Calidad de Nuestra Atmósfera · - el seguimiento de los componentes de la atmósfera - su...

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Evaluación y seguimiento de la calidad atmosférica en zonas urbanas/industriales

Calidad de Nuestra Atmósfera

Preocupación en la sociedad

-Efectos tóxicos de las sustancias presentes en el aire

Población Medio ambiente

* Plantas* Animales* Edificios, etc.

Demanda de la sociedad - Actuaciones de control y medida


Planteamiento de Estudios de Contaminación AtmosféricaÁrea Urbana/Industrial/Rural

Precisa: - el seguimiento de los componentes de la atmósfera- su comportamiento en la atmósfera - la evaluación en el tiempo- la incidencia sobre la población

Se logra mediante:- control periódico y continuado de los parámetros caracterizadores del área de estudio.

Disponiendo de:- conocimiento sobre el tema- equipamiento apropiado

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- diseño de estrategia de muestreo- representatividad

- identificación y cuantificación- técnicas específicas para los componentes

- evaluación de la variabilidad estacional- parámetros físicos y químicos- parámetros meteorológicos

El estudio contempla


Atmósfera

Aerosol

Material particulado. - Partículas en suspensión (diferente tamaño)

Fase gaseosa- Compuestos gaseosos (gran variedad de sustancias)

Partículas Gases

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Composición del Aerosol

- Partículas

1. Sustancias Inorgánicas- Sales

cationes: sodio, potasio, calcio, etc..aniones: sulfatos, nitratos, cloruros,etc..

- Metales pesados Fe, Mn, Cu, Pb, Ni,Cd, Cr,etc…

Compuestos InorgánicosCompuestos Orgánicos


2. Sustancias Orgánicas

- Compuestos hidrocarburos

- aromáticos policíclicos (HAPs)

- saturados (metano, propano, hexano, etc...)- Compuestos clorados

(Policlorobifenilos, dioxinas, etc..)-

- Compuestos oxigenados (ácidos, alcoholes, cetonas,etc..)

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- Fase gaseosa Compuestos InorgánicosCompuestos Orgánicos

1. Sustancias inorgánicas

- azufre : SO2, SH2, etc..

- nitrógeno: NO, NO2, NOx , NH3, etc…

- carbono: CO, CO2, etc…

- cloro: Cl2, ClH, etc…


2. Sustancias Orgánicas

- compuestos orgánicos volátiles (COVs)

“Aquellos compuestos orgánicos de naturalezaantropogénica, a excepción del metano, capaces deproducir oxidantes fotoquímicos por reacción con óxidosde nitrógeno en presencia de luz solar.”

“Compuestos orgánicos que tengan a 293,15K unapresión de vapor de 0,01 Kpa o mayor, o una volatilidadequivalente en las condiciones particulares de uso.”

definición

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Sistemas de Muestreo

- Material particulado

* Total de partículas en suspensión (TPS)

Muestreador de alto volumen

-filtros- fibra de vidrio- cuarzo- acetato celulosa

- muestreo de 24 h


* Fraccionamiento de partículas Impactador en Cascada

- 6 fracciones. >10 µm, 4,9-10 µm 2,7-4,9µm 1,2-2,7µm 0,61-1,3µm< 0,61 µm

6


- Fase Gaseosa

* Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs)

Bombas de muestreo

Bajo caudal Alto caudal


Cartucho adsorbente multilecho11,5 cm

6 mm 4 mm

Material adsorbente

Aire entra Aire saleCartucho adsorbente de carbón activo

5,0 cm

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Relación de parámetros a Controlar-Material particulado

-Total partículas en suspensión (TPS)- Fraccionamiento

Metales pesados

- Fase Gaseosa

Compuestos Orgánicos Volátiles

- Variables físico-químicas y meteorológicas

SO2, NO, NO2, O3, CORadiación, Tª, velocidad de viento,pluviometría


Métodos de Análisis

* TPS Gravimetría (µg/m3)

* Fraccionamiento Gravimetría (µg/m3)

* Metales Pesados Espectrometría (µg/m3)de Absorción Atómica - disolución del metal - análisis

* COVs Cromatografía de gases- (µg/m3)Espectrometría de Masas

- desorción- análisis

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* Parámetros físico-químicos

(Medición en continuo. Cabina de Control G.V)

SO2 medición Fluorescencia

NO medición Quimioluminiscencia NO2

CO medición Infrarrojo O3 medición Ultravioleta TPS medición Radiación b

Métodos de Análisis


Partículas en Suspensión Contenido total de partículas (TPS)

- Normativa: 150 µg/m3

0

50

100

150

200

250

,01 ,1 1 5 10 20 30 50 70 80 90 95 99 99,9

99,9

9

Porcentaje

TPS

( µg/

m3 )

9


- Fraccionamiento de partículas

0

5

10

15

20

25

30

35

Dp (µm)0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 30

Porc

enta

je d

e abu

ndan

cia

< 0,61 µm0,61-4,9 µm4,9-10 µm10-30 µm

19%

29%33%

19%

Tamaño de partícula


Porc

enta

je d

e abu

ndan

cia

0

5

10

15

20

25

30

35

Pb

Dp (µm)0.08 0.61 1.3 2.7 4.9 10 30

0

5

10

15

20

25

30

35

Fe

Dp (µm)0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 30

12% 32%

- Distribución de metal en las partículas

Fe Pb

10


- Distribución de metal en las partículas

Porc

enta

je d

e Abs

orba

ncia

0

5

10

15

20

25

30

35

Cu

Dp (µm)0.08 0.61 1.3 2.7 4.9 10 30

0

5

10

15

20

25

30

35

Dp (µm)0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 30

Zn

32% 21%

Cu Zn


Problema de volumen de muestra

Correcto volumen de muestreo

Fase Gaseosa (COVs)- Estrategia de Muestreo

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- Identificación y Cuantificación

4 2-m eti lhex ano5 C iclohex ano o 2 ,3-dim etilp entano6 (3 -me tilh exano )7 I sooctano (2 ,2,4 - trim etilp entano)8 He ptano9 B enceno10 T iof eno11 M et ilcicloh exano11 T r icloro etil eno12 2,3,4-t rim etilp entano13 2,3,3-t rim etilp entano14 2,3-d im etilh exano15 2 y 4-m eti lhept ano16 3-m eti lhept ano17 Dim etil cicloh exano18 Oc tano y Oc teno19 To lueno20 I som etibutil ce ton a21 T etraclo roeti leno22 Ac etato de isobutilo23 2-m eti loct ano24 3-m eti loct ano25 Ac etato de butilo

26 Nonano27 Etilbenceno28 m/p-xileno29 o-xileno + a-pineno30 Estireno31 Acetato de 2-metoxipropilo32 2,2,4,6,6pentametilheptano33 b-pineno34 Decano35 m y p -etiltolueno36 1,3,5-trimetilbenceno37 metildecano38 o-etiltolueno39 1,2,4-trimetilbenceno40 Limoneno41 1,2,3-trimetilbenceno42 Undecano43 2-etil, 1-hexanol44 Dodecano45 Metilindano46 Tridecano47 Tetradecano


Compuestos ligeros

Benceno

Tolueno

Perfiles de COVs

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Perfiles de COVs

Benceno

Tolueno m/p-Xilenos

O-Xileno

BTXs


Perfiles de COVs

Benceno

Tolueno m/p-Xilenos

O-Xileno

Etilbenceno

Estireno

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Fuentes de origen de los componentes

- Metales Pesados- Natural - Antropogénica: Urbana/Industrial

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0

50

100

150

200

250IndustrialNon Industrial

Fe Zn Cu Mn Pb

Con

cent

raci

ónC

oncentració n

industrialurbana

industrial urbana

(ng/

m3 )

(ng/m3)


- COVs

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Urban siteIndustrial site

"Urban average"Vehicle exhaust (Duffy)

- Natural - Antropogénico

- Tráfico- Actividades Industriales

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Variaciones Temporales- Metales

Figure 2 : Temporal evolution of concentration of TSP in the 24h airsamples at the two stations. (---- Represents respective meanvalues)

0

50

100

150

200

250

IndustrialNon Industrial

Conc

entra

ción

µg/

m3

Tiempo


0

5000

10000

15000

20000

25000

Febrero Abril Junio Agosto Octubre

Toluenom y p-xileno

Mes

Conc

entra

ción

( ng/

m3 )

-Variaciones temporales de COVs

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Estudio de Correlaciones

- Parámetros analizados en discontinuo- Material Particulado- Compuestos Inorgánicos - Compuestos Orgánicos

- Parámetros analizados en continuo- Físico-químicos - Meteorológicos


- Correlación de parámetros físico-químicos y meteorológicos)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0

1

2

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4

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6

1-Dec-

1997

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10-D

ec-19

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-Dec-

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ec-19

9713

-Dec-

1997

14-D

ec-19

9715

-Dec-

1997

CO Velocidad del viento

CO (µ

g/m3 )

Veloc

idad d

el vien

to (m

/s)

CO (µ

g/m

3 ) Velocidad de viento (m

/s)

CO Velocidad de viento

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Grupo de Ingeniería Química

Equipo de Trabajo

Miguel Angel BarreroAinhoa InzaEnrique Blázquez

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