2 se oxida a SO3. Esta reacción puede darse por medio catalítico o fotoquímico (Figura 6). El proceso catalítico prevalece en condiciones húmedas cuando las gotas de agua absorben el SO2. La presencia de ciertas sustancias químicas en las gotas de agua, como sales metálicas o Amoniaco (NH3) hacen que el SO2 y el oxígeno disuelto en la gota reaccionen rápidamente con la formación de sulfatos. Pero la presencia de NH3 no solo forma, (NH4)2SO4, sino también puede aumentar la solubilidad del SO2 en la gota. El proceso fotoquímico predomina en condiciones diurnas de baja humedad; inicia con la absorción de luz por parte de una molécula de SO2, dando lugar a una con mayor energía, la cual activada puede reaccionar con O2 a un ritmo mayor que las moléculas no activadas para producir SO3. Esta especie reacciona rápidamente con oxígeno y pequeñas cantidades de vapor para convertirse en acido sulfúrico gaseoso (H2SO4). Este gas tiene una presión de vapor baja y se condensa en las partículas existentes en la atmósfera, las finas por la alta humedad relativa forman gotas de acido sulfúrico o si el NH3 esta presente, formara (NH4)2SO4. 61

59 Ambient particulate matter characterization guidelines. [Online]. Ottawa, Canada: Canadian Chemical producer’s Association April 2001-[cited 2007-08-10]. Available from internet:< http://www.ccpa.ca/files/Library/Documents/Environment/NERM_Resources/Ambient_Particulate_Matter_Guidelines_010329.pdf > 60 CHOW, Judith; WATSON, John. Guideline on speciated particulate monitoring [En linea]. Reno, Nevada: U.S Environmental Protection Agency agosto 1998-[cited 2007-11-08]. Available from internet:< http://www.epa.gov/ttnamti1/files/ambient/pm25/spec/drispec.pdf > 61 SEINFIELD. Contaminación Atmosferica. p. 87

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Figura 6. Formación de Sulfatos en la atmósfera

SO2

H2SO4

Condensación en partículas atmosféricas finas

Gotas de acido sulfúrico (Niebla)

Bisulfato de Amonio

Sulfato de Amonio

Presión de vapor baja

En alta humedad reltativa

En presencia de Amonio forman

SO3

Alta humedad

Proceso catalítico Proceso fotoquímico

Molécula activada SO2

Baja Humedad

Absorbe luzAbsorben el SO2

Gotas de H2O

O2

Reacciona con

Forma

O2Reacciona rápidamente con

Reacciona con H2O

FUENTE: EPA, 1998; CCPA, 2001. Modificado por las autoras

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3.3.2.2. Nitratos La mayoría de los nitratos se encuentran como nitrato de amonio, aunque también una porción se presenta en las partículas gruesas, usualmente en relación con el sodio (Figura 7). Por tanto se cree que el nitrato de sodio es derivado de la reacción de acido nítrico con el cloruro de sodio presente en la sal marina. El óxido nítrico directamente emitido se convierte en dióxido de nitrógeno al reaccionar con el ozono. Las vías de formación del dióxido de nitrógeno en fase gaseosa son: 1) transformarse en óxido nítrico en la presencia de radiación ultravioleta; 2) cambiar los radicales de breve duración los cuales toman lugar en otras reacciones; 3) formar nitratos orgánicos como nitrato de peroxiacilo (PAN); o 4) se puede oxidar para formar acido nítrico. Para este último se da la reacción con los mismos radicales hidroxilos que transforman el dióxido de azufre a acido sulfúrico62. El ácido nítrico se deposita de la atmósfera medianamente rápido pero, en la presencia de amonio este es neutralizado a una partícula de nitrato de amonio. El nitrato también se forma en reacciones de fase acuosa en nieblas y nubes de una manera análoga a la formación de sulfato en fase acuosa. El Dióxido de nitrógeno se disuelve en una gota, donde, en la presencia de oxidantes, se convierte en acido nítrico y, en la presencia de amonio disuelto, a nitrato de amonio. De acuerdo a lo anterior, el ácido nítrico gaseoso puede también reaccionar con otros compuestos como cloruro de sodio (de la sal del mar) y posiblemente partículas de polvo alcalinas. Los productos de estas reacciones (e.g., nitrato de sodio) son generalmente estables y se observan a menudo como partículas gruesas.63

62 Ambient particulate matter characterization guidelines. [Online]. Ottawa, Canada: Canadian Chemical producer’s Association April 2001-[cited 2007-08-10]. Available from internet:< http://www.ccpa.ca/files/Library/Documents/Environment/NERM_Resources/Ambient_Particulate_Matter_Guidelines_010329.pdf> 63 SEINFIELD, Op. Cit., p. 96.

Figura 7. Formación de Nitratos en la atmósfera

FASE GASEOSA

FASE ACUOSA

FUENTE: EPA, 1998; CCPA, 2001. Modificado por las autoras.

Vapor de H2O

3.3.2.3. Amonio El sulfato de amonio, bisulfato de amonio y nitrato de amonio son los compuestos mas comunes de reacciones reversibles entre gases de acido sulfúrico y amoniaco, como se puede ver en las Figura 6 y Figura 7. Sin embargo, como se observó en el ciclo del nitrógeno, el amonio también puede ser resultado de la absorción del amoniaco en superficies húmedas o por la reacción de este último con ácidos. 3.3.2.4. Fluoruro El flúor es un elemento abundante en la naturaleza: ocupa el puesto 17 en orden de abundancia en la corteza terrestre (0.06-0.09%). Sin embargo, como es uno de los elementos más reactivos, no se le encuentra en forma libre en la naturaleza sino combinado en forma de fluoruros 64 . Los más comunes son el fluoruro cálcico (F2Ca), el fluoruro sódico (NaF), el Fluoruro de Hidrógeno ó Ácido Fluorhídrico (HF) y el ácido hidrofluorosilícico. Pueden ser emitidos a la atmósfera en forma gaseosa y como partículas. Debido al extenso uso industrial, el acido fluorhídrico es probablemente el principal contaminante por flúor en la atmósfera. Sin embargo, la contribución al contenido de flúor en la tierra por parte de los volcanes es significativa; aproximadamente 1-7 x 106 toneladas por año han sido emitidas a la atmósfera. En áreas urbanas, la mayoría de las partículas de fluoruro provienen de fuentes industriales. En industrias como la producción de acero , plantas de superfosfato, plantas de combustión de carbón, vidrierías, refinerías de aceites, tiene exposiciones a niveles de flúor de cerca de 1 mg/m3- muchos tipos de carbón contienen niveles de fluoruro en el rango de 4-30g/Kg. 3.3.3. Emisiones precursoras de los iones Como se observó anteriormente, para que se formen iones en la atmósfera se requiere la presencia de gases precursores de los mismos. En la Tabla 2, se pueden observar las diferentes fuentes generadoras de los iones objeto de estudio y su respectivo tiempo de vida en la atmósfera. 64 Air Quality Guidelines second edition [Online]. Copenhagen, Denmark: World Health Organization 2000-[cited 2007-10-11]. Available from internet:<http://www.euro.who.int/document/aiq/6_5fluorides.pdf>

Tabla 2.Fuentes de emisión de iones y sus respectivos procesos de transformación

PROCESO DE FUENTES DE TIEMPO ION SUMIDERO TRANSFORMACIÓN EMISIÓN3 DE VIDA

Dióxido de Azufre

Origen humano, volcanes, Oxidación de H2S

2-4 días

Deposición seca y húmeda , oxidación a

*Sulfato (SO4-2) Oxidación de SO2

Combustibles fósiles, emisiones volcánicas, Superficie del mar

1 Semana

Deposición húmeda y seca

Amoniaco (NH3) Animales, suelos, combustión de biomasa

6 Días Conversión a NH4+

**Ión amonio (NH4+) Reducción de NH3

Animales, motores de los vehículos 5 Días

Deposición húmeda y seca

Dióxido de nitrógeno (NO2)

Oxidación de NO

Combustibles fósiles, incendio de biomasa, suelos

< 2 Días Oxidación a HNO3 y NO3

- - Fotólisis

***Nitrato (NO3-) NO, NO2 y NH3

Combustibles fósiles, sesothos de los vehículos

5 Días Deposición húmeda y seca

****Fluoruro HF

Industria cerámica, acero, vidrio, aluminio, combustión de carbón, gases en zonas volcánicas, pacificación de cristal y esmalte65

-- Deposición húmeda

FUENTE: SEINFIELD, CICEANA. Modificado por las autoras

65 ALBIANO, Nelson F. Toxicología Laboral: Criterios para la vigilancia de los trabajadores expuestos a sustancias químicas peligrosas. [Online]. Available from internet:<http://www.euro.who.int/document/aiq/6_5fluorides.pdf>

30

3.4. MÉTODOS ANALÍTICOS

La Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia (CLAE) es una herramienta empleada para la separación, identificación y cuantificación de los componentes de una muestra, en la cual se encuentran dos fases involucradas, una estacionaria y otra móvil. Para el caso específico de la cromatografía iónica, se emplean columnas con rellenos en los cuales la fase estacionara esta constituida por un polímero o por silicagel que facilitan el intercambio iónico. Usualmente la identificación y cuantificación de los iones, se realiza a través de un detector de conductividad eléctrica debido a que los iones en solución, conducen la corriente eléctrica y la respuesta del detector es directamente proporcional a la diferencia entre el soluto y la fase móvil. 66 3.4.1. Bases de la separación La fase estacionaria es el elemento más importante de la cromatografía, porque según sus características se puede identificar cual mecanismo de separación está operando, se establece la composición de la fase móvil y el método de detección más apropiado según el caso67. Para que se de el intercambio, esta fase contiene grupos funcionales iónicos los cuales retiene el soluto, además de tener características iónicas pero signo opuesto, intercambiándolo por un proceso reversible con iones de la fase móvil. El proceso se denomina de intercambio catiónico cuado el analito posee carga positiva y aniónico, si tiene carga negativa. Usualmente, las resinas empleadas para intercambio catiónico contienen acido sulfónico, mientras que las resinas aniónicas contienen amonio cuaternario para la separación. 3.4.2. Detección en cromatografía Aunque la separación es el objetivo principal de la cromatografía, la cuantificación de las sustancias separadas es también de gran importancia. Para esto, se emplea un detector de conductividad, el cual es una parte del equipo que permite ver y ubicar en espacio-temporalmente la posición de cada componente de cierta muestra a la salida de la columna cromatográfica.68 El detector de conductividad consiste en un par de electrodos, colocados en una celda de baja capacidad, que se encuentra montada en un puente de Wheatstone

66 QOATTROCCHI, Oscar. et al. Introducción a la HPLC, aplicación y práctica. Argentina: Artes Gráficos Farro S.A. 1992. p. 407. 67 SMALL, Hamish. Ion Chromatography. New York Plenum press. 1989. p. 271. 68 QOATTROCCHI, Op. cit.., p. 26

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y a través de pequeñas variaciones en la conductividad eléctrica se logran detectar los analitos. Este tipo de detección es de las más empleadas y recomendadas por las siguientes razones:

1. La conductividad eléctrica es una propiedad de las soluciones iónicas 2. A bajas concentraciones, la conductividad es proporcional a la

concentración. 3. Es sencillo y económico69.

3.4.3. Funcionamiento La cromatografía, como se explicó anteriormente, es en esencia un método separativo, por lo cual, la columna podría considerarse como su componente principal, alrededor del cual se instalan unos equipos complementarios para constituirlo. En términos generales un cromatógrafo esta compuesto por:

- Reservorio de solvente: alimenta el sistema de la fase móvil - Inyector: sistema que permite la inyección de la muestra - Bomba: permite forzar el pasaje de la muestra y la fase móvil a través de la

columna. - Detector: sistema de monitoreo de la solución que emerge de la columna - Sistema de registro de los datos provenientes del detector.

Como resultado del análisis cromatográfico se obtienen los siguientes resultados:

- Cromatograma: gráfico que relaciona la concentración del soluto en función del tiempo (elusión)

- Eluído o eluato: fluido proveniente de la columna que, de recolectarse en forma secuencial, contiene la fase móvil e, idealmente, los componentes de la muestra separados70.

69 SMALL. Op. cit., p. 149 70 QOATTROCCHI, Op. cit., p. 40

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4. MARCO LEGAL

En cuanto a material particulado, internacionalmente se manejan muchos estándares de concentraciones. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (Environmental protection Agency “EPA”), estableció estándares desde 1987, siendo revisados a través de el tiempo convirtiéndose en mas rigurosos y contemplando partículas respirables como PM10 y PM2.5, basados en los serios problemas de salud que se presentaban en la población71para el caso de PM2.5. Esta última actualización fue en 2006 72 , llegando a los niveles establecidos en la Tabla 3. Tabla 3. Estándar nacional de calidad de aire para contaminantes criterio en Estados Unidos.

Estándar Período de Estándar Contaminante primario tiempo secundario

Dióxido de Nitrógeno

0.053 ppm (100 µg/m3)

Anual (promedio aritmético) Igual al primario

Material Particulado (PM10)

Revocada Anual (promedio aritmético) Revocada

3150 µg/m 24 horas Igual al primario

Material Particulado (PM2.5)

15 µg/m3 Anual (promedio aritmético) Igual al primario

335 µg/m 24 horas Igual al primario

Dióxido de azufre 0.03 ppm Anual (promedio

aritmético) 0.5 ppm (1300 µg/m3) 0.14ppm0 24 horas

3 horas FUENTE: EPA, 2006 Estos estándares han servido como guía para establecer la norma de calidad de aire en Colombia. En la actualidad, se encuentra vigente la resolución 601 de 2006, que establece los límites permisibles de concentraciones de material particulado con el propósito de garantizar un ambiente sano y minimizar los

71 PM Standards [Online]. United States of America: Environmental Protection Agency 2006-[cited 2007-10-11]. Available from internet:<http://www.epa.gov/PM/standards.html> 72 National Ambient Air Quality Standards (NAAQS) [Online]. United States of America: Environmental Protection Agency 2006-[cited 2007-10-11]. Available from internet:<http://www.epa.gov/air/criteria.html

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posibles efectos que pueda tener esta en la salud humana73. En la Tabla 4 se muestran las concentraciones máximas permisibles. Tabla 4. Niveles máximos permisibles para contaminantes criterio Resolución 601 de 2006.

CONTAMIANTE UNIDAD LÍMITE MÁXIMO TIEMPO DE PERMISIBLE EXPOSICIÓN

PST µg/m3 100 Anual 300 24 horas

PM10 µg/m3 70 Anual 150 24 horas

SO2 Ppm

(µg/m3)

0.031 (80) Anual 0.096 (250) 24 horas 0.287 (750) 3 horas

NO2 Ppm

(µg/m3)

0.053 (100) Anual 0.08 (150) 24 horas

0.106 (200) 1 hora FUENTE: MAVDT, 2006. La Secretaria Distrital de Ambiente, expidió la Resolución 1208 en el 2003, donde se establecen normas para la prevención y control de la contaminación atmosférica por fuentes fijas y protección de la calidad del aire74. Esta norma es mucho más rigurosa que la que aplica al territorio nacional. En la Tabla 5, se exponen los niveles permitidos según la resolución en mención. Tabla 5. Norma de calidad del aire para agentes contaminantes convencionales Resolución 1208 de 2003.

Contaminante Unidad Límite Máximo Tiempo De Permisible (2010) Exposición

SO2 µg/m3 60 Anual

300 24 horas 1300 3 horas

NO2 µg/m3 100 Anual 150 24 horas 320 1 hora

PST µg/m3 80 Anual 300 24 horas

PM10 µg/m3 50 Anual 150 24 horas

FUENTE: Secretaría de Distrital de Ambiente, 2003.

73 Resolución 601 de 2006. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Territorial. 74 Resolución 1208 de 2003, Secretaría de Distrital de Ambiente

34

Sin embargo, hasta la fecha no se encontró una propuesta normativa a nivel nacional o internacional específica para iones. La única información disponible al respecto son las concentraciones permisibles de los gases precursores de los mismos, relacionadas en las anteriores tablas.

35

5. DESCRIPCIÓN DEL SITIO DE MONITOREO 5.1. CARACTERISTICAS GENERALES DE LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA Puente Aranda se localiza en el centro de la ciudad de Bogotá, como se ve en la Figura 8, con una extensión de 1724.5 hectáreas y una población de 370292 habitantes para el censo de 2005. Figura 8. Características Generales de Puente Aranda

o.

W: Localidades Fontibón y Kennedy.

A: 1.724,5 Ha. 39.2 Ha.

LÍMITES: N: Localidad Teusaquillo.S: Localidad TunjuelitE: Localidades Mártires y Antonio Nariño.

BARRIOS: 55 ÁREA TOTAL URBANÁREA PROTEGIDA:

FUENTE: Alcaldía mayor de Puente Aranda, Secretaria de ambiente. 2007

Se fortaleció como un sector predominantemente industrial debido al desarrollo industrial de la ciudad, siendo clasificado como corredor para el año 1968. Como consecuencia de esto, ambientalmente fue declarada área fuente a través del Decreto 174 de 2006 debido a los antecedentes de contaminación por material particulado inferior a diez micras (PM10), presentados en este sector. De

36

37

acuerdo a lo establecido en el POT (Decreto 190 de 2004) se clsector predominantemente industrial y residencial. Meteorología de la zona: las condiciones meteorológicas simportante, pues dependiendo de esto, se presenta la dispersión de contaminantes. Como se puede observar en la Figura 9, el comportamiento de los vientos para las horas de la mañana tiene una dirección al noreste flujo de vientos hacia las localidades de Bosa, Kennedyembargo, para el mes de Octubre se observa un comportamiento contrario aregistrado en los meses anteriores, en donde se pueden observar los flujos denorte y oriente confluyen en el sector central de la ciudad. Para el mes de noviembre, vuele a tener u comportamiento similar a agosto y septiembre. Figura 9. Vientos predominantes en Bogotá para el periodo comprendido entre Agosto y Octubre de 2007 en horas de la mañana (6:00 a 11:00).

FUENTE: Secretaría distrital de ambiente, 2007. Modificado por las autoras.

asifica como un

on un factor muy

oeste, dirigiendo y Fontibón. Sin

l l

38

dominantes en Bogotá para el periodo comprendido entre Agosto y e (12:00 a 18:00).

FUENTE: Secretaría distrital de ambiente, 2007. Modificado por las autoras.

Figura 10. Vientos preOctubre de 2007 en horas de la tard

En horas de la tarde, existen dos flujos como se puede ver en la Figura 10

39

En horas de la tarde, existen dos flujos como se puede ver en la Figura 10, uno te de los cerros

orte.

do

FUENTE: Secretaría distrital de ambiente, 2007. Modificado por las autoras. En cuanto a la temperatura, como se puede observar en la Figura 12, se presentó el mayor valor en noviembre y el menor para agosto. Sin embargo, la temperatura tiene una tendencia constante sin grandes variaciones.

proveniente del sur tomando dirección norte, y el otro descendienorientales, primero dirigiéndose hacia el occidente y posteriormente hacia el n La precitación varía de lluvias moderadas a fuertes. Para el mes de agosto, se presentó un comportamiento normal de lluvias en comparación con el promedio multianual, caso contrario a lo ocurrido en septiembre, que registraron valoresinferiores a los esperados como se puede ver en la Figura 11. Sin embargo, en este periodo de tiempo, se presentó un incremento en la precipitación para octubre, que registró valores más altos que el mes inmediatamente anterior, presentando lluvias ligeramente por encima de lo normal. En noviembre, continuó la tendencia creciente de la precitación, presentando valores muy por encima de los esperados, Figura 11. Precipitación registrada en la estación 13. Puente Aranda para el períocomprendido entre Agosto y octubre de 2007.

33 33

9

61

116

94

146,2

29,8

0

20

40

60

80100

120

140

160

PREC

IPIT

AC

IÓN

(mm

AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE

MES

Precipitación Aumulada Mes Precipitación Multianual

39

Figura 12. Variación de la temperatura para la estación Nº13 Puente Aranda entre Agosto y Noviembre FUENTE: Secretaría distrital de ambiente, 2007. Modificado por las autoras.

5.1.1. Malla vial de la localidad. Puente Aranda se caracteriza por tener un alto flujo vehicular con tráfico liviano y pesado clasificándose como una de las localidades con mayor número de vías principales después de Usaquén y Fontibón, su componente vial consta de tres mallas, la arterial vial de acceso metropolitano y regional, la arterial complementaria y la vial intermedia, las cuales se encuentran integradas en total por 23 avenidas relacionadas funcionalmente por las intersecciones generadas por las mismas, permitiendo una amplia idea del tipo de vía que se encuentra rodeando los puntos de muestro y de los vehículos que por allí circulan. (Tabla 6, Figura 13).

21,7

9,2

14,6

20,620,3

19

109,69,2

14,414,614

0

5

10

15

20

25

AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBREMES

TEM

PERA

TUR

A(°C

)

Máxima Mínima Promedio

40

41

Figura 13. Malla vial localidad de Puente Aranda.

FUENTE: DAPD, 2004. Modificado por GÓMEZ, Adriana y MARTINEZ, Jennifer. Caracterización del material particulado PM10 procesamiento y análisis de la información de algunas ciudades del país.

Tabla 6. Vías principales en la Localidad de Puente Aranda.

NOMBRE SUBSISTEMA

Malla Arterial Principal

Red Metropolitana

Avenida de las Américas Avenida del Congreso Eucarístico Avenida Colon Avenida Ferrocarril del Occidente Avenida del Ferrocarril del Sur Avenida Jiménez de Quesada Avenida Primera de Mayo Avenida Centenario Avenida Ciudad de Quito Avenida Cuidad de Lima Centro Metropolitano Avenida Ciudad de Quito

Malla Arterial Complementaria

Avenida Batallón Caldas Avenida Montes

Avenida Cundinamarca Avenida de Los Comuneros

Avenida Pedro León Trabuchy Avenida Esperanza

Avenida Fucha Avenida General Santander

Avenida Industrial Avenida Jorge Gaitán Cortes

Avenida La Esmeralda Avenida Puente Aranda

FUENTE: DAPD, 2004. Modificado por GÓMEZ, Adriana y MARTINEZ, Jennifer. Caracterización del material particulado PM10 procesamiento y análisis de la información de algunas ciudades del país. Bogotá 2007.

42

5.1.1.1. Fuentes Móviles Los datos correspondientes a fuentes móviles fueron tomados de la cartilla de volúmenes vehiculares para Bogotá D.C. 2000-2004 publicada en Noviembre de 2005, allí fueron seleccionaron las calles que cercaban en un radio de un (1) Km. los jardines infantiles, tanto el expuesto como el menos expuesto (Anexo A), lo cual permitió tener una idea de la cantidad de vehículos (carros particulares, buses y camiones) que transitaban por cada una de las intersecciones desde el 2000 hasta el 2004. (Figura 14) El Jardín Antonio Nariño se encuentra rodeado por cinco (5) intersecciones principales, escogidas por su cercanía al punto de muestreo y su constante flujo vehicular. Los conteos de los mismos en cada intersección corresponden a tres jornadas durante el día AM, M y PM. (Anexo B) La cantidad de carros que circulan en las diferentes intersecciones va aumentando, por tanto en el 2004 se tienen los mayores valores, en promedio durante ese año se encuentran transitando 19.419 carros en las diferentes intersecciones (Figura 14), en general el 80% corresponden a carros particulares, el 15% a buses y el 5% a camiones. (Figura 15). Una de las intersecciones con mayor flujo vehicular durante el todo el día es la CL17 - Av. 68, con aproximadamente 27636 vehículos, presentando una mayor participación en esta cifra los carros particulares; seguida de la Cl. 21 – Cr. 21 y la CL 23 - Av. 68, presentando un volumen similar, finalmente la Cl. 13 - Cr 65 presenta los menores valores de las cinco (5) intersecciones. (Figura 14). En cuanto al Jardín tamborcito encantado está cercado por cinco (5) intersecciones, elegidas por encontrarse cerca del Jardín al igual que por su representatividad con respecto al flujo vehicular de la localidad. (Anexo C). En la Figura 16) se puede observar la cantidad de carros total que transita en las intersecciones, desde el año 2000 hasta el año 2003, en este último año la mayor representatividad en cuanto al volumen de carros es para la Av. 1 Mayo- Cr 49 B con 11338 carros; de los cuales un 82 % son autos, 14% son buses y 4% son camiones. (Figura 18), seguida de la Av. 1 Mayo- Cr 35 A con una participación mucho menor (Figura 17). En general para la localidad de Puente Aranda los vehículos por uso de combustible se clasifican en 78% motor a gasolina y 22% motor diesel (Figura 19).

43

Figura 14. Total de Vehículos que transitan en las diferentes interseen el Jardín Antonio Nariño.

cciones para el 2004

44

80%

15%5%

Autos Buses Camiones

FUENTE: Cartilla de Volúmenes Vehiculares Para Bogotá D.C. 2000-2004. Modificado por las autoras, 2008. Figura 15. Clasificación de los carros que transitan por la zona expuesta en el Jardín Antonio Nariño. FUENTE: Cartilla de Volúmenes Vehiculares Para Bogotá D.C. 2000-2004. Modificado por las autoras, 2008.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Nº d

e C

arro

s

2004

AñoCL17 - Av 68 Cl 13 - Cr 65 Cl 21 - Cr 21 CL 23 - Av 68

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

Nº d

e C

arro

s

2000 2001 2002 2003

Año

Cll 8 sur- Av Quito Av 1 Mayo- Cr 49 B Cll 8 Sur - Cr 35 Cll 2 - Cr 35 Av 1 Mayo- Cr 35 A

Figura 16. Total de Vehículos que transitan en las diferentes intersecciones de 2000 a 2004 en el Jardín Tamborcito Encantado.

do

FUENTE: Cartilla de Volúmenes Vehiculares Para Bogotá D.C. 2000-2004. Modificado por las autoras, 2008.

FUENTE: Cartilla de Volúmenes Vehiculares Para Bogotá D.C. 2000-2004. Modificapor las autoras, 2008. Figura 17. Total de Vehículos que transitan en las diferentes intersecciones para el 2004 en el Jardín Tamborcito Encantado

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Nº d

e C

arro

s

2003

año

Av 1 Mayo- Cr 49 B Av 1 Mayo- Cr 35 A

45

46

Figura 18. Clasificación de los vehículos que transitan cerca del Jardín Tamborcito Encantado.

ra Bogotá D.C. 2000-2004. Modificado

lidad de Puente

FUENTE: STT de Bogotá (2005). Modificado por la autoras

Clasificación de los vehiculos

82%

14%4%

Autos Buses Camiones

FUENTE: Cartilla de Volúmenes Vehiculares Papor las autoras, 2008. Figura 19. Tipo de combustible empleado por los vehículos en la locaAranda

78%

22%

Motores a gasolina Motores Diesel

5.1.2. Fuentes Fijas

uesto

FUENTE: INAMCO, 2000. Modificado por las autoras. En cuanto al tipo de combustible utilizado por las diferentes industrias descritas anteriormente, el ACPM es el combustible de mayor presencia con un 57%, seguido por el gas natural con un 28%, respectivamente. (Figura 21)

La zona de Puente Aranda reporta el mayor registro de industrias en la ciudad,seguida de Fontibón, tan solo en la zona aledaña al punto de monitoreo exp(Jardín Antonio Nariño), se encuentran aproximadamente 29 industrias (Anexo D) de las cuales el 39% se dedican a la fabricación de sustancias químicas o productos químicos derivados del petróleo, el 24% son de alimentos, el 3% son de productos metálicos, el 14% son lavanderías, el 17% son de textiles y un 3% se dedica a otras actividades (Figura 20). (Anexo F). Figura 20. Porcentaje de industrias cercanas al punto de monitoreo expuesto, jardínAntonio Nariño.

24%17%3%

39%3%

14%

Industria de Alimentos Industria de productos quimicos Industria de Productos Metalicos Lavanderias Industria de Textiles Otras

47

48

Figura 21. Uso de combustible en industrias cercanas a punto de monitoreo expuesto, Jardín Antonio Nariño.

FUENTE: INAMCO, 2000. Modificado por las autoras.

a al Jardín Tamborcito Encantador, se más comunes son las industrias de

en su mayoría por panificadoras y química con un 19% al igual que la

nto lugar se encuentran las industrias ión pequeña del 6%,

ados por las industrias se participación, el gas Natural con 26% y

dustrias aledañas al

al punto de monitoreo no expuesto, Jardín

FUENTE: INAMCO, 2000. Modificado por las autoras.

Para el sector no expuesto es decir cercencuentran 16 industrias (Anexo E) donde las alimentos con un 50% y representadas producción de helados, seguida de la industriaindustria de textiles, en cuarto y quimetálicas al igual que las lavanderías con un participac(Figura 22). En cuanto a los combustibles más utilizidentificaron tres; el ACPM con un 69% de el crudo con un 5%, los demás no son utilizados en las inpunto no expuesto. (Figura 23). Figura 22. Porcentaje de industrias cercanas Tamborcito Encantado.

50%

19%

6%

6%

19% 0%

Industria de Alimentos Industria de productos quimicos Industria de Productos Metalicos Lavanderias Industria de Textiles Otras

1

28%

57%

6% 3% 6% 0%

Gas Natural ACPM Fuel oil

Carbón Gas propano Crudo

49

nto de monitoreo no expuesto,

FUENTE: INAMCO, 2000. Modificado por las autoras.

5.1.3. Calidad de aire Puente Aranda se ha convertido en una localidad con prioridad ambiental, pues es considerada zona de contaminación alta a partir del 2006 en el Decreto 174, principalmente por las concentraciones de PM10. El comportamiento mensual del PM10 muestra sin embargo que la norma para 24 Horas (150 µg/m3), es superada en Puente Aranda para el mes de Octubre y Noviembre, donde describe la mayores concentraciones en comparación con las demás localidades (Figura 24) y durante los meses anteriores (Agosto y Septiembre) también se encuentra reportando concentraciones altas, después de Fontibón o Kennedy. En cuanto al comportamiento anual el parámetro de 55 µg/m3 establecido en la norma anual Resolución 1208 del 2003 del DAMA, lo excede en aproximadamente el 75%, comportamiento que se viene presentando desde años anteriores y evidenciándose una tendencia al incremento durante el final de año (Figura 25). Con lo anterior se concluye que en los sectores sur y todo el occidente de la ciudad donde se encuentra Puente Aranda, son los que mayores concertaciones de PM10 alcanzan anualmente.

Figura 23. Uso de combustible en industrias cercanas a pujardín Tamborcito Encantado.

26%

69%

5%

Gas Natural ACPM Crudo

50

Figura 24. Comportamiento de PM10 en Puente Aranda durante el mes de Noviembre de 2007

FUENTE: Informe de la red de calidad de aire de Bogota. Noviembre de 2005

FUENTE: Informe de la red de calidad de aire de Bogotá, Noviembre de 2005 Figura 25. Máxima concentración promedio anual de PM10 por estación durante Noviembre de 2007.

6. METODOLOGÍA

El plan metodológico de la presente investigación se basó en la selección de puntos de monitoreo, método de muestreo, procedimientos de laboratorio y cálculo de concentraciones (Figura 28), para realizar la evaluación de la concentración de iones contenidos en material particulado respirable. Se siguieron los protocolos de monitoreo y calibración con base en las especificaciones dadas en la EPA para la Determinación de la concentración de partículas suspendidas en el aire ambiente. Específicamente para la extracción de iones y análisis de los filtros, se aplico la metodología DEQ03- LAB-0029-SOP del “Departamento de Calidad Ambiental del Estado de Oregón”, Cromatografía de iones para Análisis de material particulado atmosférico (Anexo G). 6.1. SELECCION PUNTOS DE MONITOREO Teniendo en cuenta la descripción del punto de muestreo arriba descrita, el monitoreo se llevó a cabo en dos jardines infantiles situados en diferentes sectores de la localidad de Puente Aranda, bajo el criterio de expuesto y no expuesto (o menos expuesto), en su respectivo ambiente exterior e interior. 6.1.1. Zona expuesta Se selecciono el jardín “Antonio Nariño”, localizado en la Cr 59 Nº 16-60, debido a su representatividad en cuanto a la actividad industrial y por el alto flujo vehicular que circula por el sector. Se instalaron dos muestreadores de bajo volumen (Low Volume Sampler), uno para el interior y otro para el exterior del jardín. El equipo ubicado dentro del jardín se sitúo a un metro y medio de altura sobre el nivel del suelo, en el salón de juegos de los niños justo al lado de la cocina (Figura 26). El externo se encuentra en el patio de ropas, detrás de la cocina, a la misma altura que se localizó el equipo de interiores. El monitoreo se llevo a cabo entre el 14 de agosto y el 9 de Noviembre de 2007, tomando los filtros cada dos días, obteniendo 29 muestras para el ambiente interior y 31 para el exterior, con un total de 60 filtros para el punto expuesto.

51

Figura 26. Instalaciones y equipos de monitoreo en punto Expuesto Jardín Antonio Nariño

FUENTE: las autoras, 2008. 6.1.2. Zona no expuesta El jardín “Tamborcito Encantado” está localizado en la Carrera 38 Nº 9-05 sur, fue escogido por estar clasificado como zona residencial75, poco influenciada por la actividad industrial o el alto flujo vehicular. De manera similar que en el punto expuesto, se instalaron los muestreadores en su respectivo ambiente. Para el interior, se localizó en la sala de juegos cercano a la cocina, mientras que en el exterior se ubico en la terraza del jardín del tercer piso de la instalación (Figura 27). En este caso, el número de muestras obtenidas

Low Vol Interior

Low Vol Exterior

Entrada Jardín

75 DAPD (Departamento Administrativo de Planeación Distrital). Monografía Localidad Puente Aranda. Subdirección de Desarrollo Social – Gerencia de Desarrollo Humano y Progreso Social. Bogotá D.C. Febrero de 2004.

52

53

fue de 27 correspondientes al interior y 29 para el exterior, con un total de 56 filtros. Para garantizar la integridad de los equipos y muestras, se utilizaron los criterios planteados por la EPA, como son:

• Fácil acceso al área de los equipos • Suministro continuo de energía • Seguridad y control del ingreso de las personas ajenas al proyecto

Figura 27. Instalaciones y equipos de monitoreo en punto no expuesto jardín “Tamborcito Encantado”

FUENTE: las autoras, 2008.

Low Vol Interior

Low Vol Exterior

Entrada Jardín

Figura 28. Metodología general del presente estudio

FUENTE: las autoras, 2008.

6.2. MONITOREO DE IONES EN AIRE AMBIENTE El procedimiento llevado a cabo para el desarrollo del muestreo en interiores y exteriores para las zonas trabajadas, se detalla en el “Protocolo para la toma de muestra de material particulado en muestreador OMNI (Low Vol) PM10” (Anexo H). El equipo empleado para la recolección del Material particulado fue el muestreador OMNI (LOW – VOL) PM10, (Figura 29). El principio de funcionamiento establece que el aire pasa a través de un filtro de fibra de cuarzo (47 milímetros diámetro) donde quedan retenidas las partículas menores de 10 micras de diámetro, con un flujo de 5 l/mín., funcionando durante 24 horas para obtener un volumen total de aproximadamente 7200 litros por día de muestreo. Los filtros fueron recolectados gracias a la colaboración de funcionarios del Hospital del Sur. 6.2.1. Identificación de las muestras Para identificar la procedencia del filtro, se desarrolló una codificación de acuerdo al ambiente (interior- exterior), localidad (Puente Aranda) y nivel de exposición (expuesto- no expuesto) como se muestra en laTabla 7 y Figura 30. Tabla 7. Codificación establecida para la identificación de los filtros muestreados

CÓDIGO SIGNIFICADO

ILVPAE

I: indoor LV: low vol PA: Puente Aranda E: expuesto

OLVPAE

O: outdoor LV: low vol PA: Puente Aranda E: expuesto

ILVPANE

I: indoor LV: low vol PA: Puente Aranda NE: no expuesto

OLVPANE

O: outdoor LV: low vol PA: Puente Aranda NE: no expuesto

FUENTE: las autoras, 2008.

56

Figura 29. Muestreador de bajo volumen OMNI

FUENTE: las autoras, 2008. Figura 30. Identificación del filtro de acuerdo a la codificación establecida

FUENTE: las autoras, 2008. 6.3. EXTRACCIÓN DE LAS MUESTRAS Los filtros de PM10 una vez acondicionados durante 36 horas en el desecador, se sometieron a un proceso de extracción (Figura 31 y 32) con agua desionizada en viales de vidrio con volumen de 10 ml, para después introducirlos en el ultrasonido durante una hora a una temperatura no mayor a 30 °C, con el fin de penetrar el filtro rompiendo las partículas para facilitar la disolución de los iones en la solución de extracción.

57

Figura 31. Procedimiento para la extracción de iones contenidos en PM10

EXTRACCIÓN DE IONES CONTENIDOS EN FILTROS

EXTRACCIÓN

PREPARACIÓN DEL MATERIAL

Lave el material con jabón, enjuague con abundante

agua desionizada y seque

Rotule los viales con el nombre de la muestra objeto de extracción

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Corte un cuarto del filtro

Introduzca la muestra en el vial correspondiente y agregue 9 ml de agua

desionizada y tape

EXTRACCIÓN

Introduzca los viales en el ultrasonido y prográmelo

durante 1 hora a 27°C

Llene el ultrasonido con agua de tal forma que

garantice cubrir los viales (sin exceder linea máxima

del ultasonido)

Después de retirarlos del ultrasonido deje enfriar

durante 10 min

FUENTE: las autoras, 2008. Figura 32. Extracción de iones en filtros de fibra de cuarzo.

FUENTE: las autoras, 2008.

6.4. ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS POR CROMATOGRAFÍA IONICA Una vez realizada la extracción, se establecieron las condiciones cromatográficas según la columna empleada. Para el análisis de Cationes se manejó la columna Cationes Lycrosil Ic Ca 2 (Tabla 8) y para aniones la columna Aniones Lycrosil Ic An, cuyo proveedor es Merck (Tabla 9). La calibración del cromatógrafo de iones se realizó de acuerdo al protocolo elaborado en la presente investigación (Anexo I, J, K,), el cual describe el procedimiento y ecuaciones de cálculo pertinentes. Los patrones de Sulfatos, Nitratos y Fluoruro se prepararon a partir de sales; para amonio, se empleó un patrón certificado Merck de concentración 1000 mg/l. Una vez preparados, se construyó la curva de calibración a diferentes concentraciones para cada uno de los analitos, como se muestra en las Figura 33 y Figura 34. Tabla 8. Condiciones de operación para el análisis por cromatografía de iones para cationes

CONDICIÓN CROMATOGRÁFICA Cromatógrafo de Iones Merck –Hitachi Modelo D-7000 Columna Cationes Lycrosil Ic CA 2 Fase Móvil Acido Ortofosfórico 3.0 mM Temperatura Columna 40 ºC Modo de inyección Manual Volumen de Inyección 100 uL Elemento de inyección Jeringa plástica de 1 ml (insulina)Flujo 1.0 ml/min. Tiempo de Análisis 3 minutos Detector Conductividad Software de operación Software Multi HSM D7000

FUENTE: las autoras, 2008.

58

Tabla 9. Condiciones de operación para el análisis por cromatografía de iones para aniones

CONDICIÓN CROMATOGRÁFICA

Cromatógrafo de Iones

Merck –Hitachi

Modelo D-7000 Columna Aniones Lycrosil Ic An Fase Móvil

Acido Bórico 250 mM Tris 1.0 mM Ácido Ftálico 1.5 mM

pH 4.0 Temperatura Columna

40 ºC

Modo de inyección Manual Volumen de Inyección

100 uL

Elemento de inyección

Jeringa plástica de 1 ml (insulina)

Flujo 2.0 ml/min. Tiempo de Análisis 17 minutos Detector Conductividad Software de operación

Software Multi HSM D7000

FUENTE: las autoras, 2008.

59

60

Figura 33. Procedimiento de Calibración de iones de acuerdo al protocolo establecido en el presente estudio.

FUENTE: las autoras, 2008.

Figura 34. Procedimiento de calibración del cromatografo lìquido para aniones.

FUENTE: las autoras, 2008.

6.5. CONTROLES DE CALIDAD Implica todos los cuidados que se deben tener en el momento de manipular tanto el material que va a entrar en contacto con la muestra. Se utilizaron los parámetros de calidad que se describen a continuación. a. Preparación y lavado de material de vidrio: el material de vidrio debe lavarse previamente con jabón y abundante agua desionizada, después de esto, secar con toallas de papel. b. Preparación y lavado de pinzas y cortador del filtro: Inicialmente se lava con abundante agua y jabón, para después pasarle una toalla humedecida con hexano. c, Calibración de equipos de monitoreo: previo al muestreo, se debe revisar que el muestreador de bajo volumen este funcionando correctamente, calibrando de acuerdo a las especificaciones del fabricante establecidas en el protocolo de muestreo. d. Transporte de las muestras: Los filtros de PM10 recolectados se almacenaron y transportaron en cajas de petri, siendo siempre manipulados con guantes y pinzas. Con esto se evita la contaminación de las muestras. e. Curvas de calibración de los analitos: Las concentraciones de los analitos se calculan de acuerdo a las áreas obtenidas durante la inyección de patrones en las curvas de calibración lineales. Los coeficientes de correlación aprobados fueron de r2 ≥ 0.99 para cada uno. f. Especificidad: busca que con el método se obtenga una respuesta exclusiva para cada uno de los analitos. Para esto, se realizan corridas por separado de la fase móvil, agua de grado analítico, patrones de cada uno de los analitos por separado y mezcla de patrones. g. Blancos: Se realizaron blancos de los filtros para garantizar que los procedimientos empleados no fueran a contaminar la muestra ni que aportaran concentraciones de los analitos. h. Límite de detección: mínima concentración de analito que puede detectarse, pero no necesariamente cuantificarse. Para esto, se inyecta seis (6) veces concentraciones bajas (entre 1 mg/l y 0.1 mg/l). i. Limpieza de la jeringa: El procedimiento de limpieza de la jeringa consta de tres pasos fundamentales: 1) Lavar con agua desionizada la jeringa por lo menos 3 veces. 2) Impregnar con la muestra por lo menos 6 veces. 3) Después de la

61

62

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

+×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛×=

15.273298

760 TambPambVmuestreoVstd

inyección en el HPLC, lavar con agua desionizada por lo menos 10 veces. Con dichos pasos se busca garantizar que la jeringa no tenga trazas de ninguno de los patrones o muestras. Es importante verificar que ésta no tenga ninguna burbuja en el momento de inyectar. j. Repetibilidad: determina la precisión del equipo en condiciones repetitivas (mismo analista, mismo día, mismo instrumento). Para esto se inyectó seis veces un cada patrón, buscando que no hubiera gran variabilidad entre inyecciones. 6.6. CÁLCULOS 6.6.1. Cálculo concentraciones de PM10 Las concentraciones de PM10 para cada uno de los puntos de muestreo, fueron calculadas teniendo en cuenta las condiciones de monitoreo del sitio, para lo cual se debía corregir el volumen de monitoreo como se explica en la Ecuación 1. Ecuación 1. Corrección volumen de muestreo

Donde: Vstd: volumen de muestreo corregido a condiciones de presión y temperatura. Vmuestreo: volumen tomado en el muestreo. Pamb: presión atmosférica del sitio de muestreo (550 mm de Hg) Tamb: temperatura del lugar del muestreo Una vez corregido el volumen de muestreo, se calcula la concentración como se expone en la Ecuación 2. Ecuación 2. Concentración de PM10

PM10: concentración en µg/m3 Wf: peso del filtro después del muestreo en gramos. Wi: peso del filtro antes del muestreo en gramos. Vstd: volumen corregido (estándar).

6310 10)/( ×

−=

VstdWiWfmgPM μ

6.6.2. Cálculo de las concentraciones de iones Inicialmente se debe calcular la masa del ión contenida en el material particulado, esto se hace de acuerdo a la concentración obtenida en el cromatógrafo como se muestra en la Ecuación 3. Ecuación 3. Calculo masa del ión.

1000901000

)(.)/(.)(. ××⎥⎦⎤

⎢⎣⎡×=

mlInyeccVolLmgCromConcugIónMasa

Donde: Masa Ión: la masa del ión en la muestra 90: Factor de conversión de unidades del volumen de extracción que fue 9 ml. Con. Crom: valor de la muestra reportado por el cromatógrafo Vol. Inyección: volumen de muestra inyectado en el cromatógrafo en ml (0.1 ml) 1000: factor conversión a microgramos (µg). Una vez se tiene la masa del ión se calculan las concentraciones ambientales de iones, teniendo en cuenta también el volumen muestreado. Ver Ecuación 4. Ecuación 4. Concentración ambiental de iones

)()()()(. 3mVstd

gblancoiónMasagmuestraiónMasaugIónConc μμ −=

Donde: Masa ión muestra: valor calculado de la muestra en microgramos (µg). Masa ión blanco: valor calculado del filtro blanco en microgramos (µg). Vstd: volumen estándar de muestreo. 6.7. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN 6.7.1. Análisis estadístico Luego de calcular las concentraciones correspondientes para los analitos trabajados, se genero una tabla consolidada de las concentraciones de fluoruros, nitratos, sulfatos y amonio, donde se compararon los resultados obtenidos para establecer el contaminante que se encuentra con mayor concentración en los ambientes objeto de estudio.

63

64

Los resultados, fueron sometidos inicialmente a un análisis estadístico descriptivo para explorar las propiedades de los datos y posteriormente realizar las correlaciones y modelos respectivos. Se determinó la dispersión, tendencia y forma de los datos (promedio, media, varianza, desviación estándar y error estándar) generando diagramas de cajas. Se realizó una normalización de los datos mediante formulas basadas en reglas de potencias. Igualmente, se planteó un modelo lineal generalizado de tipo factorial, el cual consta de tres fases secuenciales: 1) Los datos deben cumplir con unos supuestos en cuanto a la homogeneidad de las varianzas y la normalidad de los mismos, para ello se corrieron tres pruebas estadísticas de homocedasticidad: Barlett, Levane y Brown. 2) Se plantearon las hipótesis estadísticas tanto nula como alterna. 3) Se realizó la tabla de análisis de varianzas. La regla de decisión para aceptar o rechazar alguna de las hipótesis estadísticas está basada en la prueba de Fisher, donde se define un intervalo de confianza de 0.95, Figura 35. Figura 35. Regla de decisión de hipótesis Distribución F

FUENTE: las autoras, 2008.

Una vez normalizados los datos se aplicó la correlación de Pearson, calculando los coeficientes de correlación para los datos normalizados y Spearman para los datos no normales, en el caso específico de las variables ambientales. Si son iguales a cero (0), la correlación es nula o simplemente no existe, cuando son iguales a -1 es significativa pero inversa y al ser 1 es significativa y directa. Para el tratamiento estadístico, se manejó el programa SAS (Statistical Analyses System) pues se ha empleado en la mayoría de estudios sobre el tema, siendo reconocido por su facilidad y confiabilidad. La comparación entre los resultados obtenidos con estudios internacionales latinoamericanos, se realizó por medio de proporciones, dado que las condiciones ambientales, meteorológicas y de muestreo son diferentes a las del presente estudio.

Para relacionar las concentraciones de los analitos estudiados con las posibles fuentes generadoras en la localidad de puente Aranda, se tomó el listado de industrias presentes consolidada en el inventario de fuentes fijas de INAMCO 2004. En cada una de las zonas estudiadas (expuesta y no expuesta) se tomo un radio de un influencia de un (1) kilómetro, posteriormente se elaboró un mapa guía señalando la ubicación de cada industria. Luego se verifico la existencia de tales fabricas, junto con la revisión de expedientes en la Secretaría Distrital de Ambiente, teniendo en cuenta el combustible utilizado, la materia prima y las posibles emisiones. Se elaboró una tabla de datos con dicha información para su posterior análisis.

65

7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En el presente estudio se realizó un monitoreo de material particulado PM10 en interiores y exteriores para dos Jardines de la localidad Puente Aranda (Bogotá), buscando contribuir a la caracterización química del mismo, utilizando un cromatógrafo líquido de alta eficiencia (CLAE). Los resultados obtenidos permiten explicar, en parte, el contenido del PM10. La información referente a este tema no se encuentra disponible en el país, por lo que la presente investigación es pionera en dicho campo. 7.1. CALIBRACIÓN CON EL PATRÓN DE REFERENCIA Para el Cromatógrafo de iones Merck –Hitachi de la Universidad de la Salle, utilizado en el análisis de todas las muestras de iones, no se habían establecido las condiciones cromatográficas, ni curvas de calibración, por tal razón, no era claro si este equipo identificaba los analitos objeto de estudio. Así, en el presente trabajo se ajustaron dichos procedimientos de acuerdo a lo propuesto por Mendoza, 200276 y presentados a continuación. Teniendo en cuenta el protocolo de calibración del CLAE elaborado en la presente investigación, se obtuvieron las ecuaciones de la recta para cada analito descritas en la Tabla 10. Los gráficos de calibración se presentan en los anexos L y M. Tabla 10. Ecuación de regresión lineal de cada ión analizado a partir de las curvas de calibración.

Ión M B 2r Amonio 9198.3 31065 0.9929 Fluoruro 56189 44219 0.996 Nitrato 25314 21015 0.9937 Sulfato 25265 10570 0.9926

FUENTE: las autoras, 2008. 76 MENDOZA ORDOÑEZ, Juan de Dios. Implementación y validación de una metodología analítica para la determinación simultánea de PO4

-3, Cl-, NO3-, NO2

- y SO4-2 en agua, utilizando CLAE con

detector de conductividad eléctrica. Bogotá, 2002, 26 p. Trabajo de grado (Químico) Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias.

66

67

Figura 36. Curva de calibración de Amonio en el CLAE

FUENTE: las autoras, 2008.

Las curvas de calibración (Figura 36) se elaboraron a partir de siete (7) puntos (concentraciones), donde los coeficientes de correlación fueron mayores a 0.99, permitiendo cumplir con los supuestos de calidad, garantizando la respuesta del equipo y la calidad de los datos. 7.2. ESPECIFICIDAD Se inyectó por separado la fase móvil, agua de grado analítico y patrones específicos para cada analito, con seis (6) repeticiones cada uno, demostrando que no existe ningún tipo de interferencia que pueda afectar la cuantificación de los analitos, estableciendo una respuesta única y diferenciada para cada ión, identificando los tiempos de retención para cada uno de éstos (Tabla 11), por lo tanto, el método fue selectivo para cada analito. Una vez establecidos los tiempos de retención, se inyecto la mezcla de iones para construir la curva de calibración. Tabla 11. Tiempos de retención para cada ión establecidos durante la calibración del CLAE.

Ión TR (min.) Amonio 2.02 Fluoruro 2.16 Nitrato 5.47 Sulfato 16.33

FUENTE: las autoras, 2008. Al inyectar el agua de grado analítico se busca verificar la respuesta del detector, pues en caso que no exista concentración, su reporte debe ser cero.

7.3. INYECCIÓN DE BLANCOS Para descartar alteraciones en las concentraciones por efectos de trazas de los analitos en los filtros de fibra de cuarzo, se realizo la extracción de blancos acondicionados, este procedimiento se llevó a cabo con cada cambio de lote. Los resultados muestran que existe una cantidad considerable de cada uno de los analitos, a excepción de amonio, que no reportó concentración en el blanco. 7.4. LÍMITE DE DETECCIÓN Cada uno de los analitos fue inyectado en concentraciones desde 100 mg/l hasta 0.1 mg/l, con seis (6) repeticiones, determinando que a partir de 0.5mg/l el equipo no da respuesta, por lo cual se identificó esta concentración como el límite de detección. 7.5. REPETIBILIDAD Este parámetro se estableció a partir de los patrones preparados, el análisis se efectúo bajo condiciones iguales (día, método, parámetros), realizando seis (6) repeticiones de cada patrón, buscando que la respuesta del equipo fuera la misma. (Figura 37). Figura 37. Cromatogramas de aniones por cada inyección realizada para establecer la repetibilidad.

FUENTE: las autoras, 2008. 7.6. PORCENTAJES DE RECUPERACIÓN La Tabla 12, muestra los porcentajes de recuperación obtenidos que oscilan entre 72.4% y 92.4% demostrando que la técnica DEQ03- LAB-0029-SOP fue efectiva, con alta capacidad de extracción de los iones.

Primera Inyección Segunda Inyección

68

69

Tabla 12. Porcentajes de recuperación por cada ión.

Analito Concentración patrón adicionado (mg/l) Recuperación %

Amonio 100 76,3 Fluoruro 100 92.1 Nitrato 100 86,9 Sulfato 100 72.4

FUENTE: las autoras, 2008. 7.7. CONCENTRACIONES DE IONES Una vez obtenidos los cromatogramas con su respectivo reportese compilaron en la Tabla 13. Las concentraciones de los analitcalcularon de acuerdo al el ejemplo de cálculo 1, descrito a continuacconcentraciones de material particulado se encuentran en el Anexo O. Ejemplo de cálculo 1. Cálculo de la concentración de Sulfato del filtro correspondiente al día Viernes 12 de Octubre de 2007, Jardín Antonio Nariño, ambiente exterior.

(Anexos Q y R), os evaluados se

ión. Las

Fuente las autoras, 2008. .

Tabla 13. Concentraciones de iones en µg/m3 contenidas en material particulado respirable en los jardines infantiles Antonio Nariño y Tamborcito Encantado de la localidad de Puente Aranda.

FUENTE: las autoras, 2008.

F ‐ NO  3‐ S O  4

‐2 NH  4+ F ‐ NO  3

‐ S O  4‐2 NH  4

+ F ‐ NO  3‐ S O  4

‐2 NH  4+ F ‐ NO  3

13‐Ago 0,00 2,28 8,34 0,00 0,38 11,07 7,64 6,79 ND ND ND ND 0,44 9,8215‐Ago 0,38 5,12 9,84 7,26 0,93 4,97 5,73 7,22 ND ND ND ND 0,17 1,9317‐Ago ND ND ND ND 0,27 2,04 5,94 0,00 ND ND ND ND 0,12 2,8222‐Ago ND ND ND ND 0,06 2,26 2,39 1,55 ND ND ND ND 0,07 2,0324‐Ago 0,18 2,89 14,24 6,18 0,00 16,73 23,16 13,54 0,00 3,86 11,35 5,38 0,08 6,8428‐Ago 0,00 3,61 0,00 1,05 0,29 3,27 8,16 4,01 0,36 3,15 6,31 3,28 0,00 2,3730‐Ago 0,25 4,80 8,05 4,41 0,10 3,20 2,55 1,88 0,06 3,29 6,07 3,23 0,22 2,6303‐S ep 0,19 4,40 6,73 3,80 0,00 6,14 5,15 3,71 0,54 2,16 5,52 2,70 0,24 2,5605‐S ep 0,17 1,64 2,22 1,31 0,26 0,78 1,83 0,91 0,34 2,01 4,40 2,23 0,26 1,6307‐S ep 0,29 1,88 10,12 4,34 0,17 3,10 9,54 4,48 0,26 0,62 2,24 1,02 0,38 2,6411‐S ep 0,25 2,70 7,90 3,74 0,38 7,35 6,94 4,73 0,46 1,23 1,94 1,08 0,39 2,5513‐S ep 0,59 1,16 3,17 1,52 0,24 1,89 5,12 2,47 0,26 2,55 2,67 1,74 0,11 1,2417‐S ep 0,00 3,41 5,10 2,90 0,00 5,70 0,00 1,65 0,00 7,63 0,00 2,21 0,00 3,3219‐S ep 0,00 6,82 10,04 5,74 0,00 2,14 0,00 0,62 0,00 4,20 0,00 1,22 1,87 1,9424‐S ep 0,00 11,25 0,00 3,26 0,00 2,60 5,59 2,85 0,00 4,02 3,97 2,66 0,00 2,9826‐S ep 0,00 1,90 0,00 0,55 0,97 1,79 0,00 0,52 0,00 1,55 1,55 0,69 1,48 1,7128‐S ep 1,03 5,25 7,86 4,47 0,00 6,68 0,00 1,94 0,00 1,84 4,40 2,18 ND ND02‐O ct 0,00 0,00 5,11 1,92 0,00 0,00 4,48 1,68 0,00 3,47 4,87 2,83 ND ND04‐O ct 0,02 4,01 6,77 3,70 0,00 5,47 5,04 3,48 0,00 6,63 4,54 3,62 0,47 2,9208‐O ct 0,00 11,00 2,61 4,17 0,50 2,25 2,86 1,72 0,47 3,54 3,02 2,16 0,48 1,5010‐O ct 0,00 4,75 9,68 5,01 0,41 2,57 2,26 1,59 0,71 0,28 4,49 1,77 0,50 0,3812‐O ct 0,00 2,68 0,94 1,13 0,42 0,23 3,62 1,43 0,02 3,95 7,39 3,92 0,00 0,6817‐O ct 0,54 2,91 0,96 1,20 0,43 0,00 1,28 0,48 0,45 0,15 3,76 1,45 0,68 0,9919‐O ct 0,45 1,54 2,89 1,53 0,43 1,77 4,82 2,32 0,43 0,82 3,68 1,62 0,51 1,7823‐O ct 0,62 1,38 0,00 0,40 0,81 0,00 4,51 1,69 0,80 0,70 0,12 0,25 0,75 0,0025‐O ct 0,66 0,00 2,69 1,01 0,63 0,85 3,13 1,42 0,64 0,00 3,13 1,17 0,71 0,0029‐O ct 0,73 0,11 1,75 0,69 0,54 0,66 0,40 0,34 0,68 0,00 0,98 0,37 0,73 0,6331‐O ct 0,54 0,40 1,26 0,59 0,89 0,49 2,08 0,92 0,68 2,84 1,46 1,37 0,67 3,3202‐Nov 0,77 0,00 0,90 0,34 0,71 0,00 0,00 0,00 0,69 0,65 0,65 0,43 0,64 4,5307‐Nov 0,92 0,00 3,32 1,25 0,55 0,00 1,81 0,68 0,82 0,67 8,56 3,40 0,73 0,0009‐Nov 0,63 32,66 4,87 11,30 0,66 7,50 8,35 5,31 0,86 147,18 4,89 2,85 0,00 147,1

F E C HA

J AR DIN  TAMBOR C ITO  E NC ANTC onc entrac ión   (µg /m

‐ S O  4‐2 NH  4

+

5,46 0,004,13 6,595,94 0,003,19 1,799,14 5,412,23 1,5212,73 5,542,45 1,665,93 2,702,09 1,553,38 2,002,19 1,185,85 3,160,00 0,560,00 0,862,69 1,51ND NDND ND2,49 1,782,39 1,334,04 1,633,19 1,403,07 1,442,72 1,540,54 0,200,96 0,362,02 0,944,16 2,525,95 3,553,20 1,20

8 83,77 74,10

ADO3)    

INDOORC onc entrac ión   (µg /m3)    

OUTDOORC onc entrac ión    (µg /m3)    

INDOORC onc entrac ión    (µg /m3)     

OUTDOOR

J AR D IN  ANTONIO  NAR IÑO

La Tabla 13 resume las concentraciones obtenidas durante los meses muestreados. Se puede observar que en Agosto y Septiembre se reportan las mayores concentraciones de iones para el jardín expuesto (Antonio Nariño), comportamiento atribuido al patrón de lluvias para dichos meses, donde la precipitación fue moderada con valores no mayores a 61 mm, generando una dilución de los contaminantes, hecho que es similar al reportado en el estudio realizado por Qin, Y. et al en Dundee. En cuanto al Jardín Tamborcito encantado, los valores registrados no muestran variaciones significativas, teniendo un comportamiento similar durante el tiempo de muestreo, donde las concentraciones oscilan entre 0.53 µg/m3 y 9.14 µg/m3 para Sulfato (SO4=), siendo este el más representativo. 7.7.1. Identificación del Ión con mayor concentración A partir de la Tabla 13, se analizó cuales iones presentaron las mayores concentraciones, mediante estadística descriptiva (Anexo Q). A su vez, se determinó cual ión presentó la concentración más alta, en los diferentes ambientes objeto de estudio. 7.7.1.1. Jardín Expuesto “Antonio Nariño” De acuerdo a la Tabla 14 y Figura 38 la variabilidad del Fluoruro (F-) no fue tan evidente, pues la desviación estándar es baja en comparación con los otros analitos, al igual que la media. Las concentraciones promedio son muy similares para ambos ambientes (Indoor – Outdoor), aunque en el externo es un poco mas alto (0,3457µg/m3), esto puede ser debido a la presencia Industrial característica del sector donde no son tan abundantes las fábricas de Carbón, vidrio y refinería de aceite, identificadas como las principales fuentes de generación de fluoruros77, como se explicaba en el numeral 3.3.2.4. En cuanto a los percentiles el 50% de los datos se encuentran ubicados en valores inferiores a 0.2197µg/m3 y 0.3378 µg/m3 para ambiente interior y exterior respectivamente. Figura 38. Diagrama de cajas para las concentraciones del ión Fluoruro (F-) en µg/m3 para el jardín Antonio Nariño, ambientes indoor – outdoor. 77 ALBEANO, Op. Cit., p. 31.

72

FUENTE: las autoras, 2008. Los Nitratos (NO3

-) muestran una mayor variabilidad en la concentración (Figura 39), siendo similar a la del Amonio (NH4

+). El valor promedio para el ión Nitrato (NO3

-) es mayor en ambientes interiores (2,3534 µg/m3) que en exteriores (2,0838 µg/m3). El 50% de los datos se ubica por debajo de 2.2832 µg/m3 y 1.9655 µg/m3 para interiores y exteriores, respectivamente. Este comportamiento puede ser debido al aporte de emisiones por fuentes móviles que transitan por vías cercanas al punto de monitoreo, situación similar a la discutida por Hien. et al 200578 en Vietnam explicando el mecanismo de formación de Sulfato (SO4

=) y Nitratos (NO3-)

en la atmósfera.

78 HIEN. et al. Investigation of sulfate and nitrate formation on mineral dust particles by receptor modeling. EN: Elsevier Science Ltda, Environment Internacional. [En línea]. Nº 39 (2005) 7231-7239 [consultado 20 Junio 2007]. Disponible en: www.sciencedirect.com

73

Figura 39. Diagrama de cajas para las concentraciones del ión Nitrato (NO3-) en µg/m3

FUENTE: las autoras, 2008. Igualmente, para el ión Amonio (NH4

+) se observo una mayor concentración promedio en el ambiente Interior (2,1713 µg/m3), teniendo el 50 % de los datos inferiores a 1.5243 µg/m3 y 1.6523 µg/m3 para el respectivo ambiente (Figura 40). Teniendo en cuenta que el comportamiento es parecido al del ión Nitrato (NO3

-), se relaciona con las reacciones entre estos iones a nivel atmosférico79.

para el Jardín Antonio Nariño, ambientes indoor – outdoor.

79 BOUROTTE C. et al, Op Cit., p. 2040.

74

+ 3

FUENTE: las autoras, 2008. Para el ión Sulfato (SO4

=), al igual que los iones Nitrato (NO3-) y Amonio (NH4

+), la concentración media es mayor en el interior (4,3788 µg/m3) y el 50% de los valores se encuentran por debajo de 3.1691 µg/m3 y 3.1311 µg/m3 para cada ambiente (Figura 41). Los valores reportados para este ión muestran que es un factor importante en la composición del PM10, relacionándose con la conversión de SO2 atmosférico a Sulfato, hecho discutido por Gutiérrez et al, 200080para la Ciudad de México. La similitud en el comportamiento de los ambientes interiores con respecto a las concentraciones medias, se puede atribuir a la ubicación del equipo de monitoreo, pues se encontraba cerca de la cocina, donde emplean gas natural como combustible, siendo éste ultimo una fuente de emisión según lo reportado por “Canadian Chemical producer’s Association” 81 y de acuerdo a la expuesto en el numeral 3.3.3.Emisiones precursoras de los iones, tabla 2.

Figura 40. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Amonio (NH4 ) en µg/m para el jardín Antonio Nariño, ambientes indoor – outdoor.

80 GUTIÉRREZ C.,et al., Op cit., p. 704 81 Canadian Chemical producer’s Association, Op cit., p. 12

75

FUENTE: las autoras, 2008. Tabla 14. Estadística descriptiva para las concentraciones en µg/m3, de los iones analizados en ambiente interior y exterior “Jardín Antonio Nariño”.

Figura 41. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Sulfato (SO4=) en en

µg/m3 para el jardín Antonio Nariño, ambientes indoor – outdoor.

AMBIENTE FLUORURO NITRATO SULFATO AMONIO

Media INT 0,3065 2,3534 4,3788 2,1713 EXT 0,3456 2,0838 3,5469 1,8177

Mediana INT 0,2197 2,2832 3,1691 1,5243 EXT 0,3378 1,9655 3,1311 1,6523

Desviación Std INT 0,3220 1,7471 3,5809 1,6063 EXT 0,3068 1,8630 2,6827 1,3242

25 INT 0,0002 0,7804 0,9601 0,8478 EXT 0,0002 0,4240 1,5458 0,6781

Percentiles 50 INT 0,2197 2,2832 3,1691 1,5243 EXT 0,3378 1,9655 3,1311 1,6523

75 INT 0,5798 3,8066 7,8983 3,7722 EXT 0,5421 3,1226 5,3719 2,4681

FUENTE: las autoras, 2008.

76

7.7.1.2. Jardín No Expuesto “Tamborcito Encantado” En la Tabla 15 y la Figura 42, se observa que la variabilidad de concentraciones del ión Fluoruro (F-) es inferior en comparación con los demás iones, al igual que el valor promedio. La mayor concentración se reporta para el ambiente exterior (0.4545 µg/m3.). Las concentraciones resultantes de Fluoruro (F-) para el jardín no expuesto son mayores que para el Expuesto, describiendo un comportamiento opuesto al esperado, tal vez, causado por la cercanía de industrias y efectos de la meteorología característica del sector, comportamiento identificado por Angulo De Castro y Navarro en el 2007 82. Por otro lado el 50% de los datos están por debajo de 0.35 µg/m3 y 0.4155 µg/m3 en dos ambientes. Figura 42. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Fluoruro (F-) en el jardín Tamborcito Encantado, ambientes indoor – outdoor.

FUENTE: las autoras, 2008. La variabilidad de las concentraciones del ión Nitrato (NO3

-) es alta aunque no supera la determinada para Sulfatos (SO4

=2), mostrando una considerable dispersión de los datos. Además, el valor promedio reportado es superior para el ambiente interior, mostrando una similitud con los resultados del Jardín expuesto Figura 43, donde el comportamiento de este ión describe una 82 ANGULO DE CASTRO, J; NAVARRO PEREZ, Ana Margarita, Op cit., p.95

77

µg/m3

FUENTE: las autoras, 2008. La concentración media del ión Sulfato (SO4

=2), al igual que los iones Nitrato (NO3

-) y Amonio (NH4+), es mayor en el interior (3.4284 µg/m3) y el 50% de los

valores se encuentran por debajo de 3.1691 µg/m3 y 3.1311 µg/m3 para cada ambiente (Figura 44). Al igual que el Ión Nitrato (NO3

-), no se presentan diferencias marcadas al comparar con el Jardín expuesto, demostrando que el comportamiento también es homogéneo tal como lo explicado por Chow. et al . 1997 84 en el estudio desarrollado en Ciudad de México.

homogeneidad en la distribución del mismo en la atmósfera, similar a lo encontrado en los estudios en Ciudad de México83. Figura 43. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Nitrato (NO3

-) en para el jardín Tamborcito Encantado, ambientes indoor – outdoor.

83 CHOW, Judith. et al, Op cit. P. 185 84 Ibíd., p. 192.

78

en µg/m3

FUENTE: las autoras, 2008. El ión Amonio (NH4

+), presenta una desviación estándar mayor que la del ión Fluoruro (F-), pero menor que la del Nitrato (NO3

-) y Sulfato (SO4=2), indicando una

variabilidad en los datos aunque no tan marcada (Figura 45), las concentraciones medias son más altas en ambientes interiores, al igual que Sulfato (SO4

=2), y Nitrato (NO3

-). Este comportamiento puede deberse por la presencia de otras fuentes de emisión dentro del jardín, al igual que aportes del exterior, similar a lo discutido por Pastrana y Amarillo al reportar altas concentraciones de material particulado en los ambientes interiores85.

Figura 44. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Sulfato (SO4=2)

para el jardín Tamborcito Encantado, ambientes indoor – outdoor.

85 AMARILLO CASTRO, Maria Fernanda y PASTRANA GRANADOS, Op cit. P. 114

79

) en µg/m3

FUENTE: las autoras, 2008. Tabla 15. Estadística descriptiva para las concentraciones en µg/m3, de los iones analizados en ambiente interior y exterior “Jardín Tamborcito Encantado”.

Figura 45. Diagrama de Cajas para las concentraciones del ión Amonio (NH4

+

para el jardín Tamborcito Encantado, ambientes indoor – outdoor.

AMBIENTE FLUORURO NITRATO SULFATO AMONIO

Media INT 0.3331 2.1677 3.4284 1.9441 EXT 0,4545 1,8885 3,3115 1,4549

Mediana INT 0.35 2.0145 3.68 1.7651 EXT 0,4155 1,9391 3,0656 1,5061

Desviación Std INT 0.2983 1.6995 2.3143 1.0630 EXT 0,4335 1,1658 2,0721 0,8931

25 INT 0.0002 0.6596 1.5039 1.1278 EXT 0,1161 0,9122 2,1909 0,9022

Percentiles 50 INT 0.35 2.0145 3.68 1.7651 EXT 0,4155 1,9391 3,0656 1,5061

75 INT 0.6485 3.5048 4.7025 2.7638 EXT 0,6748 2,6848 4,1602 1,7825

FUENTE: las autoras, 2008.

Las concentraciones promedio para los ambientes interiores presentaron una similitud, posiblemente por la ubicación del equipo de monitoreo, pues éste se encontraba en frente de la cocina del Jardín, al igual que el ambiente expuesto, se utiliza gas natural para cocción de los alimentos siendo este ultimo una fuente de emisión de acuerdo a la expuesto en el numeral 3.3.3. Emisiones precursoras de los iones, tabla 2. Al comparar las tablas 14 y 15, se observa una mayor concentración de Nitratos, Sulfatos y Amonio en el Jardín Antonio Nariño, correspondiente a la Zona de mayor exposición, lo cual se relaciona con lo discutido en el numeral 4.1.3, donde se estableció que el sector esta impactado por alto flujo vehicular y emisiones industriales diversas. Situación similar a la discutida por Karar y Gupta86 en india, donde evaluaron la concentración de iones para una zona residencial e industrial, encontrando que los valores reportados son mayores en el punto industrial, aunque las diferencias respecto al residencial no son tan altas. En general, los Sulfatos presentaron las mayores concentraciones promedio. En el jardín Antonio Nariño, el ambiente interior, mostró una concentración media de 4.3788 µg/m3 y en el exterior 3.5468 µg/m3. Para el jardín Tamborcito Encantado las concentraciones fueron de 3.4284 µg/m3 y 3.3115 µg/m3 en el interior y exterior, respectivamente (Tabla 16). Esta situación podría sustentarse por la variedad de actividades industriales y el alto flujo vehicular propio del sector, que aportan significativamente a las concentraciones de Dióxidos de Azufre y otros de los gases precursores del ión en el ambiente, como se discutió en los numerales 3.3.3.1 Ciclo del Azufre, 3.3.2.1 Ciclo del Nitrógeno, 5.1. Características generales de la localidad de Puente Aranda y lo planteado por Hien. et al. 2005 87 en Vietnam. Tabla 16. Concentraciones medias en µg/m3 de los iones evaluados durante el tiempo de monitoreo en los jardines infantiles “Antonio Nariño y Tamborcito Encantado” para ambientes interiores y exteriores.

Expuesto No expuesto Analito Interior Exterior Interior Exterior

Fluoruro 0.3065 0.3456 0.3330 0.4544 Nitrato 2.3534 2.0837 2.1676 1.8885 Sulfato 4.3788 3.5468 3.4284 3.3115 Amonio 2.1713 1.8177 1.9441 1.4548

FUENTE: las autoras, 2008.

86 KARAR, K y GUPTA, A. Seasonal variations and chemical characterization of ambient PM10 at residential and industrial sites of an urban region of Kolkata (Calcutta), India. EN: Elsevier Science Ltda, Environment Internacional. [En línea]. Nº 81 (2006) 36-53 [consultado 15 Agosto 2007]. Disponible en: www.elsievere.com/locate/endint 87 HIEN. et al, Op Cit., p. 7237.

80

Considerando el comportamiento general descrito por los ambientes interiores, se detecto que superan las concentraciones de exteriores, con los iones Fluoruro (F-), Sulfato (SO4

=2) y Amonio (NH4+), tanto en el jardín infantil Antonio Nariño y como

en el Tamborcito Encantado. El asentamiento industrial, el alto flujo vehicular, sumados a factores meteorológicos y costumbres de los residentes en los jardines, pueden ser las causales de este singular comportamiento. 7.7.2. Modelo Lineal Generalizado Busca explicar la respuesta que pueden tener los analitos frente al ambiente y la exposición en los cuales fueron evaluados y su posible interacción. Consta de dos niveles por factor, siendo estos, la exposición (Expuesto – No expuesto) y el ambiente (Interior - Exterior), constituyendo un modelo de tipo factorial, que muestra una respuesta explicativa entre las variables cuantitativas (media de los analitos) y cualitativas (ambiente y exposición). La definición del modelo se presenta en la Ecuación 5. Ecuación 5. Modelo propuesto

ijkijjiijkijkY εαββαμ ++++= )( 88 Donde: Y= respuesta del analito (fluoruro, nitrato, sulfato o amonio) µ: Media General α: Ambiente β: Exposición (α β): Posible interacción entre ambientes y exposición ε: Error Para poder llegar a desarrollar el modelo, los datos se sometieron a tres pruebas, con el fin de cumplir el supuesto de homocedasticidad (Anexo R), que establece la homogeneidad de las varianzas y su distribución normal con respecto al error (0.05), los resultados se describen a continuación (Tabla 17). 88 GÓMEZ JHON (com. Per). Docente Universidad de Ciencias Aplicadas

81

Tabla 17. Pruebas de Homocedasticidad aplicadas a los resultados obtenidos.

Analito Bartlett's Pr > ChiSq

Levene's Brown and

Pr > F Forsythe's Pr > F

Fluoruro 0.0048 0.2055 0.3797

Nitrato 0.0858 0.1393 0.1853

Sulfato 0.1876 0.0562 0.0254

Amonio 0.1678 0.0285 0.0335

PM10 0.4337 0.2136 0.1893 FUENTE: las autoras, 2008. De acuerdo a lo mostrado en la Tabla 17, se encontró que no existen diferencias significativas entre las varianzas, por lo cual los datos son homogéneos y es aplicable análisis de varianzas (ANAVA). (Anexo S). En cuanto a las hipótesis, se plantearon tantas como variables de control tiene el modelo, de acuerdo a esto tenemos:

diferenteesunmenosAlHH

HHHH

a

a

a

αββαβαβαβα

ββββαααα

→===→

≠→=→≠→=→

121212210

21210

21210

.3

.2.1

Donde: α: Ambiente β: Exposición (α β): Posible interacción entre ambientes y exposición

82

Tabla 18. Resultados análisis de varianza

Pr > F

Analito Fluoruro Nitrato Sulfato Amonio PM10

Ambiente 0.7648 0.2856 0.5665 0.2779 0.039*

Exposición 0.5063 0.1466 0.0796 0.2973 0.0005**

Exposición*Ambiente 0.8379 0.9652 0.5861 0.8076 0.1216

FUENTE: las autoras, 2008. *Diferencias significativas **Diferencias altamente significativas Los resultados del análisis de varianza se resumen en la Tabla 18. Se puede observar que las concentraciones de los iones no evidencian diferencias estadísticamente significativas entre ambiente y exposición, debido a que son mayores a 0.05 como se explico en el numeral 6.7.1 Análisis Estadístico Esto significa que los factores evaluados (ambiente y exposición) no son los que más afectan la variación de la concentración de los iones objeto de estudio. El PM10, por el contrario, presenta diferencias significativas en ambiente y altamente significativas en exposición, situación que evidencia una respuesta diferente dependiendo del ambiente o la exposición en la cual se encuentre. Sin embargo, a la hora de evaluar la interacción, se encuentra que no es estadísticamente significativa, es decir, que los ambientes se comportan independientes de la exposición. 7.7.3. Correlaciones 7.7.3.1. Correlaciones de Pearson Señala las posibles relaciones entre los iones analizados (Tabla 19), debido a su disponibilidad en el ambiente y su fácil asimilación en el tracto respiratorio humano. En el caso de sulfato y Amonio se observa una correlación directa y estadísticamente significativa. Así, cuando las concentraciones de Sulfato son altas, el ión Amonio tendrá el mismo comportamiento. Por otro lado, los iones Nitrato y Amonio describen un comportamiento similar, pues su coeficiente de correlación es mayor a cero mostrando una relación directa, importante entre estos analitos. Remitiéndose al numeral 3.3.2. Formación de iones, se sustenta esta interacción, pues los precursores están vinculados entre si debido a las

83

reacciones naturales en la atmósfera, corroborado además por Hien. et al89 según su estudio desarrollado en Vietnam, quien explica la formación de estos iones en la atmósfera. Este tipo de relación se reafirma con lo propuesto por Bourotte. et al90, en Brasil 2007, donde reportaron correlaciones significativas entre Sulfato y Nitrato, indicando la posible formación de sales de nitrato y sulfato durante la conversión de partículas gaseosas. Igualmente encontraron una relación significativa entre estos iones y el amonio. Sin embargo, en este estudio evaluaron la relación con pacientes asmáticos sin encontrar una incidencia significativa de estos contaminantes sobre la salud de los individuos monitoreados. Tabla 19. Coeficientes de correlación de Pearson para los iones objetos de estudio

FLUORURO NITRATO SULFATO AMONIO

NITRATO 0.09376

SULFATO 0.29227 0.50237

AMONIO 0.36662 0.62602 0.91536

FUENTE: las autoras, 2008 7.7.3.2. Correlaciones de Spearman Para establecer las relaciones entre las variables ambientales y las concentraciones, se aplicó la correlación de Spearman, indicada para datos no normales como las variables meteorológicas (Tabla 20). Tabla 20. Coeficiente de Correlación de Spearman para variables ambientales y los iones analizados

89 HIEN. et al. Op. cit., p. 7238. 90 BOUROTTE. et al. Op. cit., p. 2040.

VELOCIDAD TEMPERATURA PRECIPITACIÓN PM10 DEL VIENTO

FLUORURO -0.23351 0.53989 -0.53384 -0.33793

NITRATO 0.05884 0.34445 -0.20261 -0.23024

SULFATO -0.11757 0.28115 -0.17793 -0.21494

AMONIO -0.08831 0.33966 -0.20515 -0.26683

84

PM10 -0.31628 -0.68857 0.45976

FUENTE: las autoras, 2008

• Temperatura: en general para esta variable los analitos describen una relación inversa, es decir que a mayor temperatura, menor concentración de los iones se presenta. Esto podría demostrar el efecto de la temperatura ambiente en la evaporación de los iones durante los procesos de muestreo, similar a lo analizado por Qin. et al 91 en Dundee. En este orden de ideas, el PM10 marca una relación medianamente significativa. Para el caso específico del Nitrato, la relación es directa, aunque no es tan significativa.

• Velocidad del viento: al presentarse coeficientes positivos se deduce que

a mayor velocidad del viento, mayor concentración de iones, lo cual sugiere que existen en la zona aledaña a los jardines infantiles, fuentes que los generan permanentemente, implicando confluencias de emisiones en esta zona como lo considero Angulo De Castro y Navarro en el 2007 92.

Para el PM10 se presenta una relación contraria a la anterior, pues a mayor velocidad del viento se esperan menores concentraciones, comportamiento asociado a la dispersión del mismo, sustentado por las rosas de vientos presentadas en la Figura 46. En el mes de Agosto la dirección predominante fue norte-sur, contraria a la de Septiembre donde la dirección fue sur-norte y la velocidad fue baja. En Octubre y Noviembre el comportamiento fue muy similar, con dirección nor.-este y velocidades medias.

91 QIN. et al, Op cit., p. 101. 92 ANGULO DE CASTRO, J; NAVARRO PEREZ, Ana Margarita, Op cit., p.95

85

86

Figura 46. Comportamiento del viento durante periodo de muestreo en la estación Nº13 Puente Aranda.

FUENTE: las autoras, 2008.

• Precipitación: al ser los iones solubles en agua se justifica que la correlación entre los mismos y ésta variable ambiental sea inversa, relación establecida por Karar y Gupta93 en 2006 para Calcuta, India. Pero con las partículas finas ocurre lo opuesto, por acción de la resuspensión de las mismas.

• PM10: la relación encontrada entre esta variable y los analitos es

medianamente significativa e inversa, indicando que a mayores concentraciones de material particulado, se obtienen menores valores en la concentración de iones, esto debido a la volatilización de algunos iones en el momento de analizarlos.

Agosto 2007 Septiembre 2007

Octubre 2007 Noviembre 2007

93 KARAR, Kakoli., GUPTA, A.K, Op Cit., p. 47.

7.7.4 Comparación con otros estudios Se compararon los valores de concentración media en términos de porcentajes para cada uno de los analitos con estudios realizados a nivel latinoamericano ante la ausencia de legislación en Colombia frente al tema, como se presentó en el numeral 6.7.1 Análisis Estadístico. Las condiciones bajo las cuales fue realizado cada uno de los estudios son las presentadas en la Tabla 21 donde se puede observar el tiempo de monitoreo, características meteorológicas, entre otras, que marcan las diferencias que existen entre dichos estudios y la presente investigación. Tabla 21.Características y condiciones de monitoreo de los estudios latinoamericanos objeto de comparación.

Condiciones de Ciudad Sectores Meteorología Análisis Muestras Monitoreo

Ciudad

de México

(México)

-La merced (comercial y financiero) -Pedregal (Suburbano-residencial)

La velocidad del viento varía de 3m/s a 6

Equipo Empleado:

m/s.

Andersen SA254 para PM10 y Ciclón Bendix 240 para PM2.5, durante 24 horas de muestreo, en filtros de fibra de cuarzo (47 mm). El muestreo fue llevado acabo del 23 de

Se realizó extracción de los filtros con agua desionizada, los Sulfatos y nitratos se analizaron por cromatografía iónicas, mientras que Amonio por colorimetría. Enero al 22 de marzo de 1997

-La merced (comercial y financiero) -Pedregal (Suburbano-residencial)

Humedad relativa (16-66%), temperatura promedio (24±1.8°C), precipitación (1.63.-10.82 mm).

Se recolectó el PM10 con un High Volume Sampler Sierra Andersen, con filtros de fibra de vidrio

La extracción se realizó con agua desionizada en viales de 10 ml durante 15 minutos en ultrasonido, después de esto se filtró la muestra y se

durante 24 horas, de analizaron los iones Julio a Diciembre de Na+, K+, NH4

-, Cl-, 2002. NO3

-_, y SO4-2, con

un cromatógrafo de iones Perkin Elmer- Alltech 550.

87

Continuación Tabla 21.Características y condiciones de monitoreo de los estudios latinoamericanos objeto de comparación.

Ciudad Sectores Condiciones de Meteorología Análisis MuestrasMonitoreo

Sao Paulo (Brasil)

Región al oeste de sao Paulo, influenciada por industrias y alto flujo vehicular.

Bajas temperaturas, humedad relativa 80%, velocidad media del viento de 1.5 m/s y 62 mm de precipitación.

Se empleó un Dichotomus Sampler con filtros de policarbonato 47 mm de diámetro, del 13 de Mayo al 19 de Julio del 2002 durante 24

Extracción de los filtros con agua desionizada, durante 30 minutos en el ultrasonido. Se analizaron Na2+, K+, NH4

+, Ca2+, NO3

-, Mg2+, Cl- y SO4

-2, en un cromatógrafo horas de muestreo. líquido DIONEX DX500.

Bogotá (Colombia)

Localidad de Puente Aranda (Alto flujo vehicular y concentración de industrias)

Temperatura entre 14-14.6 °C, Precipitaciones moderadas a fuertes (33-146.2 mm), y velocidad del viento de 0.5 -3 m/s.

Se empleó un Low Volume Sampler “OMNI”, con filtros de fibra de cuarzo de 47 mm de Diámetro, del 13 de Agosto al 9 de Noviembre de 2007, durante 24

Extracción de las muestras con agua desionizada en viales de 10 ml, durante 1 hora en el ultrasonido. Se analizaron F-, NH4

+, NO3- y SO4

-2, en un cromatógrafo

horas. líquido Merck Hitachi.

Fuente: CHOW, Judith. et al; GUTIÉRREZ C, et al; BOUROTTE et aL. Modificado por las autoras, 2008. La Tabla 22 resume las concentraciones de los iones encontradas en tres ciudades latinoamericanas. Se encontró que el comportamiento de los iones evaluados para la localidad de Puente Aranda es muy similar al reportado en Ciudad de México en términos de proporción. El principal ión encontrado tanto para el estudio realizado por Chow94 como para el de Gutiérrez95 fue el Sulfato, seguido del Nitrato y finalmente el Amonio. Opuesto a lo descrito en la investigación desarrollada en Brasil por Bourotte96, donde el principal analito es el Nitrato, seguido de Sulfato y finalmente el Amonio con un bajo porcentaje. En cuanto a las concentraciones señaladas en las diferentes ciudades, se destaca la similitud con Ciudad de México en el año 2000 elaborado por Gutiérrez y

94 CHOW, Judith. et al Op., Cit, p. 181. 95 GUTIÉRREZ C, et al., Op Cit., p. 705. 96BOUROTTE et al, Op Cit., p. 2040.

88

colaboradores97, aunque los valores obtenidos en la presente investigación son inferiores, las diferencias no son tan marcadas, a pesar que en México las condiciones meteorológicas, ambientales, poblacionales, entre otras, representan una desventaja a nivel de calidad de aire. Esta analogía en cuanto a los resultados puede ser justificada por el uso de combustibles fósiles en las fuentes de emisión de esta ciudad. Al confrontar los resultados del estudio de Bourotte y colaboradores en Sao Paulo 98 , es evidente una discrepancia frente a lo encontrado en la presente investigación, pues las concentraciones de los iones son inferiores a lo reportado aquí, situación que se atribuye al porcentaje etanol/gasolina del biocombustible en dicha región brasileña. Cabe señalar, que no se conocen los resultados de investigaciones en condiciones similares a las evaluadas en el presente estudio. Es de aclarar, que el ión fluoruro no fue comparado, pues no se encuentran reportes del mismo en investigaciones similares para Latinoamérica. Tabla 22. Porcentaje de los iones Nitrato (NO3), Sulfato (SO4

-2), Amonio (NH4+), en países

Latinoamericanos.

FUENTE: las autoras, 2008.

México Brasil Colombia LUGAR

Ciudad de México Ciudad de México Sao Paulo (2002) Bogotá (2007)

97 GUTIÉRREZ C, et al., Op Cit., p. 706. 98 BOUROTTE et al, Op Cit., p. 2041.

(1997) (2000)

IÒN [Ión] (µg/m3)

Proporción(%)

[Ión] (µg/m3)

Proporción(%)

[Ión] (µg/m3)

Proporción (%)

Proporci[Ión] ón (µg/m3) (%)

NO3- 7.47 31,05 2.41 22,84 1.036 53,73 2.12 27,79

SO4-2 11.62 48,30 4.30 40,78 0.8696 45,10 3.67 48,10

NH4+ 4.97 20,66 3.84 36,38 0.02 1,18 1.84 24,12

89

7.7.5 Identificación de Fuentes 7.7.5.1. Fuentes Fijas para Zona Expuesta “Jardín Antonio Nariño” Alrededor del Jardín Antonio Nariño (Zona Expuesta), fueron identificadas aproximadamente 30 industrias en un radio de 1km (Tabla 23), clasificadas como; Química, Alimenticia, Textil, Metálica y otras, donde se destaca la industria Química por su mayor representatividad, seguida por la Alimenticia, similar a lo analizado por Patiño y Quitian99, fundamentados en el inventario de INAMCO, 2000, aunque en menor proporción pues este estudio fue desarrollado bajo condiciones diferentes. En la Figura 48 y Figura 49, se puede observar la cercanía de las industrias a los jardines infantiles y las emisiones que pueden contribuir con la concentración de iones encontrada. Esta zona se ve altamente influenciada por fuentes con hornos industriales donde el combustible más utilizado es el ACMP, seguido del gas natural y el Fuel oil, contexto que se asemeja a lo discutido por Angulo De Castro100, fundamentado en el inventario de INAMCO, 2000; quien además realizo marcadores y proporciones, sustentando este comportamiento. Tabla 23. Industrias identificadas para la zona expuesta “Jardín Antonio Nariño”

Sector Proceso Combustible Nombre Actividad Industrial Industrial utilizado

Industria de Alimentos Surtidores de Aves Asadero Asado

Carbón Gas Natural

Industria de Alimentos Panadería Tío Sam Panificadora Horneado Gas Natural

Industria de Alimentos

Asadero Suministraves 22 Asadero Asado Gas Propano

Industria de Alimentos La Familia del Sazón Asadero Asado Gas Propano

Industria de Alimentos PPC LTDA Proceso de

Alimentos Vapor ACPM

Industria de Alimentos Alimentos Nutrian S.A.

Fabricación de alimentos para

mascotas Vapor Gas Natural

99 PATIÑO, D. y QUITIAN, M. Determinación de la correlación entre los tamaños de material particulado, presentes en dos zonas de estudio de la Localidad De Puente Aranda, Bogotá, D.C. En Periodo Climático De Transición. Proyecto de grado para optar al título de Ingeniero Ambiental y Sanitario. Universidad de la Salle, Bogotá. 2006. 100 ANGULO DE CASTRO, Jessica y NAVARRO PEREZ., Op. Cit., p. 90

90

Continuación Tabla 23. Industrias identificadas para la zona expuesta “Jardín Antonio Nariño”

Sector Industrial Nombre Actividad Proceso Combustible

Industrial utilizado

Industria de Alimentos

Compañía Nacional de Chocolates

Fabricación de alimentos

Energía ACPM Vapor Gas Natural Vapor Gas Natural Vapor Gas Natural Vapor Gas Natural Vapor Gas Natural Vapor Gas Natural

Industria de Alimentos Central de caficultores Comercialización

de café Vapor ACPM

Industria Química

Fosderquimico de Colombia LTDA

Fabricación de Materias Primas Vapor Gas Natural

Industria Química Ropsohn LTDA

Fabricación de productos

farmacéuticos

Vapor ACPM Vapor ACPM

Energía ACPM

Industria Química Eterno S.A.

Fabricación de Productos de

caucho Vapor Fuel Oil

Industria Química Cyquim de Colombia

Productos químicos

industriales

Vapor Combustoleo

Energía ACPM

Industria Química

Laboratorios Alfry LTDA

Productos capilares Vapor ACPM

Industria Química Schering Plough S.A. Productos

farmacéuticos

Vapor ACPM Vapor ACPM

Energía ACPM Energía ACPM Energía ACPM

Industria Química

Haarmann y Reimes de Colombia LTDA

Fabricación de fragancias y

sabores Vapor Gas Natural

Industria Química

Merck de Colombia S.A.

Elaboración de Productos

Farmacéuticos

Vapor Gas Natural Energía ACPM

Calentamiento ACPM

Industria Química

Capill France

Elaboración de

cosméticos

Calentamiento ACPM

Vapor ACPM

Industria Química

Ropsohn laboratorios LTDA

Fabricación de productos

farmacéuticos Vapor ACPM

91

Continuación Tabla 23. Industrias identificadas para la zona expuesta “Jardín Antonio Nariño”

Sector Industrial Nombre Actividad Proceso Combustible

Industrial utilizado

Productos Metálicos

Corpacero

Galvanización

de productos de acero

Vapor ACPM

Vapor Gas Natural

Lavanderías

Lavaseco Renova

Express

Lavandería

Vapor Gas Natural Galvanización Gas Natural Galvanización Gas Natural

Vapor ACPM Lavanderías Lavaseco Milintex Lavaseco Vapor ACPM

Lavanderías Lavaseco Lujo Express Lavaseco Vapor Gas Natural

Lavanderías Lavaseco los Ángeles Lavandería Vapor ACPM

Textiles Texturizadora Win lon LTDA

Elaboración de Hilazas Vapor Gas Natural

Textiles

Tintorería Asitex LTDA

Teñido de

textiles

Vapor Gas Natural

Vapor Gas Natural

Textiles

Tinturas y textiles

LTDA

Tintura de Textiles

Vapor Gas Natural Vapor Gas Natural Vapor ACPM

Textiles

Inuduratex

Fabricación de

Alfombras

Vapor ACPM Vapor Fuel Oil Vapor ACPM

Textiles Bordicol LTDA Textil Energía ACPM

Otras Industrias

Henkel Colombiana S.A. Manufactura

Incineración ACPM Vapor ACPM

Incineración ACPM Energía ACPM

FUENTE: INAMCO, 2004. Modificado por las autoras, 2008. De acuerdo a la Figura 47 se identificó que la industria más representativa es la Química con una participación del 39% en el total de las industrias, empleando ACPM en un 76% seguido de gas natural con un 19%. Igualmente la industria de alimentos tiene un porcentaje del 24%, ubicándose en el segundo lugar y el principal combustible es el gas natural (60%), seguido del ACPM (20%). En tercer lugar se encuentra la industria de textiles cuyo porcentaje de participación es 17% y el combustible utilizado es el gas natural (50%) seguido del ACPM. En menor cantidad se presentan las lavanderías y la industria de metales.

92

93

Confrontando estos resultados se encontró que el combustible mas usado es el ACPM, cuyas emisiones se relacionan con los gases precursores de los iones analizados, aunque, los procesos productivos y sus respectivas materias primas, no pudieron ser evaluados durante la presente investigación, no se pueden descartar como fuentes generadoras. Por otro lado, las costumbres de los habitantes (prácticas de limpieza, productos químicos) y la ventilación al interior de los jardines, pueden llegar a aportar a las concentraciones de los iones analizados.

Figura 47. Industrias aledañas al Jardín Infantil Antonio Nariño (zona expuesta) y Combustible utilizado en los procesos industriales de las mismas.

FUENTE: las autoras, 2008.

24%

39%3%

14%

17%3%

Industria de Alimentos Industria de productos quimicos Industria de Productos Metalicos Lavanderias Industria de Textiles Otras

Alimentos

60%20%

7%13%

Gas Natural ACPM Carbón Gas propano

Lavanderías25%

75%

Gas Natural ACPM

Química19%

76%

5%

Gas Natural ACPM Fuel oil

Textil

50%40%

10%

Gas Natural ACPM Fuel oil

Metales

100%Gas Natural

Otras

100%ACPM

Figura 48. Emisión de material particulado alrededor de los Jardines infantiles Antonio Nariño y Tamborcito Encantado.

FUENTE: Grupo de investigación en aerosoles, 2008.

96

Figura 49. Emisión de Dióxido de Azufre (SO2) alrededor de los de los Jardines infantiles Antonio Nariño y Tamborcito Encantado.

FUENTE: Grupo de investigación en aerosoles, 2008.

7.7.5.2. Jardín Tamborcito Encantado ambiente No expuesto Al igual que para el ambiente expuesto, se realizó un reconocimiento de las posibles industrias que podrían afectar las concentraciones de los analitos de la zona de estudio. Dado lo anterior, se obtuvo la Tabla 24, donde se identifican industrias cercanas y su respectivo combustible. Tabla 24. Industrias identificadas para la zona no expuesta “Jardín Tamborcito Encantado”.

Sector Proceso Combustible Nombre Actividad Industrial Industrial utilizado

Industria de Alimentos

Productos Carnicos Walter LTDA

Fabricación de embutidos Vapor ACPM

Industria de Alimentos Pollo Andino LTDA Cría sacrificio y

comercio pollo Vapor ACPM Vapor Gas Natural

Industria de Alimentos Casa del Rhin Elaboración de

Vinos Vapor ACPM

Industria de Alimentos

Helados Bennys Naturalice Cream

Producción de Heleados Vapor ACPM

Industria de Alimentos Lacticrema LTDA Fabricación de

Helados Vapor ACPM

Industria de Alimentos Tropi Crem Producción de

Heleados Vapor ACPM

Industria de Alimentos

Empresa de Licores de Cundinamarca

Producción de Licor

Vapor Gas Natural Vapor Gas Natural

Energía ACPM Energía ACPM

Industria de Alimentos El Bohemio LTDA

Producción derivados carnicos

Vapor ACPM

Cocción Gas Propano

Industria Química DERSA LTDA Fabricación de

Jabones

Calentamiento Gas Natural Calentamiento Gas Natural Calentamiento ACPM Calentamiento ACPM

Secado Gas Natural Energía ACPM

Industria Química Grasco S.A.

Fabricación grasas y aceites

combustibles

Calentamiento ACPM Calentamiento ACPM Calentamiento Gas Natural Calentamiento Gas Natural

FUENTE: INAMCO, 2004. Modificado por las autoras, 2008.

97

98

Continuación Tabla 24. Industrias identificadas para la zona no expuesta “Jardín Tamborcito Encantado”.

Sector Industrial Nombre Actividad Proceso

Industrial Combustible

utilizado

Industria Química Baterías Especial Fabricación de

Baterías Calentamiento Gas Natural Calentamiento ACPM

Textiles Jean Carlo LTDA Confecciones ropa Vapor ACPM

Textiles Donatex Fabrica de Medias

Vapor ACPM Vapor ACPM Vapor ACPM

Textiles Tecnal LTDA Tejidos Vapor Crudo

Metales Aleaciones Técnicas Metales Fundición ACPM

Fundición ACPM Lavanderías Lavaseco Kintmatic Lavaseco Vapor ACPM

FUENTE: INAMCO, 2004. Modificado por las autoras, 2008. A diferencia de la zona expuesta, se encontró menor cantidad de industrias en el sector aledaño al Jardín Tamborcito Encantado, donde las industrias con menor presencia son la metálica y las lavanderías. Mientras que las más representativas son: 1.) Alimentos con el 50% usando ACPM en un 79% y gas natural en un 16%, 2.) Textil (19%) que solo emplea ACPM en sus procesos, 3.) Química con el 9% y utiliza ACPM y gas natural en la misma proporción. (Figura 50), En general se observa que el principal combustible utilizado es ACPM, por lo cual, el aporte por emisiones estaría relacionado con Material particulado, óxidos de carbono, azufre, nitrógeno e hidrocarburos. Parte de los gases emitidos por este tipo de combustible, se relacionan con precursores de Sulfatos y Nitratos, por lo tanto las concentraciones encontradas en la presente investigación, podrían atribuirse a las emisiones de la industria de alimentos, textiles, lavanderías, metálicos y productos químicos, entre otras. Las materias primas y los procesos productivos, no pueden ser descartados como fuentes emisoras, al igual que los hábitos de limpieza, consumo de cigarrillo y ventilación, entre otros. Finalmente, los resultados obtenidos durante la evaluación de los iones contenidos en material particulado respirable muestran la posible presencia de precursores de los iones Sulfato (SO4

-2) y Nitrato (NO3), tanto en ambientes interiores como exteriores para los jardines infantiles (Antonio Nariño y Tamborcito Encantado), constituyendo una base para futuras investigaciones frente al tema al ser un estudio preliminar y pionero.

Figura 50. Industrias aledañas al Jardín Infantil Tamborcito Encantado (zona no expuesta) y Combustible utilizado en los procesos industriales de las mismas

FUENTE: las autoras, 2008.

50%

19%

6%

6%

19%

Industria de Alimentos Industria de productos quimicos Industria de Productos Metalicos Lavanderias Industria de Textiles

Alimentos16%

5%

79%Gas Natural Gas Propano ACPM

Química

50%50%

Gas Natural ACPM

Metalicos

67%

33%

ACPM Crudo

Lavanderías

100%

ACPM

Textil

100%ACPM

8. CONCLUSIONES Luego de la evaluación de la concentración de Iones contenidos en el material particulado PM10 respirable y su incidencia sobre ambientes intra – extramurales en la localidad Puente Aranda, se concluye: En los dos puntos de monitoreo ubicados en la localidad de Puente Aranda (Bogotá), bajo del criterio expuesto y no expuesto, Jardín Antonio Nariño y Tamborcito Encantado respectivamente, se detectó la presencia de los iones Sulfatos (SO4

=), Nitratos (NO3-), Fluoruro (F-) y Amonio (NH4

+). Donde las concentraciones para el ambiente interior en los dos criterios, son mayores que para el exterior, indicando el aporte a dicha concentración de otras fuentes no evaluadas, por la ubicación del equipo de muestreo, la ventilación del lugar y las costumbres de las personas (hábitos de limpieza, consumo de cigarrillo, composición de los productos químicos) que se encuentran constantemente en el jardín. En general, las concentraciones de los analitos evaluados en el criterio expuesto son mayores que el no expuesto, dado a la mayor cantidad de industrias química, textil, alimentos, fuentes móviles, en su mayoría autos, presentes en la zona de estudio. Las concentraciones de Sulfato, Nitrato, Fluoruro y Amonio en el jardín Antonio Nariño, ambiente expuesto, no muestran diferencias marcadas al compararlas con el jardín Tamborcito encantado, ambiento no expuesto, asociado a alta concentración industrial de toda la localidad. Aunque el ión Fluoruro (F-) fue detectado en los sitios de muestreo jardín Antonio Nariño y Tamborcito encantado, la concentración del mismo comparada con los iones analizados fue la más baja, pues éste se encuentra asociado con la presencia de industrias de vidrio, cerámica, entre otras, las cuales no son abundantes en el área de estudio. El ión Sulfato (SO4

=), fue la especie más abundante en los sitios de monitoreo, expuesto y no expuesto, con una concentración máxima de 10.12 µg/m3, originándose posiblemente por industrias cercanas a un radio de un kilómetro de influencia, que en su mayoría utilizan como combustible ACPM. Sin embargo, no se deben descartar las fuentes generadoras vinculadas a las materias primas y procesos industriales. Aunque se encontraron concentraciones importantes del ión Nitrato, es claro que estas no son las más altas a pesar de estar relacionado con el ión sulfato y de

contar con varios precursores como gases generados por las industrias ubicadas en los ambientes expuesto y no expuesto, que al reaccionar en la atmósfera pueden llegar a producir lluvia acida afectando la infraestructura y la flora; entre otras. El ión Amonio reportó concentraciones medianamente bajas, pues es altamente volátil al momento de analizarlo, a pesar de su alta relación con los iones Sulfato y Nitrato ya que es absorbido facialmente por las partículas atmosféricas de este tipo. Se estableció un modelo de tipo explicativo, puesto que se evaluaron variables cuantitativas y cualitativas, donde no se evidencia diferencias estadísticamente significativas entre ambiente y exposición; por el contrario el PM10 presenta diferencias significativas en ambiente y altamente significativas en exposición, donde las concentraciones varían dependiendo del ambiente o la exposición en las que sean evaluadas. Las correlaciones de Pearson estimadas para los iones evaluados, muestran una relación directa entre Sulfato – Amonio, seguida de Nitrato – Amonio, siendo la primera la más alta. Dicha relación se asocia a los procesos de conversión gas – partícula, resultado de la oxidación de compuestos nitrogenados y azufrados originados por fuentes naturales y antrópicas. Se encontró una relación estadísticamente significativa e inversa entre PM10 y velocidad del viento, indicando que a menor velocidad del viento mayores concentraciones del contaminante se obtendrán, generando baja dispersión de los contaminantes en la zona. No se encontraron diferencias significativas entre interiores y exteriores, indicando que uno de los ambientes está incidiendo en el otro, posiblemente sea el exterior quien influye en el interior debido a la magnitud de las emisiones en los ambientes externos, sin descartar las posibles fuentes interiores que puedan afectar las concentraciones de los mismos. Las correlaciones de Spearman muestran que la variable ambiental con mayor influencia en las concentraciones de iones encontradas es la velocidad del viento, describiendo los mayores coeficientes. Seguido por la precipitación, con relaciones medianamente significativas, coherente con la dilución de los iones en el agua. De acuerdo con los valores de concentraciones obtenidos para los iones Sulfatos (SO4

=), Nitratos (NO3-), Fluoruro (F-) y Amonio (NH4

+) para el periodo de muestreo en los Jardines infantiles monitoreados, se presume que el sector se vea afectado por emisiones de fuentes móviles donde se emplea, en la mayoría de los casos, diesel, al igual que fuentes fijas donde es frecuente utilizar ACPM y gas natural en

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sus procesos industriales, sin descartar las características de los procesos productivos y las materias primas empleadas en los mismos. Al comparar con los estudios realizados en Latinoamérica se puede destacar la similitud entre lo resultados de la presente investigación y la realizado en Ciudad de México por Chow et al. 2000. Por el contrario, al confrontar los resultados obtenidos con los presentados por Sao Paulo en 2002, se encontró que las concentraciones de los iones son inferiores y el principal ión identificado es el Nitrato, teniendo en cuenta que las condiciones medioambientales y del muestreo son diferentes a las del presente estudio.

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9. RECOMENDACIONES De los resultados obtenidos del presente estudio, se plantean las siguientes recomendaciones para futuras investigaciones: Emplear patrones certificados de los iones Fluoruro, Nitrato y Sulfato para facilitar la preparación de los patrones secundarios y la elaboración de la curva de calibración. Se recomienda el uso de un inyector automático que facilite y agilice el análisis de las muestras evitando variaciones de volumen entre inyecciones. Realizar este estudio en otras localidades con antecedentes de contaminación atmosférica, tales como Fontibón y Kennedy; aumentando el tiempo de monitoreo, el número de puntos, los iones inorgánicos e incluir compuestos orgánicos; además medir simultáneamente las partículas mas finas; buscando obtener un diagnóstico mas detallado para Bogotá con relación a los analitos estudiados. Hacer el monitoreo continuo y en fines de semana durante todas las épocas del año (periodo seco y húmedo), estableciendo la variación de los contaminantes y posibles lapsos de mayor concentración. Determinar las concentraciones de iones en partículas finas como el PM2.5 para tener una un punto de referencia sobre las fuentes de generación y la variación frente al PM10. Llevar un diario de eventos relevantes durante el tiempo de monitoreo, para tener en cuenta situaciones que puedan alterar las concentraciones de PM10 y de iones, tanto en ambientes interiores como exteriores, facilitando la relación con las posibles fuentes generadoras y la explicación de las concentraciones registradas. Aunque no se haya demostrado alguna relación directa de los iones con efectos en la salud, se debería tener en cuenta este factor debido a que la población evaluada son niños de jardines considerados población vulnerable. Para poder identificar con certeza las posibles fuentes asociadas con los iones, se recomienda correr un modelo de dispersión, teniendo en cuenta otros analitos como metales y HAP’s, para poder establecer si las concentraciones de iones encontradas son originadas en la zona de estudio o provienen de lugares cercanos.

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Es importante la actualización del inventario de industrias, puesto que el reporte disponible de dichas empresas se realizó hace algunos años y la dinámica cambiante de la localidad de Puente Aranda, exige una metodología que permita el registro de nuevas industrias y/o el cambio de lugar de las existentes. Se recomienda, a las industrias aledañas a los puntos monitoreados durante el presente estudio (Química, Alimentos, Textil), implementar procesos de producción ambientalmente seguros para garantizar, no solo el cumplimiento de la legislación, sino disminuir el impacto generado en la calidad del aire. Debido a la ausencia de legislación frente al tema tratado en el presente estudio, es necesario que las autoridades ambientales realicen un seguimiento a este tipo de contaminantes secundarios y tomen las medidas respectivas para plantear lineamientos de emisión de los mismos. Es importante, que la comunidad académica siga apoyando el desarrollo de investigaciones al respecto que contribuyen al reconocimiento de los contaminantes presentes en la atmósfera, dado que al desconocer su presencia no se toman las medidas correctivas necesarias para su control.

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-3, Cl-, NO3-, NO2

- y SO4

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ANEXOS

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ANEXO A. MAPA DE LOCALIZACIÓN PUNTOS DE AFORO VEHICULAR CARTILLA VOLÚMENES VEHICULARES 2000-2004

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ANEXO B. AFORO VEHICULAR JARDÍN ANTONIO NARIÑO

1 2 3 4 1L 1R 2L 2RAM 2000 3157 443 347 2365 1268AUTOS (%) 83 89 77 99 35AUTOS (%) 2000 2620 0 394 267 0 0 2341 444BUSES (%) 15 2 2 1 61BUSES (%) 2000 474 0 9 7 0 0 24 773CAMIONES(%) 2 9 21 0 4CAMIONES(%) 2000 63 0 40 73 0 0 0 51

1 2 3 4 1L 1R 1A 1B 2A 2BAM 2002 533 2272 423 355 2446 872 1270 912AUTOS (%) 2002 0 100 88 79 100 93 42 99AUTOS (%) 2002 0 2272 372 280 0 0 2446 811 533 903BUSES (%) 2002 87 0 0 1 0 3 53 0BUSES (%) 2002 464 0 0 4 0 0 0 26 673 0CAMIONES(%) 2002 13 0 12 21 0 5 5 1CAMIONES(%) 2002 69 0 51 75 0 0 0 44 64 9

1 2 3 4 1L 1R 2L 2R 9 (1) 9 (1) L 9 (2) L 9 (3) 9(4)AM 2004 2783 0 408 237 388 663 1193 2427 448 57 165 101 151AUTOS (%) 2004 80 0 95 77 40 94 30 100 92 86 100 72 91AUTOS (%) 2004 2226 0 388 182 155 623 358 2427 412 49 165 73 137BUSES (%) 2004 18 0 1 1 49 5 60 0 2 4 0 0 1BUSES (%) 2004 501 0 4 2 190 33 716 0 9 2 0 0 2CAMIONES(%) 2004 1 0 5 22 11 2 10 0 6 11 0 28 9CAMIONES(%) 2004 28 0 20 52 43 13 119 0 27 6 0 28 14

1 2 3 4 2L 2RM 2000 2486 0 503 560 1515 1208AUTOS (%) 74 0 84 83 98 52AUTOS (%) 2000 1840 0 423 465 1485 628BUSES (%) 19 0 4 1 1 35BUSES (%) 2000 472 0 20 6 15 423CAMIONES(%) 7 0 11 16 2 13CAMIONES(%) 2000 174 0 55 90 30 157

1 2 3 4 1A 1B 2A 2BM 2002 529 1652 526 919 2138 1845 1020 1560AUTOS (%) 2002 0 98 86 68 100 98 48 100AUTOS (%) 2002 0 1619 452 625 2138 1808 490 1560BUSES (%) 2002 79 1 2 0 0 1 40 0BUSES (%) 2002 418 17 11 0 0 18 408 0CAMIONES(%) 2002 21 1 13 32 0 1 12 0CAMIONES(%) 2002 111 17 68 294 0 18 122 0

1 2 3 4 1L 1R 2L 2R 9 (1) 9 (1) L 9 (2) L 9 (3) 9(4)M 2004 2929 429 390 890 2251 952 1346 534 194 247 185 294AUTOS (%) 2004 19 89 74 49 95 43 100 81 87 88 87 94AUTOS (%) 2004 557 0 382 289 436 2138 409 1346 433 169 217 161 276BUSES (%) 2004 16 1 2 42 2 42 0 1 4 0 1 0BUSES (%) 2004 469 0 4 8 374 45 400 0 5 8 0 2 0CAMIONES(%) 2004 4 10 24 8 2 14 0 18 9 12 12 6CAMIONES(%) 2004 117 0 43 94 71 45 133 0 96 17 30 22 18

1 2 3 4 2L 2RPM 2000 3404 385 495 1660 1185AUTOS (%) 77 77 81 98 53AUTOS (%) 2000 2621 0 296 401 1627 628BUSES (%) 18 7 2 1 40BUSES (%) 2000 613 0 27 10 17 474CAMIONES(%) 4 16 17 1 7CAMIONES(%) 2000 136 0 62 84 17 83

1 2 3 4 1A 1B 2A 2BPM 2002 761 1697 377 586 2065 1893 980 1526AUTOS (%) 2002 0 98 80 85 100 97 53 99AUTOS (%) 2002 0 1663 302 498 2065 1836 519 1511BUSES (%) 2002 88 1 3 1 0 0 41 1BUSES (%) 2002 670 17 11 6 0 0 402 15CAMIONES(%) 2002 12 0 16 15 0 3 5 0CAMIONES(%) 2002 91 0 60 88 0 57 49 0

1 2 3 4 2L 2R 9 (1) 9 (2) L 9 (3) 9(4)PM 2004 3671 287 277 873 1560 616 243 142 305AUTOS (%) 2004 82 84 73 41 99 90 85 83 96AUTOS (%) 2004 3010 0 241 202 358 1544 554 207 118 293BUSES (%) 2004 16 1 1 54 1 2 0 1 0BUSES (%) 2004 587 0 3 3 471 16 12 0 1 0CAMIONES(%) 2004 2 15 26 5 0 8 15 15 4

2349 CL17 Av 68

MOVIMIENTOS MIXTOSCÓDIGO Cll. Cr. JORNADA AÑO

114

1 2 7 8 3L 3R 4L 4R

AM 2000 127 561 424 216 803 1571 675 1114AUTOS (%) 76 89 87 98 66 97 55 98AUTOS (%) 2000 97 499 369 212 530 1524 371 1092BUSES (%) 1 1 6 0 27 1 32 1BUSES (%) 2000 1 6 25 0 217 16 216 11CAMIONES(%) 23 9 7 2 7 2 14 1CAMIONES(%) 2000 29 50 30 4 56 31 95 11

2 7 8 3L 3R 4L 4RAM 2001 756 389 243 769 1722 633 1131AUTOS (%) 2001 89 85 59 66 98 24 98AUTOS (%) 2001 673 331 143 508 1688 152 1108BUSES (%) 2001 1 8 36 27 1 33 1BUSES (%) 2001 8 31 87 208 17 209 11CAMIONES(%) 2001 9 7 5 6 1 13 1CAMIONES(%) 2001 68 27 12 46 17 82 11

2 3 4 6 7 8 3A 4A 9(2) 9(3)A 9(4)AAM 2004 190 864 865 422 576 206 717 610 47 95 31AUTOS (%) 2004 94 97 98 59 82 97 42 57 94 96 97AUTOS (%) 2004 179 838 848 249 472 200 301 348 44 91 30BUSES (%) 2004 0 2 1 36 9 0 48 30 0 0 0BUSES (%) 2004 0 17 9 152 52 0 344 183 6 0 0CAMIONES(%) 2004 6 2 1 5 9 3 10 13 4 3CAMIONES(%) 2004 11 17 9 21 52 6 72 79 0 4 1

1 2 7 8 3L 3R 4L 4RM 2000 197 607 293 211 875 1097 924 1515AUTOS (%) 75 88 77 98 57 97 54 96AUTOS (%) 2000 148 534 226 207 499 1064 499 1454BUSES (%) 1 1 9 0 18 1 18 1BUSES (%) 2000 2 6 26 0 158 11 166 15CAMIONES(%) 24 11 15 2 25 2 29 2CAMIONES(%) 2000 47 67 44 4 219 22 268 30

2 7 8 3L 3R 4L 4RM 2001 639 333 263 825 1064 960 1563AUTOS (%) 2001 83 76 95 57 96 53 97AUTOS (%) 2001 530 253 250 470 1021 509 1516 0BUSES (%) 2001 1 8 1 22 1 18 1BUSES (%) 2001 6 27 3 182 11 173 16 0CAMIONES(%) 2001 16 16 5 21 3 19 2CAMIONES(%) 2001 102 53 13 173 32 182 31 0

2 3 4 6 7 8 3A 4A 9(2) 9(3)A 9(4)AM 2004 165 1038 1414 440 481 343 745 827 126 71 87AUTOS (%) 2004 95 97 98 70 74 96 48 47 84 89 92AUTOS (%) 2004 157 1007 1386 308 356 329 358 389 106 63 80BUSES (%) 2004 0 1 1 18 8 1 28 17 4 0 0BUSES (%) 2004 0 10 14 79 38 3 209 141 5 0 0CAMIONES(%) 2004 5 2 1 12 18 3 24 36 12 11 8CAMIONES(%) 2004 8 21 14 53 87 10 179 298 15 8 7

1 2 7 8 3L 3R 4L 4RPM 2000 192 656 254 252 844 947 943 1634AUTOS (%) 88 89 75 93 60 95 52 98AUTOS (%) 2000 169 584 191 234 506 900 490 1601BUSES (%) 1 0 9 0 22 3 21 1BUSES (%) 2000 2 0 23 0 186 28 198 16CAMIONES(%) 11 11 16 7 18 2 27 1CAMIONES(%) 2000 21 72 41 18 152 19 255 16

2 7 8 3L 3R 4L 4RPM 2001 741 325 431 760 866 887 1331

2001 89 76 97 64 95 55 98AUTOS (%) 2001 659 247 418 486 823 488 1304

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2001 11 17 1 12 3 22 2CAMIONES(%) 2001 82 55 4 91 26 195 27

2 3 4 6 7 8 3A 4A 9(2) 9(3)A 9(4)APM 2004 172 891 1281 451 411 396 664 697 123 90 99AUTOS (%) 2004 92 96 99 67 76 97 50 45 100 91 76AUTOS (%) 2004 158 855 1268 302 312 384 332 314 123 82 75BUSES (%) 2004 0 1 0 22 11 0 34 20 0 0 3BUSES (%) 2004 0 9 0 99 45 0 226 139 0 0 3

2385 CL13 CR 65

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115

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3 1L 1R 2L 2R 9(4)AM 2003 570 961 2022 1175 2442 88AUTOS (%) 2003 84 41 100 27 100 65AUTOS (%) 2003 479 394 2022 317 2442 57BUSES (%) 2003 2 53 0 66 0 6BUSES (%) 2003 11 509 0 776 0 5CAMIONES(%) 2003 14 6 0 7 0 30CAMIONES(%) 2003 80 58 0 82 0 26

1 3 7 8 2L 2R 9(3)AM 2004 3159 92 328 48 1344 2427 72AUTOS (%) 2004 80 74 90 67 37 100 100AUTOS (%) 2004 2527 68 295 32 497 2427 72BUSES (%) 2004 16 0 2 0 53 0 0BUSES (%) 2004 505 0 7 0 712 0 0CAMIONES(%) 2004 2 26 9 33 10 0 0CAMIONES(%) 2004 63 24 30 16 134 0 0

1 3 2L 2R 9 (4)M 2000 3212 719 983 1868 140AUTOS (%) 80 83 44 98 83AUTOS (%) 2000 2570 597 433 1831 116BUSES (%) 14 0 42 1 1BUSES (%) 2000 450 0 413 19 1CAMIONES(%) 5 17 14 1 16CAMIONES(%) 2000 161 122 138 19 22

3 1L 1R 2L 2R 9(4)M 2003 763 963 1744 867 1821 168AUTOS (%) 2003 85 41 99 32 99 88AUTOS (%) 2003 649 395 1727 277 1803 148BUSES (%) 2003 1 46 0 54 0 0BUSES (%) 2003 8 443 0 468 0 0CAMIONES(%) 2003 14 13 0 14 1 13CAMIONES(%) 2003 107 125 0 121 18 22

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3 1L 1R 2L 2R 9(4)PM 2003 746 972 1841 851 1669 191AUTOS (%) 2003 86 26 99 37 99 88AUTOS (%) 2003 642 253 1823 315 1652 168BUSES (%) 2003 3 66 1 56 0 2BUSES (%) 2003 22 642 18 477 0 4CAMIONES(%) 2003 11 8 0 7 0 10CAMIONES(%) 2003 82 78 0 60 0 19

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2401 CL21 CR21

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116

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2402 CL 23 Av 68

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117

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CAMIONES(%) 2000 3 0 23 7 3 11 2 3 4 11 4A

AM 2001 454 24 2228 1592 504 578AUTOS (%) 2001 92 75 81 86 91 91AUTOS (%) 2001 418 18 1805 1369 459 526BUSES (%) 2001 7 4 17 13 7 8BUSES (%) 2001 32 1 379 207 35 46CAMIONES(%) 2001 1 21 1 1 1 1CAMIONES(%) 2001 5 5 22 16 5 6

1 2 3 4 11 4AM 2000 310 21 844 884 336 293AUTOS (%) 91 95 89 89AUTOS (%) 2000 282 20 751 787 0 0BUSES (%) 8 0 10 10BUSES (%) 2000 25 0 84 88 0 0CAMIONES(%) 0 5 1 0CAMIONES(%) 2000 0 1 8 0 0 0

1 2 3 4 11 4AM 2001 493 58 1688 1859 576 740AUTOS (%) 2001 90 91 84 87 91 90AUTOS (%) 2001 444 53 1418 1617 524 666BUSES (%) 2001 6 3 13 10 5 6BUSES (%) 2001 30 2 219 186 29 44CAMIONES(%) 2001 4 5 4 3 4 3CAMIONES(%) 2001 20 3 68 56 23 22

1 2 3 4 11 4APM 2000 314 27 826 900 321 301AUTOS (%) 92 96 89 90 92 95AUTOS (%) 2000 289 26 735 810 295 286BUSES (%) 8 4 10 9 7 5BUSES (%) 2000 25 1 83 81 22 15CAMIONES(%) 0 0 1 1 0 0CAMIONES(%) 2000 0 0 8 9 0 0

1 2 3 4 11 4APM 2001 557 48 1879 1913 570 722AUTOS (%) 2001 87 90 85 86 87 91AUTOS (%) 2001 485 43 1597 1645 496 657BUSES (%) 2001 9 4 14 12 9 7BUSES (%) 2001 50 2 263 230 51 51

2378 DG 22 B

AV AMERI

CAS

CAMIONES(%) 2001 4 6 2 2 4 2CAMIONES(%) 2001 22 3 38 38 23 14

118

ANEXO C. AFORO VEHICULAR JA DÍN TAMBORCITO ENCANTADO

R

CÓDIGO Cll. Cra. JORNADA AÑO

1 2 3 4 11 12L 12R 1L 1R 3AAM 2000 1243 870 727 1352 1074 1521 1130 1585 1653

2000 66 89 95 72 44 96 67 78 83AUTOS (%) 2000 820 774 691 973 473 1460 757 1236 1372

2000 31 6 2 24 47 3 28 20 13BUSES (%) 2000 385 52 15 324 505 46 316 317 215

2000 3 5 4 3 8 1 5 2 4CAMIONES(%) 2000 37 44 29 41 86 15 57 32 66M 2000 1114 740 775 1496 1072 1469 1057 1860 1453

2000 72 90 93 73 49 99 66 79 82AUTOS (%) 2000 802 666 721 1092 525 1454 698 1469 1191

2000 25 6 3 22 43 1 28 17 14BUSES (%) 2000 279 44 23 329 461 15 296 316 203

2000 3 4 4 5 8 0 7 4 4CAMIONES(%) 2000 33 30 31 75 86 0 74 74 58PM 2000 1002 729 763 1646 1066 1061 1282 2072 1149

2000 67 91 94 76 49 94 70 82 77AUTOS (%) 2000 671 663 717 1251 522 997 897 1699 885

2000 31 6 2 20 48 5 27 16 21BUSES (%) 2000 311 44 15 329 512 53 346 332 241

2000 2 3 4 3 3 1 4 2 2CAMIONES(%) 2000 20 22 31 49 32 11 51 41 23

1 2 3 4AM 2000 527 2688 1787

2000 85 81 81AUTOS (%) 2000 448 2177 1447

2000 13 16 16BUSES (%) 2000 69 430 286

2000 2 3 3CAMIONES(%) 2000 11 81 54

1 2 3 4 13 14AM 2003 310 367 2380 1607 2342 1764

2003 94 83 80 79 80 80AUTOS (%) 2003 291 305 1904 1270 1874 1411

2003 2 14 16 19 15 18BUSES (%) 2003 6 51 381 305 351 318

2003 4 3 4 2 4 2CAMIONES(%) 2003 12 11 95 32 94 35

1 2 3 4M 2000 377 2206 2360

2000 84 82 86AUTOS (%) 2000 317 1809 2030

2000 11 13 11BUSES (%) 2000 41 287 260

2000 5 5 3CAMIONES(%) 2000 19 110 71

1 2 3 4 13 14M 2003 428 396 2044 2222 2007 2440

2003 92 88 84 82 84 83AUTOS (%) 2003 394 348 1717 1822 1686 2025

2003 3 9 12 13 12 12BUSES (%) 2003 13 36 245 289 241 293

2003 5 3 4 5 4 5CAMIONES(%) 2003 21 12 82 111 80 122

1 2 3 4PM 2000 421 1902 2368

2000 87 80 83AUTOS (%) 2000 366 1522 1965

2000 10 16 14BUSES (%) 2000 42 304 332

2000 3 3 3CAMIONES(%) 2000 13 57 71

1 2 3 4 13 14PM 2003 346 355 2118 1997 2046 2199

2003 94 85 84 80 84 81AUTOS (%) 2003 325 302 1779 1598 1719 1781

2003 4 13 13 16 13 15BUSES (%) 2003 14 46 275 320 266 330

2003 2 1 3 4 3 4CAMIONES(%) 2003 7 64 80 61 88

MOVIMIENTOS MIXTOS

3463 AV 1 Mayo CR 49B

3190 Cl 8 Sur Av. QUITO

4

119

1 2 3 4 7AM 2000 320 1134 961 597

2000 93 94 93 96AUTOS (%) 2000 298 1066 894 573

2000 2 4 5 2BUSES (%) 2000 6 45 48 12

2000 5 2 2 2CAMIONES(%) 2000 16 23 19 12

1 2 3 4 7M 2000 462 1078 996 341

2000 89 91 92 90AUTOS (%) 2000 411 981 916 307

2000 1 5 5 3BUSES (%) 2000 5 54 50 10

2000 10 3 3 6CAMIONES(%) 2000 46 32 30 20

1 2 3 4 7PM 2000 542 986 952 315

2000 90 91 92 92AUTOS (%) 2000 488 897 876 290

2000 1 5 6 3BUSES (%) 2000 5 49 57 9

2000 8 4 3 5CAMIONES(%) 2000 43 39 29 16

1 2 3 5AM 2001 316 707 25 140

2001 93 95 84 62AUTOS (%) 2001 294 672 21 87

2001 2 2 16 35BUSES (%) 2001 6 14 4 49

2001 5 3 0 3CAMIONES(%) 2001 16 21 0 4

1 2 3AM 2002 354 599 20

2002 88 94 100AUTOS (%) 2002 312 563 20 0

2002 8 3 0BUSES (%) 2002 28 18 0

2002 5 3 0CAMIONES(%) 2002 18 18 0

1 2 3 5M 2001 448 593 10 165

2001 90 92 100 79AUTOS (%) 2001 403 546 10 130

2001 1 2 0 16BUSES (%) 2001 4 12 0 26

2001 9 6 0 5CAMIONES(%) 2001 40 36 0 8

1 2 3M 2002 515 515 15

2002 91 90 93AUTOS (%) 2002 469 464 14

2002 4 3 0BUSES (%) 2002 21 15 0

2002 5 7 7CAMIONES(%) 2002 26 36 1

1 2 3 5PM 2001 481 489 11 156

2001 90 94 100 80AUTOS (%) 2001 433 460 11 125

2001 1 2 0 18BUSES (%) 2001 5 10 0 28

2001 8 4 0 2CAMIONES(%) 2001 38 20 0 3

1 2 3PM 2002 472 372 6

2002 89 93 100AUTOS (%) 2002 420 346 6

2002 6 2 0BUSES (%) 2002 28 7 0

2002 5 5 0CAMIONES(%) 2002 24 19 0

3661 Cl 8 Sur CR 35

3662 CL 2 CR 35

120

AM 2001 134 317 1974 14282001 98 96 77 78

AUTOS (%) 2001 131 304 1520 11142001 1 2 20 19

BUSES (%) 2001 1 6 395 2712001 1 2 2 3

CAMIONES(%) 2001 1 6 39 43AM 2003 157 293 2034 1328

2003 97 95 78 77AUTOS (%) 2003 152 278 1587 1023

2003 1 3 19 20BUSES (%) 2003 2 9 386 266

2003 2 1 3 3CAMIONES(%) 2003 3 3 61 40M 2001 108 225 1833 1622

2001 90 93 79 80AUTOS (%) 2001 97 209 1448 1298

2001 1 2 18 16BUSES (%) 2001 1 5 330 260

2001 9 5 3 4CAMIONES(%) 2001 10 11 55 65M 2003 155 338 1976 1873

2003 99 94 81 81AUTOS (%) 2003 153 318 1601 1517

2003 1 1 14 14BUSES (%) 2003 2 3 277 262

2003 1 4 4 5CAMIONES(%) 2003 2 14 79 94PM 2001 140 206 1647 1612

2001 96 96 79 77AUTOS (%) 2001 134 198 1301 1241

2001 0 3 19 20BUSES (%) 2001 0 6 313 322

2001 4 1 2 3CAMIONES(%) 2001 6 2 33 48PM 2003 100 260 1503 1413

2003 95 93 77 78AUTOS (%) 2003 95 242 1157 1102

2003 0 3 19 19BUSES (%) 2003 0 8 286 268

3760 AV 1 Mayo CR 35 A

2003 5 3 3 3CAMIONES(%) 2003 5 8 45 42

121

ANEXO D. INVENTARIO DE FUENTES FIJAS JARDÍN ANTONIO NARIÑO

Energia ACPM 7,9 0,58 0,4157

Incineración ACPM 12 1,8 1,9596Vapor ACPM 8,25 0,58 0,4341

Incineración ACPM 3,5 1,8 0,5715Otras

Industrias Henkel Colombiana S.A Manufactura

Concentracion MPTon /dia m3/dia Kg/Ton Kg/m3 Kg/106 m3 Kg/dia

Carbon 2 12 0,576Gas Natural 1,07 121,6 0,0031

Industria de Alimentos Panaderia Tio Sam Panificadora Horneado Gas Natural 2,2 121,6 0,0084

Industria de Alimentos Asadero Suministraves 22 Asadero Asado Gas Propano 300 0,2 0

Industria de Alimentos La Familia del Sazon Asadero Asado Gas Propano 100 0,2 0

Industria de Alimentos PPC LTDA Proceso de

Alimentos Vapor ACPM 480 0,58 0,0351

Industria de Alimentos Alimentos Nutrian S.A

Fabricacion de alimentos para

mascotasVapor Gas Natural 10000 121,6 0,0405

Energia ACPM 7,9 0,58 0,4157Vapor Gas Natural 300 121,6 0,0365Vapor Gas Natural 300 121,6 0,0365Vapor Gas Natural 300 121,6 0,0365Vapor Gas Natural 300 121,6 0,0365Vapor Gas Natural 300 121,6 0,0365Vapor Gas Natural 300 121,6 0,0365

Industria de Alimentos Central de caficultores Comercializacion

de café Vapor ACPM 40 0,58 0,0877

Industria Quimica

Fosderquimico de Colombia LTDA

Fabricacion de Materias Primas Vapor Gas Natural 200 121,6 0,0008

Vapor ACPM 25 0,58 131,54Vapor ACPM 55 0,58 2,894

Energia ACPM 85 0,58 0,0005

Industria Quimica Eterno S.A

Fabricacion de Productos de

caucho Vapor Fuel Oil 2000 1,489 0,3752

Vapor Combustoleo 8000 4,6 4,6368

Energia ACPM 150 0,58 0,0009Industria Quimica Laboratorios Alfry LTDA Productos

capilares Vapor ACPM 3,25 0,58 0,171

Vapor ACPM 30,3 0,58 1,5943Vapor ACPM 45,5 0,58 2,3941

Energia ACPM 9 0,58 0,4736Energia ACPM 22 0,58 1,1576Energia ACPM 31 0,58 1,6311

Industria Quimica CO2 Colombiana LTDA Producción de

CO2 Calentamiento Gas Natural 400 121,6 0,0016

Vapor Gas Natural 28 121,6 0,0817Vapor Gas Natural 28 121,6 0,0817

Energia ACPM 120 0,58 5,3141Calentamiento ACPM 10 0,58 0,1052Calentamiento ACPM 45 0,58 1,3154

Industria Quimica Capill France Elaboracion de

cosmeticos Vapor ACPM 2 0,58 0,1052

Vapor ACPM 25 0,58 1,3154Vapor ACPM 8,5 0,58 0,4472Vapor Gas Natural 50 121,6 0,1459Vapor Gas Natural 50 121,6 0,1459

Galvanización Gas Natural 60 121,6 0,1751Galvanización Gas Natural 70 121,6 0,2043

Lavanderias Lavaseco Renova Express Lavanderia Vapor ACPM 1,58 0,58 0,0831Lavanderias Lavaseco Milintex Lavaseco Vapor ACPM 5 0,58 0,011Lavanderias Lavaseco LujoExpress Lavaseco Vapor Gas Natural 900 0,58 0,0036Lavanderias Lavaseco los Angeles Lavanderia Vapor ACPM 400 0,58 0,0292

Vapor Gas Natural 16000 121,6 0,0649Vapor Gas Natural 16000 121,6 0,0649Vapor Gas Natural 146815,7 121,6 0,5951Vapor Gas Natural 146815,7 121,6 0,5951Vapor Gas Natural 146815,7 121,6 0,5951Vapor ACPM 8 0,58 0,4209Vapor ACPM 6 0,58 0,3157Vapor Fuel Oil 10 1,489 1,3508

Textiles Inuduratex Fabricacion de Alfombras Vapor ACPM 15 0,58 0,7893

Textiles Bordicol LTDA Textil Energia ACPM 5 0,58 0,2631Incineración ACPM 12 1,8 1,9596

Textiles Tinturas y textiles LTDA Tintura de Textiles

Textiles Texturizadora Win lon LTDA

Elaboracion de Hilazas

Textiles Tintoreria Asitex LTDA Teñido de textiles

Industria Quimica

Ropsohn laboratorios LTDA

Fabricacion de productos

Productos Metalicos Corpacero

Galvanización de productos de

acero

Industria Quimica

Haarmann y Reimes de Colombia LTDA

Fabricacion de fragancias y

saboresIndustria Quimica Merck de Colombia S.A Elaboracion de

Productos

Industria Quimica Cyquim de Colombia

Productos quimicos

industriales

Industria Quimica Schering Plough S.A Productos

farmaceuticos

Fabricacion de alimentos

Compañía Nacional de Chocolates

Industria de Alimentos

Fabricacion de productos

farmaceuticosRopsohn LTDAIndustria

Quimica

Industria de Alimentos Surtidores de Aves Asadero Asado

EmisiónConsumo Sector Industrial Nombre Actividad Proceso

Industrial Combustible

utilizado

122

FUENTES FIJAANEXO E. INVENTARIO DE S JARDÍN TAMBORCITO ENCANTADO

Concentracion MPKg /dia m3/dia Kg/Ton Kg/m3 Kg/106 m3 Kg/dia

Industria de Alimentos

Productos Carnicos Walter LTDA

Fabricación de embutidos Vapor ACPM 500 0,58 0,0734

Vapor ACPM 9 0,58 0,4736Vapor Gas Natural 7048 121,6 0,0286

Industria de Alimentos Casa del Rhin Elaboracion de

Vinos Vapor ACPM 6,3 0,58 0,3157

Industria de Alimentos

Heledos Bennys Nturalice Cream

Producción de Heleados Vapor ACPM 2 0,58 0,1453

Industria de Alimentos Lacticrema LTDA Fabricación de

Helados Vapor ACPM 0,5 0,58 0,0263

Industria de Alimentos Tropi Crem Producción de

Heleados Vapor ACPM 3,5 0,58 0,0077

Vapor Gas Natural 200 121,6 0,0008Vapor Gas Natural 230 121,6 0,0009

Energia ACPM 55 0,58 0,0007Energia ACPM 55 0,58 0,0007Vapor ACPM 85 0,58 0,1864

Cocción Gas Propan 150 0,22 0Calentamiento Gas Natural 24735 121,6 2,0441Calentamiento Gas Natural 24735 121,6 2,0441Calentamiento ACPM 10 0,58 0,5262Calentamiento ACPM 10 0,58 0,5262

Secado Gas Natural 10601 121,6 0,8761Energia ACPM 70 0,58 3,6832

Calentamiento ACPM 5,6 0,58 0,2947Calentamiento ACPM 5,6 0,58 0,2947Calentamiento Gas Natural 8,6 121,6 0,251Calentamiento Gas Natural 144 121,6 0,4202Calentamiento Gas Natural 900 121,6 0,0036Calentamiento ACPM 3 1,2 0,3266

Textiles Jean Carlo LTDA Confecciones ropa Vapor ACPM 40 0,58 0,0877

Vapor ACPM 10,4 0,58 0,5472Vapor ACPM 5,2 0,58 0,2736Vapor ACPM 5,2 0,58 0,2736

Textiles Tecnal LTDA Tejidos Vapor Crudo 100 1,2 0,4536Fundición ACPM 55 1,2 0,0166Fundición ACPM 55 1,2 0,0166

EmisiónCombustible utilizado

Consumo

Industria de Alimentos Pollo Andino LTDA Cria sacrificio y

comercio de pollo

Sector Industrial Nombre Actividad Proceso

Industrial

Producción de Licor

Empresa de Licores de cundinamarca

Industria de Alimentos

Industria de Alimentos El Bohemio LTDA Producción

derivados carnicos

DERSA LTDA Fabricación de Jabones

Industria Quimica

Industria Quimica Grasco S.A

Fabricacion grasas y aceites

combustibles

Metales Aleaciones Tecnicas Metales

Industria Quimica Baterias Especial Fabricación de

Baterias

Textiles Donatex Fabrica de Medias

Lavanderias Lavaseco Kintmatic Lavaseco Vapor ACPM 300 0,58 0,0219

123

ANEXO F. LOCALIZACIÓN POR TIPO DE INDUSTRIAS ZONA EXPUESTA Y NO EXPUESTA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

124

a. Equipos • Balanza Analítica (5 Cifras significativas) • Ultrasonido • Conductimetro b. Materiales • Tabla Cortadora

a. Tabla cortadora • Tomar la tabla cortadora y agregar jabón dilui-do en ella • Pasar la mano por toda la superficie de la mis-ma, tratando de distribuir el jabón • Enjuagar varias veces con agua desionizada garantizando la limpieza total del jabón • Secar la tabla con una toalla de papel b. Cortador

Dentro de la cabina de extracción, limpiar el corta-dor con una toalla humedecida con Hexano.

EVALUACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE IONES CONTENIDOS EN MATERIAL PARTICULADO RESPIRABLE Y SU INCIDENCIA SOBRE AMBIENTES INTRA – EXTRAMURALES EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

PHPLC-01

PROTOCOLO PARA EXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE IONES CONTENIDOS EN

MATERIAL PARTÍCULADO

1. Equipos y Materiales

2. Procedimiento de limpieza de material

• Regla • Viales • Transferpipeta ( 10 ml) • Neveras • Cortador c. Reactivos • Agua grado analítico

Página 127

PROTOCOLO PARA EXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE IONES CONTENIDOS EN MATERIAL PARTÍCULADO

3. Extracción de filtros

• Fijar una hoja guía al respaldo de la tabla cortadora • Sacar el filtro del desecador una vez termine el tiempo de acon-dicionamiento (36 horas). • Ponerlo sobre la tabla cortadora. • Cortar un cuarto del filtro con ayuda de una regla, la hoja guía y el cortador metálico (aproximadamente 4.33 cm2 en área). • Tomar el cuarto del filtro con pinzas para pesarlo en la balanza analítica, depositarlo en un vidrio de reloj previamente tarado, espe-rar a que la balanza se estabilice y registrar el valor obtenido. • Colocar la tira de filtro dentro de un vial de 10 ml. • Ajustar el volumen de la transferpipeta hasta nueve mililitros (9ml), con agua desionizada cuya conductividad fue previamente revisada (debe ser ≤ 1 µs/cm) y llenar el vial con esta cantidad. • Etiquetar el vial con el código correspondiente al filtro a analizar. • Depositar el vial dentro del ultrasonido el cual previamente debe llenarse con agua, ajustar la temperatura a 30 º C; sonicar la mues-tra durante una hora exactamente. • Sacar el vial y dejarlo enfriar durante 10 min.

4. Inyección de muestras

• Instalar la columna apropiada para la lectura de los iones (Aniones o Cationes) • Ajustar el cromatógrafo con las condiciones pre-establecidas, tal como se explica en el “Protocolo de Manejo del HPLC”. • Sacar las muestras a inyectar de la nevera • Para cada muestra tomar un filtro tipo trompo y etiquetarlo • Lavar varias veces con agua desionizada cada una de las jeringas plásticas. • Usando una jeringa plástica extraer 3 ml de muestra por vial • Hacer pasar los 3ml de muestra por el filtro tipo trompo, hasta llenar un frasco de reacción con la muestra filtrada. • Tomar nuevamente con la jeringa plástica 300 ul de muestra ya filtrada, cerciorándose de no tener burbujas en ella e inyectarla en el cromatógrafo. • Inmediatamente después de inyectar la muestra hacer clic en Autocero. •

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Asesorado y Revisado por: Carolina Mendoza Aprobado por: Hugo Sarmiento Vela

ANEXO G. PROTOCOLO DE EXTRACCIÓN DE IONES FILTROS DE PM10

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ANEXO H. PROTOCOLO PARA LA TOMA DE MUESTRA DE MATERIAL PARTICULADO EN MUESTREADOR OMNI (LOW VOL) PM10

I. SELECCIÓN DE LOS FILTROS

Debe haber una inspección de cada filtro a contra luz para detectar posibles orificios u otras imperfecciones, los filtros deben manejarse con pinzas y guantes. • Material: filtros de fibra de cuarzo u otro material relativamente inerte y no

higroscópico. • Tamaño: 47 mm de diámetro. • Calidad del filtro: No debe presentar ninguna perforación, daño o agrietamiento del

material. • pH: de 6 a 10. • Integridad: 2.4 mg como máxima pérdida de peso. • Resistencia al rasgado: mínimo 500 g para tiras de filtro de 20 mm de ancho,

cortado en el sentido de la dimensión de menor resistencia. • Fragilidad: Cuando se hace un doblez longitudinal no debe presentarse rajadura o

separación del material.

II. ACONDICIONAMIENTO DEL FILTRO

1. Se acondiciona el filtro en el desecador durante 36 horas (preferiblemente en una caja de petri destapada). La humedad debe controlarse en menos de 50 ± 5 % de la humedad relativa.

2. La temperatura debe controlarse entre 15 °C y 30°C con una variación admisible

de 3°C, durante el periodo de equilibrio. Control de calidad: El proceso de acondicionamiento de los filtros busca ajustar el filtro a las condiciones locales de trabajo y básicamente la eliminación de la humedad, para lo cual se coloca el filtro dentro de un desecador, este requiere como procedimiento de control de calidad que la silica gel empleada en la desecación se trata térmicamente una vez cada semana a 103ºC ±2 durante 45 minutos, teniendo como referencia el color de la silica gel que deberá ser siempre azul. III. PESAJE E IDENTIFICACIÓN DE LOS FILTROS

1. Se identifica y se pesa el filtro acondicionado y luego se registra el valor obtenido.

Una vez termine el periodo de acondicionamiento los filtros son pesados y guardados en una caja de Petri marcada o en su defecto en un sobre. El peso de los filtros se registra con su correspondiente identificación.

128

2. Usando guantes y con pinzas metálicas se toma el filtro teniendo cuidado de contaminar el filtro con los guantes

3. Se coloca el filtro en una caja de Petri, beaker o vidrio de reloj previamente tarado,

se lleva a la balanza y se registra el valor obtenido. Control de calidad:

o Precisión: Para esta parte deberá realizar el pesaje de un filtro, por cada lote filtros, antes del muestreo por lo menos 5 veces, con el ánimo de establecer la precisión para la balanza, para lo cual deberá calcular la desviación estándar (S) y la media (x) del total de repeticiones y con ellas calcular la precisión mediante la siguiente ecuación:

o Exactitud: Mediante el empleo de un patrón certificado de peso, se realizar el

pesaje durante cinco (5) consecutivas con el fin de verificar el peso registrado por la balanza frente a su valor de certificación, ello permitirá comparar el valor teórico frente al experimental y conducirá al establecimiento de la exactitud mediante la siguiente ecuación:

o Blancos de referencia:

Blanco de trasporte Blanco de almacenamiento Blanco de laboratorio Blanco de reactivos.

o Porcentaje de cumplimiento: Este porcentaje se establece con el fin de verificar el cumplimiento con respecto a periodos mínimos de muestreo es decir, 24 ±1, de manera que, el porcentaje de cumplimiento se establecerá comparando el periodo muestreado frente al valor de referencia, que es de 24 horas y frente al Nº de filtros enviado frente a los rechazados, en consecuencia el calculo se establece así:

100*muestrahoras 24

muestrapor smuestreada horas N (%) vol-Low C =

100*perdidosy rechazados filtros Nº

enviadosy preparados Filtros Nº (%) f C =

IV. REVISIÓN PREMUESTREO DEL MUESTREADOR OMNI (LOW-VOL)

o Revisión del estado del módulo de muestreo: Se realiza con el ánimo de verificar fisuras o alteraciones que indiquen el mal estado del equipo.

o Revisión del Inlet: verificar que no tenga golpes y las piezas estén completas, asegurar que el inlet corresponda a PM10.

129

V. CALIBRACIÓN

La calibración del muestreador Low-vol es necesaria para establecer la comparación de las mediciones de campo con relación a un estándar primario mediante un patrón de transferencia de flujo, presión y temperatura. Para ello se emplea el calibrador TRICAL.

1. Equipo requerido

• Calibrador TRICAL • Manguera

Nota: *Calibre siempre con un filtro limpio en el portafiltros como usualmente se instala antes de iniciar el monitoreo. *El calibrador que se emplee debe ubicarse en una superficie plana, fija y reposada. *Limpie siempre el Inlet del muestreador con agua jabonosa o si es posible haga el lavado con ultrasonido.

2. Procedimiento 2.1 Operación del calibrador TRICAL

• Seleccione e instale el Venturi correspondiente al flujo de operación del OMNI

(con los “O” Ring visibles) o Venturi #1 = 6 – 30 Lpm o Venturi #2 = 1.2 – 6 Lpm o Venturi #3 = 0.1 – 1.2 Lpm

• En la parte superior del venturi instale el tubo adaptador del diámetro

apropiado y conecte la manguera que comunicará el flujo de succión del muestreador OMNI con el TRICAL.

• Cuando encienda el TRICAL de un tiempo de estabilización de la temperatura y seguidamente realice la calibración del equipo muestreador como se describe en el siguiente numeral.

2.2 Calibración del muestreador OMNI

• Encienda el equipo con el botón I/O • Seleccione la opción “Set Fcns/Cal” en el menú principal del equipo. • Determine la fecha y hora actual accediendo a la opción “Date and time”con el

botón Enter. • Ajuste la Temperatura que reporta el TRICAL usando los botones “Up” y

“Down” • Para calibrar la presión barométrica Presione Enter en la opción “Cal BP”. • Compare la lectura de la presión barométrica del OMNI con la que registra el

TRICAL u otro estándar de comparación. Si estos valores difieren, ajuste el valor numérico del OMNI usando los botones “Up” y “Down”. Presione Enter para aceptar.

130

• La calibración del flujo del OMNI se puede realizar en forma MANUAL o AUTOMÁTICA (la más recomendada) accediendo a la función “Cal flow Rate”.

Nota: * Para la calibración del flujo la bomba del muestreador y el TRICAL deben estar conectados con la manguera libre de obstrucciones o dobleces

• Si desea la Calibración manual del flujo seleccione con el botón Enter la Opción “Manual” y la bomba se encenderá automáticamente

• Con los botones “Up” y “Down” ajuste la velocidad del flujo del OMNI hasta que coincida con la que registra el TRICAL y cuando éste valor esté igual en ambas pantallas presione Enter para aceptar la calibración.

• En caso de calibrar con el Modo Automático cerciórese de conectar primero el OMNI y el TRICAL usando el cable serial como se muestra en la figura

• Encienda el TRICAL y acceda a la opción “triCal” del menú de calibración. La bomba se encenderá automáticamente y el sistema ajustará la velocidad del motor de la bomba.

• Cuando la lectura de flujo del OMNI sea estable presione el botón Enter • Determine las Unidades de Presión Barométrica accediendo a la opción

CON EL Botón Enter. • Seleccione las unidades deseadas con Enter

131

132

ANEXO I. PROTOCOLO DE LIMPIEZA

La limpieza del material a emplear es un factor determinante no solo para el aná-lisis de las muestras, sino para el buen desempeño del equipo. A continuación se establecen los procedimientos de lim-pieza para cada elemento que tiene con-tacto con la muestra en el análisis de iones contenidos en material particulado por cromatografía iónica.

EVALUACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE IONES CONTENIDOS EN MATERIAL PARTICULADO RESPIRABLE Y SU INCIDENCIA SOBRE AMBIENTES INTRA – EXTRAMURALES EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

PHPLC-02

PROTOCOLO DE LIMPIEZA ELEMENTOS DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA

EFICIENCIA “ CLAE“

1. Componentes cromatógrafo líquido

Los elementos a los cuales se les debe realizar una limpieza exhaustiva y rutinaria son los reservorios de eluente (botellas), buzos, inyector. El agua desionizada que se emplee para los procedimientos de limpieza debe cumplir con el parámetro de conductividad ≤1 µS/ cm 2 . a. Reservorios eluente En la Figura 1 se establece como se debe llevar a cabo la lim-pieza de las botellas donde se van a almacenar las fase móviles.

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PROTOCOLO DE LIMPIEZA ELEMENTOS DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA EFICIENCIA “ CLAE“

Figura 1. Limpieza de botellas de eluentes.

b. Buzos Es importante que la limpieza de los buzos se realice men-sualmente, pues al actuar como filtros, pueden saturarse y no transportar adecuadamente la fase móvil, para esto, se siguen los pasos establecidos en la Figura 2.

Figura 2. Limpieza de buzos

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PHPLC-02

2. Limpieza de jeringas

c. Inyector Antes de iniciar cualquier serie, se debe inyectar 4 veces agua desionizada para garantizar que no queden trazas de un análisis anterior.

Las jeringas de insulina se limpian agregando agua desionizada y sonicando duran-te 10 minutos para eliminar cualquier traza.

Elaborado por: Angelly García García Kimberlyn González Guevara

Asesorado y Revisado por: Carolina Mendoza Aprobado por: Hugo Sarmiento Vela

En la cromatografía se separan los componentes de las mez-clas a medida que son transportadas por un fase fluida o móvil a través de una fase estacionaria sólida o líquida, la separación de las moléculas se logra porque la movilidad de cada soluto depende de un equilibrio en la distribución entre la fase móvil y la estacionaria. Esta separación se puede rea-lizar en función de sus cargas, masas, tamaños moleculares, la polaridad de sus enlaces y sus potenciales redox. La cromatografía líquida de alta resolución o HPLC (High Per-formance Liquid Chromatografy) es el método más sofistica-do y moderno de la cromatografía líquida, que utiliza partícu-las de fase estacionaria para el interior de la columna con diámetros muy pequeños para aumentar la eficiencia. Así, se ha conseguido reducir el tamaño de la columna a 10-30 cm de largo y 4-10 mm de diámetro en la HPLC, y el tiempo ne-cesario para la separación, de 1h a minutos .

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PHPLC-03

PROTOCOLO DE MANEJO DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA

EFICIENCIA “CLAE”

Pre-análisis • Revisar limpieza de materiales y equipos según lo establecido en el “Protocolo de limpieza”. • Preparar soluciones y muestras de acuerdo a “Protocolo de Extracción y calibración”. 1. Chequear que la fase móvil y las botellas de lavado del suministro estén lo suficientemente llenas para que no se desocupen durante la sesión de trabajo. La solución de lavado debe ser agua desionizada (conductividad ≤1 µS/ cm 2 ). 2. Encender el computador 3. Prender los módulos del HPLC de abajo hacia arriba en el siguiente orden:

• L-7100 Bomba de gradiente de presión baja • L-7350 columna de horno • L-7470 Detector de conductividad • D-7000 Módulo de interfaz

1. Principio de funcionamiento

2. Procedimiento Inyección

5. Abrir el icono “Software Multi HSM D7000” que se encuentra en el escritorio del computador

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PROTOCOLO DE MANEJO DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA EFICIENCIA “CLAE”

6. Se abre una ventana como la mostrada y es donde se va a trabajar durante toda la sesión. Ventana de trabajo

7. Conexión del equipo: Dar clic en icono que tiene una “I”. Esto transmitirá la información del software al hardware y confirma que existe comunicación entre el computador y el cromatógrafo.

8. Después se debe abrir la ventana “Hardware Status”, y se debe dar clic en el botón de inicializar y se espera a que reconozca los siguientes módulos: Interface Module –Pump – other detector, como se puede ver en la siguiente figura; una vez están reco-nocidos se debe dar clic en OK.

Icono de Inicio

4. Revisar una inspección del sistema de desgasificación y las líneas de la bomba que no estén taponadas, para después de esto encenderlo que automáticamente desgasifique los compo-nentes de la fase móvil. Sin el desgasificador, se corre el riesgo del paso de burbujas hacia la bomba, lo cual implicaría el posible daño de la misma.

9. Crear método: Se debe hacer Clic en el Icono Met-hod Setup, como se mues-tra en la imagen.

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PHPLC-03

10.Inmediatamente después se des-pliega la siguiente ventana, en la cual se pueden definir todas las condiciones necesarias para tra-bajar durante la sesión la cuales se mantienen mientras no se mo-difique en método.

11. Dentro de esta misma ventana se debe hacer Clic en PUMP SETUP, con el fin de configurar las condiciones de la Bomba, como el flujo y el porcentaje de fase móvil que se desea manejar. La bomba maneja cuatro líneas que son las que transportan la fase móvil, por esta razón en esta ventana se de-be identificar que va a ir en cada una de las líneas y de acuerdo a esto llenar los reservorios referenciados en el “Protocolo de limpieza”.

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PROTOCOLO DE MANEJO DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA EFICIENCIA “CLAE”

12. Posteriormente se procede a dar un clic en el icono CHANNEL 2 DE-TECTOR SETUP. En esta sección se configuran los parámetros del método.

13. Inmediatamente saldrá una venta-na donde se define el tiempo total de corrida de acuerdo a las necesidades de la columna y a la cantidad de anali-tos a determinar.

14. Para establecer los métodos de cálculo que tendrá en cuenta el programa para arrojar los resultados, se debe hacer Clic en CALCULATION METHOD. En esta ventana se define toda la información concerniente a los resultados. (Área, concentración, picos, calibración, etc)

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PHPLC-03

15. Posteriormente se debe abrir la tabla de componentes haciendo Clic, en el Icono COMPONENT TABLE, allí se define los tiempos de Reten-ción de cada analito y además se establece un rango (porcentaje) en el cual ellos pueden moverse.

16. continuando con lo anterior se debe abrir la tabla de concentraciones haciendo clic en el icono CONCENTRATION TABLE, en ella se debe escribir los estadandares y concentraciones para la curva de calibración.

17. Finalmente es importante para la creación de un nuevo método al igual que para cualquier modificación que se le re-alice, guardar los cambios, esto se realiza dando un Clic en UPDATE METHOD

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PROTOCOLO DE MANEJO DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA EFICIENCIA “CLAE”

18. Encendido bomba: con el teclado pequeño fren-te a la bomba también se puede configurar de cual de las líneas va a tomar la fase móvil y establecer la pre-sión mínima para la bomba dependiendo del método y la columna. Para esto se debe presionar en la opción "manual set” entrando el valor apropiado por cada parámetro (presionando la tecla Enter). En este punto es importante estar pendiente de la Pre-sión que se va mostrando, con ello se puede tener una noción del estado de la columna.

20. Configuración Detector: El módulo L-7470 Detector de conductividad (conductivity detector), se debe poner en rango 100.

19. Encendido Horno: Después de haber encendido el L-7350, se debe dar enter en la pantalla que tiene para que comience a subir la temperatura del mis-mo hasta 40°C o la recomendada por el

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PHPLC-03

21. Procedimientos de limpieza: una vez encendida la bomba, para limpiar las impurezas que existen por anteriores inyecciones; se debe dejar correr agua desionizada durante 15 min. Seguido a esto, se debe realizar una purga del equipo. Para llevar a cabo este procedimiento se debe abrir la válvula que se encuentra en el modulo de la bomba. Después de abrirla, se oprime el botón “purge”, inmediatamente el flujo se va a poner en 9.999, se espera 4 minutos mientras se retiran las impurezas de inyecciones anteriores. Pasados los 4 minutos se oprime de nuevo el botón “purge” y el flujo debe regresar al programado (ej. 2 l/min) y finalmente se cierra la válvula para que la columna no sufra ninguna alteración. Limpieza del loop: Para garantizar que el loop se encuentre completamente limpio, se debe inyectar agua desionizada y/o desmineralizada con una jeringa, llenándola tres veces la capaci-dad del loop (loop vol = 100 µl). Recuerde que la jeringa tampoco puede tener burbujas. Reali-zar esta inyección tres veces.

Tabla de información de la muestra: Pa-ra crear la tabla de muestras bajo la cual se van a ingresar los patrones o muestras, se debe hacer clic “Sample Table”.

Abre la ventana “Open File”. Se debe seleccionar una de las tablas existentes y dar OK.

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PROTOCOLO DE MANEJO DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA EFICIENCIA “CLAE”

24. Después de esto se va a File, New, Sample Table y aparece una nueva tabla.

25. Una vez aparece la nueva tabla, se le asigna un nombre y se ingresa la información de la muestra a ser leída, al igual que el método al cual pertenece

26. Se da clic en el icono ubicado al lado de la tabla verde y se abrirá la tabla donde se ingresan los datos so-bre la muestra. Se debe tener en cuenta que cuando la inyección es de las soluciones estándar, en la columna cuatro llamada “Type”, se debe espe-cificar el numero de estándar que se va a ingresar (ejm. Std. 1) para ga-rantizar que en el momento de reali-zar la curva de calibración del equipo se van a reconocer de tal forma. En caso que se vaya a inyectar muestra, se debe poner como UNK que es

Una vez se ha terminado de ingresar la información concerniente a la muestra a inyectar, se debe guardar lo que se realizo en File, Save Sim-

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PHPLC-03

27. En el cuadro de Dialogo “Open sample Table for Data Acquisi-tion” se muestran las diferentes tablas creadas, seleccionar la que se va ha utilizar. Dar Clic en OK.

26. Hacer Clic en el Ojo para iniciar, las inyecciones teniendo en cuenta la secuencia de la tabla anteriormente creada.

28. Aparece una ventana en la cual se muestra la intensidad (Mv) de la curva por inyec-ción de muestra, contra el tiempo en minutos. Además aparecen tres opciones de trabajo.

Elegir una de las anteriores dependiendo del tipo de corrida a realizar: Start Run si se va ha realizar una sola inyección; Start Series cuando se necesita llevar una secuencia de inyecciones definidas en la tabla de muestras y Noise Test si se quiere revisar el nivel de ruido en el sis-

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PROTOCOLO DE MANEJO DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA EFICIENCIA “CLAE”

29. Al seleccionar “Start Run” o “Start Se-ries”, aparece un cuadro de Dialogo indi-cando el momento en el cual se debe reali-zar la inyección y un cuadro de dialogo el cual indica, estado, nombre del método, la tabla de muestra, serie, tipo de muestra, presión y flujo de trabajo.

30. Inyección de patrones o muestra: Una vez se ha dado clic en el botón “Start series”, como se ve en el anterior ítem, el programa comienza a pedir las inyecciones en el orden que se programaron en la tabla de datos creada. Se recomienda que por cada estándar se realicen tres repeticiones para garantizar que la curva quede bien realizada. Al efectuar las inyecciones en la jeringa no puede quedar ninguna burbuja, pues esto puede generar errores en la lectura de la muestra. Recordar que se debe inyectar tres veces la capacidad del loop para garantizar que la muestra llegue a la columna (V inyección:300 µL) En el momento de la inyección, se debe bajar la perilla que esta junto al loop para permitir el ingreso de la muestra, una vez se ha inyectado todo, rápidamente se sube la perilla y se debe dejar la jeringa allí introducida durante por lo menos un minuto mas. Para garantizar la calidad de los resultados, cada 10 muestras se debe inyectar para verificar que la respuesta del equipo siga siendo la apropiada y que no se haya desca-

31. Revisión de los cromatogramas obtenidos: una vez se han terminado de realizar las in-yecciones, para poder revisar los cromatogramas obtenidos, se debe hacer Clic en el icono . Apa-recerá el cuadro de dialogo “Open File”. Dirigirse hasta File Type, seleccionar Data. Seleccionar en Aplicación, Conductividad. Aparecerán una serie de datos elegir de la lista el que se desea ver y dar Clic en OK para que se muestre la información requerida.

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PHPLC-03

32. Inmediatamente se abre una ventana que contiene la infor-mación de la Tabla de inyec-ción seleccionada y las dife-rentes inyecciones realizadas con la siguiente información. Numero del Vial, Volumen inyectado, Tipo, Nombre de la muestra, Concentración.

33. Opciones de trabajo del cromatogra-ma: Display: Cuando solo se quiere mostrar el cro-matograma de una inyección. Multidisplay: Para revisar al mismo tiempo el cromatograma de dos o mas inyecciones. Recalculate: Cuando el resultado de los picos no es muy convincente y se quiere corroborar la información. Calibration: para Realizar la curva de calibra-

34. En la ventana de Display se puede disponer del cromatograma, moverlo, superponerlo para comparar los resultados con otros ya existentes.

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PROTOCOLO DE MANEJO DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTA EFICIENCIA “CLAE”

35. Reporte de resultados: Hacer Clic en icono, donde aparecerá una ventana con una serie de datos, seleccionar en File Type, reporte y en Aplication Conductivi-dad. Aparecerá una serie de datos donde se debe elegir los necesarios para gene-rar el reporte definitivo. Dar clic en OK.

36. Aparece el Reporte en una ventana con varias opciones, para editar e imprimir el reporte. Y finalmente aparece el reporte completo listo para imprimir.

La información relevante a incluir en los repor-tes, es la fecha de análisis, información sobre la muestra, cromatograma y reporte de con-centraciones.

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PHPLC-03

37. Salir del Programa: Dirigir-se al menú File y seleccionar Clo-se All.

38. Finalmente en seleccio-nar exit.

Elaborado por: Angelly García García Kimberlyn González Guevara

Asesorado y Revisado por: Carolina Mendoza Aprobado por: Hugo Sarmiento Vela

ANEXO J. PROTOCOLO DE MANEJO CLAE

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a. Equipos • Cromatógrafo líquido LaChrom Merck-Hitachi • Balanza Analítica (5 Cifras signifi-cativas) • Refrigerador • Ultrasonido • Conductimetro b. Materiales • Balones aforados (50, 100, 500 y 1000 ml) • Columna POLYSPHERE IC AN-1. 100 x 4.6 mm. Marca Merck • Precolumna POLYSPHERE IC AN-1. 100 x 4.6 mm. • Columna POLYSPHERE IC CA-2. 100 x 4.6 mm. Marca Merck • Precolumna X-200.

• Beacker polipropileno (100 ml) • Espátula • Jeringas • Micropipetas • Filtros Anotop 0.45 µm. c. Reactivos • Agua grado analítico • Sulfato de amonio (NH4SO3) • Nitrato de sodio (NaNO3) • Fluoruro de Sodio (NaF) • Ácido bórico • Ácido ftálico • Tris (Hidroximetil amino metano) • Papel Ph • Acido fosfórico

La preparación de la fase móvil es muy importante porque de esto depende la interac-ción de la misma con la muestra. Cuando se realice el cambio de columna se debe em-plear la fase específica para la misma, como las que se plantean en el presente proto-colo, pues de lo contrario se puede dañar el material de relleno de la columna dejándola inservible. A continuación se establece como se debe preparar la respectiva fase para cada análisis. • Cationes A partir de acido fosfórico concentrando, tomando el volumen indicado en la Tabla 1,

EVALUACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE IONES CONTENIDOS EN MATERIAL PARTICULADO RESPIRABLE Y SU INCIDENCIA SOBRE AMBIENTES INTRA – EXTRAMURALES EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

PHPLC-04

PROTOCOLO DE CALIBRACIÓN DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTO

DESEMPEÑO “CLAE “

Tabla 1. Relación de volumen a tomar para preparación solución madre

SOLUCIÓN REACTIVO VOLUMEN A TOMAR (ml)

CONCENTRACIÓN (mM)

Madre Acido fosfórico (concentrado) 34.1 Fase Sln. Madre 3 3

1. Equipos y Materiales

2. Preparación fase móvil

• Aniones En la Tabla 2, se establecen las condiciones a las cuales se debe llegar después de la preparación de la fase móvil y las respectivas cantidades a agregar. Tabla 2. Relación de concentración fase móvil Para la preparación de la fase, se pesan los valores especificados en la anterior tabla, se disuelven en agua desionizada (conductividad ≤ 1µS/ cm 2 ) y se llevan a volumen en un balón aforado de 1000 ml. Una vez disueltos los reactivos, se verifica el pH de la solución, ajustándolo a 4.0. Tanto para cationes como para aniones, las soluciones se deben mantener a una tem-

peratura inferior a 4°C por no mas de 30 días.

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PROTOCOLO DE CALIBRACIÓN DEL CROMATOGRAFO LIQUIDO DE ALTO DESEMPEÑO “CLAE “

Reactivo Cantidad a Pesar (g)

Volumen (m)

Concentración (Mm)

Tris 0,12114 1000

1.00 Ácido Ftálico 0,24919 1.50 Ácido Bórico 15.45 250

a. Cationes Se requiere un patrón certificado para garantizar la confiabilidad de la curva de calibración. A partir del patrón primario (1000 mg/l) debe prepararse un patrón secundario, por ejemplo de 100 mg/l considerando la Ecuación 1 y Tabla 3. Ecuación 1. Ecuación de relación de dilución

2211 VCVC ×= 2211 VCVC ×=×

Tabla 3. Relación de concentraciones y volúmenes para la preparación del patrón secundario. Como se puede observar en la anterior tabla, se toman 10 ml del patrón primario para preparar 100 ml de secundario con una concentración de 100 mg/l. Teniendo esto, se preparan los demás patrones co-mo se establece en la Tabla 4. Tabla 4. Volúmenes para la preparación de patrones para curva de calibración a partir de un patrón pri-mario de 1000 mg/l b. Aniones Se preparan a partir de sales, por lo cual en la siguiente tabla se presentan las cantidades a pesar. Una vez se tienen pesados, se diluyen cada uno en balones aforados de 100 ml y se completan con agua desionizada.

Patrón secundario C2 (mg/l) C1 (mg/l) V1 (µl) V2(ml)

100 1000 100 10

Patrón Concentración (mg/l)

Volumen a tomar (ml)

Volumen patrón secundario (ml)

1 50 2.5 2 20 1 3 10 0.5 4 5 0.25 5 1 0.05 6 0.5 0.025

50

5. Preparación de patrones

Soluciones madre: las respectivas concentraciones se presentan en la Tabla 5, para cada uno de los compuestos. Tabla 5. Relación de pesos y volúmenes para la preparación de soluciones madre. Soluciones de trabajo: a partir de las soluciones madre, se preparan la mezclas de patrones con las cuales se va a construir la curva de calibración a través de diluciones. Las concentraciones necesarias se muestran en la Tabla 6. Tabla 6. Concentración de mezcla de patrones

Tabla 7. Volúmenes de patrón primario a tomar para mezcla de iones

El software HPLC System Manager, tiene una herramienta para la configuración del método a emplear, a través de esto se definen los siguientes parámetros: Tabla 8. Parámetros configuración del método

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PHPLC-04

Para llegar a estas concentraciones, s e d eb e t o m ar e l vo l u me n especificado en la Tabla 7 y se completa a volumen en balón aforado de 50 ml.

Reactivo Ión Cantidad a pesar (g)

Concentración (mg/l)

Sulfato de amonio (NH4SO4)

SO4-2 0,1386

1000

Nitrato de sodio (NaNO3)

NO3- 0,1459

1000

Fluoruro de Sodio (NaF) F- 0,2239

1000

PATRÓN CONCENTRACIÓN (mg/L) VOLUMEN (ml) 1 100 2 50 3 20 4 10 5 5 6 1

50

Reactivos concentración 1000 mg/l

Volumen (ml) 1 2 3 4 5 6

Sulfato de amonio (NH4SO4) 5 2.5 1 0.5 0.25 0.05 Nitrato de sodio (NaNO3) 5 2.5 1 0.5 0.25 0.05

Fluoruro de Sodio (NaF) 5 2.5 1 0.5 0.25 0.05

Configuración método de cálculo y generación de reportes Cuantificación del pico Área

Método de cálculo Estándar externo

Método de Calibración Respuesta lineal Forzar a la curva paso por cero No

Ventana de identificación del pico % tiempo

Identificación de picos El mas alto

Unidades de concentración del estándar mg/l

4. Configuración del método en el software

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5. Inyección de patrones

Se debe tomar un vaso de precipitado y una jeringa para cada ión, con el fin de garantizar la espe-cificidad. Es importante que primero se inyecten los patrones de cada ión para con esto determinar el tiempo de retención en la columna específico de cada uno, para posteriormente modificarlo en el método (Ver “Protocolo manejo de HPLC”) y que con esto en el cromatograma. Posterior a esto se realiza el mismo procedimiento para los patrones preparados, realizando también 4 repeticiones de cada uno. Antes que termine cada serie de inyección por concentración, se debe realizar una in-yección de agua desionizada para limpiar el loop y que con esto, no queden trazas de la concen-tración agregada anteriormente.

6. Curva de calibración

Las inyecciones realizadas se pasan a una nueva serie, tal como se específica en el “Protocolo de manejo del HPLC”, para que queden todas en una misma. Una vez realizado esto, se selec-cionan todas y se da click en recalcular. Una vez el equipo ha terminado de recalcular, se va a calibración y aparece la curva de calibración del equipo como se muestra en la Figura 1. Figura 1. Curva de calibración de Amonio

Elaborado por: Angelly García García Kimberlyn González Guevara

Asesorado y Revisado por: Carolina Mendoza Aprobado por: Hugo Sarmiento Vela

ANEXO K. PROTOCOLO DE CALIBRACIÓN CROMATÓGRAFO LÍQUIDO DE ALTA RESOLUCIÓN “CLAE”

150

ANEXO L. CURVAS DE CALIBRACIÓN FLUORUROS, NITRATOS Y SULFATOS

a. Fluoruro b. Nitrato

c. Sulfato

155

ANEXO M. CURVA DE CALIBRACIÓN AMONIO

156

ANEXO N. RESULTADOS DEL MONITOREO DE PM10 EN LOS JARDINES DE LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA

FECHA 

JARDIN ANTONIO NARIÑO  JARDIN TAMBORCITO ENCANTADO 

Concentración PM10 (µg/m3)   INDOOR 

Concentración PM10 (µ/m3)   OUTDOOR 

Concentración PM10 (µ/m

3)   INDOOR 

Concentración PM10 (µ/m3)   OUTDOOR 

13‐Ago  55,89  41,98    31,85 

15‐Ago  144,62  70,82    90,80 

17‐Ago    117,58    31,45 

22‐Ago    92,77    49,51 

24‐Ago  60,28  103,97  106,85  56,45 

28‐Ago  64,43  56,29  74,26  39,57 

30‐Ago  56,78  16,62  37,73  23,08 

03‐Sep  64,53  56,72  56,40  55,65 

05‐Sep  78,90  72,81  56,12  54,64 

07‐Sep  25,31  38,17  40,33  26,08 

11‐Sep  67,23  66,87  59,00  24,03 

13‐Sep  60,71  51,98  36,75  29,44 

17‐Sep  76,65  53,49  56,96  51,10 

19‐Sep  66,06  61,59  38,06  16,34 

24‐Sep  56,32  49,57  53,77  15,95 

26‐Sep  63,87  56,83  29,93  25,24 

28‐Sep  37,73  28,74  32,84   

02‐Oct  89,06  32,28  32,72   

04‐Oct  103,68  114,38  83,41  59,33 

08‐Oct  77,92  91,66  80,82  49,91 

10‐Oct  113,49  140,32  76,96  84,51 

12‐Oct  90,41  109,68  98,70  74,42 

17‐Oct  68,68  45,83  96,70  29,70 

19‐Oct  78,71  86,62  85,80  72,10 

23‐Oct  103,14  114,16  77,52  50,91 

25‐Oct  91,51  115,13  82,15  65,80 

29‐Oct  114,25  92,39  81,05  43,47 

31‐Oct  108,23  116,07  97,34  99,29 

02‐Nov  94,89  119,00  120,97  90,04 

07‐Nov  98,80  108,76  79,84  72,54 

09‐Nov  114,10  102,15  31,37  105,57 

157

ANEXO O. REPORTES ANÁLISIS DE MUESTRAS CATIONES

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

ANEXO P. REPORTES ANÁLISIS DE MUESTRAS ANIONES

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177 177

ANEXO Q. ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA SALIDAS DE PROGRAMA SAS

178

ANEXO R. PRUEBAS DE HOMOCEDASTICIDAD SAS

179

180

181

182

183

184

185

ANEXO S. ANÁLISIS DE VARIANZAS SAS

186

187

188

189

190

191