informe da intercomparaciÓn do equipo automÁtico de … · cos 72 valores restantes calculase o...

INFORME DA INTERCOMPARACIÓN DO EQUIPO AUTOMÁTICO DE PM10 CO MÉTODO GRAVIMÉTRICO NA ESTACIÓN URBANA DE

CALIDADE DO AIRE DA CORUÑA (Estación de Riazor)

M. Asunción Marchante Hernández Asunción Raña Cardesín 19/02/2013

Laboratorio de Medio Ambiente de Galicia

1

1.INTRODUCCIÓN E OBXECTIVO

O novo Real Decreto 102/2011 do 28 de xaneiro relativo á mellora da

calidade do aire (derroga o Real Decreto 1073/2002, do 18 de outubro,

sobre avaliación e xestión da calidade do aire ambiente en relación co

dióxido de xofre, dióxido de nitróxeno, óxidos de nitróxeno, partículas, chumbo,

benceno e monóxido de carbono) establece como método de referencia para a

determinación de PM10 o descrito na norma UNE-EN 12341 “Calidad del aire.

Determinación de la fracción PM10 de la materia particulada en suspensión.

Método de referencia y procedimiento de ensayo de campo para demostrar la

equivalencia de los métodos de medida al de referencia”. Na dita norma

establécese o método gravimétrico aplicado a filtros recollidos en determinados

captadores con períodos de funcionamento diarios. Polo tanto, os métodos de

medida en continuo non son métodos de referencia. Porén, achegan unha

vantaxe adicional que posibilita a realización dun seguimento en base horaria

dos niveis rexistrados e con iso, posibilita establecer relacións dos niveis de

inmisión coas emisións no contorno e os escenarios meteorolóxicos. Si se

utiliza o método de referencia, os métodos gravimétricos manuais proporcionan

información sobre os niveis de partículas rexistrados con varios días de atraso

respecto ao da medida en continuo, e ademais a medida ten unha resolución de

24 h. Porén, os métodos de medida en tempo real permiten obter os rexistros

con carácter inmediato, o cal é de vital importancia á hora de establecer o

correcto diagnóstico e informar á poboación en caso de necesidade. Ademais, a

resolución horaria da medida permite a identificación de procesos e fontes de

emisión con impacto na calidade do aire. Por estes motivos a maior parte das

estacións de control da calidade do aire na Unión Europea utilizan técnicas

automáticas de medida de contaminantes.

Neste estudo seguíronse as recomendacións do “Grupo de Trabajo de la

Comisión Europea sobre material particulado” expostas na “Guía para los

Estados Miembros sobre medidas de PM10 e intercomparación con el método de

referencia” para calcular o factor de corrección que hai que aplicar ás medidas

dos equipos automáticos. Esta información está dispoñible e pode descargarse

da seguinte páxina web:


2

http://europa.eu.int/comm/environment/air/pdf/finalwgreportes.pdf.

Segundo esta guía é necesario dispoñer como mínimo de 30 mostras diarias de

PM10 en cada un dos períodos cálidos e fríos (primavera/verán e outono/inverno).

Polo tanto, neste estudo deseñouse unha campaña de mostraxe ao longo do ano

2011 e 2012 que incluía período cálido e período frío. As mostras corresponden

aos meses de setembro, outubro, novembro e decembro de 2011 e xaneiro,

febreiro, marzo, setembro, outubro e novembro de 2012.

2. METODOLOXÍA

Para realizar este estudo instalouse un captador LVS con cabezal PM10 na

estación de Riazor situada no Departamento Territorial da Consellería de

Sanidade ( -8,420599, 43,367091),(figura 1), para realizar a intercomparación co

monitor automático de PM10 (Met One modelo BUM 1020 baseado na

atenuación da radiación β) situado na mesma estación.

Figura 1. Captador LVS con cabezal PM10, estación de Riazor.


3

O Laboratorio de Medio Ambiente de Galicia realizou o pretratamento dos filtros,

a mostraxe, o tratamento posterior dos filtros, a determinación gravimétrica así

como todos os cálculos necesarios para a intercomparación e interpretación dos

resultados.

A campaña de mostraxe do LMAG tivo lugar dende o 4 de setembro de 2011

ata o 8 de novembro de 2012.

Os filtros foron analizados polo LMAG, laboratorio acreditado por ENAC para

este procedemento segundo norma UNE EN 12341.

O tempo de mostraxe é de 24 horas, desde as 8 ata as 8 horas (UTC), obténdose

mostras diarias incluso en domingos e festivos. Cada día de retirada dos filtros e

posterior programación dunha nova mostra compróbase o correcto funcionamento

do equipo e realízanse as tarefas de limpeza adecuadas. Unha mostra

considérase válida se o tempo de mostraxe é superior a 23 horas. De xeito

contrario, a mostra desbótase.

Como elemento de retención empregáronse filtros de fibra de cuarzo Munktell

MK360 de de 47 mm de diámetro, acondicionados durante 48 horas antes da

pesada na sala de balanzas, que se amosa na figura 1, a 20±1ºC de temperatura

e 50±5% humidade relativa. Aínda que se trata da medida de PM10, o tratamento

dos filtros realizouse segundo a norma UNE-EN 14907:2006 relativa á medida de

PM2.5 por ser mais restritiva.


4

Figura 2. Sala de balanzas con temperatura e humidade controlada no LMAG (exterior)

Figura 3. Sala de balanzas con temperatura e humidade controlada no LMAG (interior)

A balanza utilizada para a pesada dos filtros atópase instalada na dita sala

(figura 3) e en cada sesión de pesada compróbanse as condiciones da sala de

balanzas e se documentan.


5

Figura 4. Gráficas de temperatura e humidade da sala de balanzas


6

Na figura 4 representáronse as gráficas de temperatura e humidade da sala de

balanzas durante os meses de pesada dos filtros. Todos os rexistros cumpren

as condicións descritas na "Guía para os estados membros sobre mediadas

PM10 e intercomparación sobre o método de referencia”.

Os filtros manéxanse con pinzas de teflón. Antes de usalos compróbanse,

visualmente empregando unha lámpada de luz visible, para detectar defectos,

tales como buratos ou perdas de material que ocasionarían erros na recolección

da mostra de PM10.

Ao comezo de cada sesión de pesada verifícase o correcto funcionamento da

balanza con pesas de referencia, de masas similares aos filtros, concretamente

coa de 0,1. Ademais, na sala de balanzas mantéñense filtros brancos de

referencia do mesmo tamaño e material que os que se usan para a mostraxe. O

seu peso rexístrase en cada sesión de pesada. Se as masas dos filtros brancos

de referencia cambiaron menos de 40 µg desde a última sesión de pesada, a

súa masa media rexístrase e procédese á pesada dos filtros coa mostra. No

caso contrario, non se pesan filtros coas mostras, ata que a diferenza de

pesada dos brancos de referencia sexa menor de 40 µg.

Os filtros brancos para a mostraxe pésanse dúas veces cun intervalo de polo

menos 12 h, para confirmar que o peso do filtro é estable. Posteriormente

tómase a media das dúas medidas como masa do filtro en branco. Despois da

mostraxe os filtros, coa materia particulada PM10, mantéñense na sala de

balanzas durante un mínimo de 48 h antes da primeira pesada e despois de 24 a

72 h realízase unha segunda pesada. A masa do filtro PM10 tómase como a

media das dúas medidas.

A continuación créase unha base de datos cos valores de PM10 referidos ao

volume de mostraxe (µg PM10/m3). Seguindo as recomendacións do “Grupo de

Trabajo sobre Optimización de Redes, Campañas Experimentales e

Interpretación de Datos” do “V Seminario de la Calidad del Aire en España”, os

datos obtidos redondéanse a un número enteiro e en hora UTC (Tempo

Universal Coordinado), antes do seu almacenamento na base de datos. A

hora local sería a hora UTC+1h (entre finais de outubro e finais de marzo) e

UTC+2h (desde finais de marzo ata finais de outubro).


7

3. RESULTADOS

Unha vez obtidas as concentracións de PM10 mediante os dous procedementos:

gravimétrico e automático, xa que estamos medindo a mesma variable con dúas

técnicas diferentes, ao representar os datos debería de haber unha alta

correlación. De acordo co informe do Grupo de Traballo da Comisión Europea

sobre partículas atmosféricas en suspensión, para considerar válida a análise da

regresión (é preciso lembrar que no eixo de abscisas se representan os datos

obtidos co método gravimétrico xa que é o método de referencia) dun conxunto

de medidas (cuxa media sexa >10 µg/m3 de PM10 e un mínimo de 30 medidas

continuadas), o coeficiente de determinación r2 debe ser maior ou igual que 0.8 e

o corte co eixe de abscisas menor que 5 en valor absoluto. De se cumprir isto,

fórzase a recta a pasar polo 0 de abscisas e se calcula o factor de corrección. En

caso de que os factores obtidos nos dous períodos estacionais (primavera/verán

e outono/inverno) sexan iguais ou moi similares podería utilizarse un único factor

para todo o ano. Porén, se hai moita diferenza entre ambos os factores, non se

podería aplicar ningún deles nin a media entrambos para todo o período anual.

A continuación expóñense os resultados obtidos segundo o procedemento

anterior.

Na táboa I se representan os 79 pares de valores obtidos na estación de Riazor

durante as estacións de outono e inverno de 2011 e 2012, destes valores se

rexeitan 7 , 4 deles por que se deben utilizar valores cuxa media sexa > 10 µg/m3

e os tres restantes por que o número de valores para facer a media diaria é

inferior ao 75 % . Cos 72 valores restantes calculase o factor de corrección

(Táboa II).


8

SETEMBRO Gravimetrico Automático Gravimetrico Automático

04/09/2011 28 18

10/09/2011 31 21

13/09/2011 33 24

16/09/2011 32 20

19/09/2011 46 36

22/09/2011 54 50

25/09/2011 20 12

28/09/2011 43 31

OUTUBRO

01/10/2011 49 45

07/10/2011 44 39

10/12/2011 54 44

13/10/2011 62 52

16/10/2011 71 64

19/10/2011 28 19

22/10/2011 22 32

28/10/2011 48 40

31/10/2011 23 33

NOVEMBRO

03/11/2011 21 9 PM 10 ≤ 10 µg/m³

06/11/2011 27 25

15/11/2011 14 23

DECEMBRO

03/12/2011 22 15

06/12/2011 25 21

15/12/2011 25 35

18/12/2011 30 29

21/12/2011 31 40

24/12/2011 39 42

27/12/2011 51 54

30/12/2011 29 34

XANEIRO

05/01/2012 29 43 Valores < 75%

08/01/2012 27 32

11/01/2012 47 45

14/01/2012 46 36

23/01/2012 46 25 Valores < 75%

29/01/2012 92 19 Valores < 75%

FEBREIRO

01/02/2012 15 21

04/02/2012 28 25

07/02/2012 23 23

10/02/2012 39 30

13/02/2012 32 22

16/02/2012 24 17

19/02/2012 26 22

22/02/2012 51 40

PM10 µg/m³

Pares eliminados


9

1.

Táboa I. Niveis medios diarios de PM10, expresados en µg/m3, na estación de Riazor

durante o outono e o inverno do 2011 e 2012.

MARZO

02/03/2012 28 26

05/03/2012 34 32

08/03/2012 61 64

11/03/2012 32 26

14/03/2012 63 52

17/03/2012 20 17

20/03/2012 24 20

23/03/2012 36 55

26/03/2012 63 56

29/03/2012 59 55

SEPTEMBRO

26/09/2012 20 19

27/09/2012 28 24

28/09/2012 41 36

29/09/2012 29 29

30/09/2012 25 21

OUTUBRO

01/10/2012 27 25

02/10/2012 23 21

03/10/2012 31 23

04/10/2012 21 19

05/10/2012 25 16

06/10/2012 37 31

07/10/2012 12 10 PM 10 ≤ 10 µg/m³

08/10/2012 15 10 PM 10 ≤ 10 µg/m³

09/10/2012 16 10 PM 10 ≤ 10 µg/m³

27/10/2012 33 27

28/10/2012 18 19

29/10/2012 18 14

30/10/2012 15 21

31/10/2012 26 25

NOVEMBRO

01/11/2012 23 25

02/11/2012 20 23

03/11/2012 16 16

04/11/2012 17 19

05/11/2012 19 22

06/11/2012 23 26

07/11/2012 25 24

08/11/2012 28 27

Pares eliminados


10

Táboa II. Niveis medios diarios de PM10, expresados en µg/m3, na estación de

Riazor durante o outono e o inverno do 2011 e 2012., utilizados para o cálculo do factor de corrección

SETEMBRO Gravimetrico Automático MARZO Gravimetrico Automático

04/09/2011 28 18 02/03/2012 28 26

10/09/2011 31 21 05/03/2012 34 32

13/09/2011 33 24 08/03/2012 61 64

16/09/2011 32 20 11/03/2012 32 26

19/09/2011 46 36 14/03/2012 63 52

22/09/2011 54 50 17/03/2012 20 17

25/09/2011 20 12 20/03/2012 24 20

28/09/2011 43 31 26/03/2012 63 56

OUTUBRO 29/03/2012 59 55

01/10/2011 49 45 SEPTEMBRO

07/10/2011 44 39 26/09/2012 20 19

10/12/2011 54 44 27/09/2012 28 24

13/10/2011 62 52 28/09/2012 41 36

16/10/2011 71 64 29/09/2012 29 29

19/10/2011 28 19 30/09/2012 25 21

22/10/2011 22 32 OUTUBRO

28/10/2011 48 40 01/10/2012 27 25

31/10/2011 23 33 02/10/2012 23 21

NOVEMBRO 03/10/2012 31 23

06/11/2011 27 25 04/10/2012 21 19

15/11/2011 14 23 05/10/2012 25 16

DECEMBRO 06/10/2012 37 31

03/12/2011 22 15 27/10/2012 33 27

06/12/2011 25 21 28/10/2012 18 19

15/12/2011 25 35 29/10/2012 18 14

18/12/2011 30 29 30/10/2012 15 21

21/12/2011 31 40 31/10/2012 26 25

24/12/2011 39 42 NOVEMBRO

27/12/2011 51 54 01/11/2012 23 25

30/12/2011 29 34 02/11/2012 20 23

XANEIRO 03/11/2012 16 16

08/01/2012 27 32 04/11/2012 17 19

11/01/2012 47 45 05/11/2012 19 22

14/01/2012 46 36 06/11/2012 23 26

FEBREIRO 07/11/2012 25 24

01/02/2012 15 21 08/11/2012 28 27

04/02/2012 28 25

07/02/2012 23 23

10/02/2012 39 30

13/02/2012 32 22

16/02/2012 24 17

19/02/2012 26 22

22/02/2012 51 40

PM10 µg/m³


11

Figura 5. Correlación entre o equipo automático (Meto One BUM

1020) e o gravimétrico (LCV) na estación de Riazor

Ao relacionar as dúas series de valores obtemos unha recta azul que cumpre os

requisitos, xa que r2 é superior a 0.8.

Unha vez forzada a pasar a dita recta pola orixe de coordenadas (recta

vermella), o r2 é moi similar e así obtemos a pendente da recta que é a

inversa do factor de corrección que estamos buscando e que resulta:

PM10 = 1.11 *( Valor Met One BUM 1020 Riazor).

y = 0,8061x + 3,4781 R² = 0,8189

y = 0,8968x R² = 0,8067

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80

PM

10

µg/

m³

Me

t O

ne

BU

M 1

02

0

PM10 µg/m³ gravimétrico LVS

informe da intercomparaciÓn do equipo automÁtico de … · cos 72 valores restantes calculase o...

Documents