Caracterización de la Contaminación por material particulado en Bogotá mediante fotometría solar

Abstract

Los aerosoles atmosféricos antropogénicos afectan negativamente la salud humana, el ciclo hidrológico y la química atmosférica, y perturban el balance radiativo. Usando un fotómetro solar de la red AERONET (liderada por NASA Goddard Space Flight Center) instalado y operado en Bogotá (UNC_Bogota, 4,6°N, 74,08°W), y equipos auxiliares desarrollados en el marco de este proyecto, se realizó la campaña de medición de aerosoles “CASERIBO” entre marzo y septiembre de 2013. CASERIBO permitió determinar características microfísicas y radiativas de los aerosoles en Bogotá. El espesor óptico de aerosoles (AOT) a 500 nm durante el periodo de medición fue 0,13 ± 0,11, valor indicativo de una atmosfera urbana ligeramente contaminada. El exponente de Angstrom promedio encontrado fue de 1,27 ± 0,25, valor que indica la presencia dominante de partículas finas probablemente de origen antropogénico y posiblemente resultantes de combustión incompleta. El uso de mediciones de radiancia atmosférica permitió estimar distribuciones de tamaño de partícula, las cuales resultaron ser bimodales con diámetros modales de ~0,3 m y ~10 m. CASERIBO también incluyó muestreo y análisis de composición de material particulado (PM10) en Bogotá (Estación IDRD de la Red de Monitoreo de la Calidad del Aire de Bogotá – RMCAB, 4.4°N, 74.05°W). Estas mediciones lograron reconstruir en promedio un ~55% del material particulado muestreado. La fracción identificada está compuesta en promedio por 64% de carbono orgánico (OC), 29% de carbono elemental (EC – hollín) y 7% de especies iónicas. Esta distribución de composición es similar a la encontrada en estudios previos.

Abstract. The anthropogenic atmospheric aerosols negatively impact the human health, the hydrological cycle and the atmospheric chemistry, and disturb the radiative balance. Using a sun photometer from the AERONET network (led by NASA Goddard Space Flight Center), installed and operated at Bogota – Colombia (UNC_Bogota, 4.6°N, 74.08°W), and ancillary hardware developed within this project, the aerosol measurement campaign “CASERIBO” was carried out between March and September 2013. CASERIBO allowed determining microphysical and radiative properties of aerosols over Bogota. The aerosol optical thickness (AOT) at 500 nm during the measurement period was 0.13 ± 0.11, a value that indicates a slightly polluted urban atmosphere. The average Angstrom exponent measured was 1.27 ± 0.25, a value that indicates an atmosphere populated mostly by fine particles, very likely of anthropogenic origin and possibly resulting from incomplete combustion. Atmospheric radiance measurements allowed deriving aerosol size distributions, which turned to be bimodal with modal diameters of ~0,3 m y ~10 m. CASERIBO also included sampling and chemical analysis of particulate matter (PM10) in Bogota (IDRD site of Bogota´s air quality monitoring network – RMCAB, 4.4°N, 74.05°W). These measurements achieved to explain ~55% of the sampled particulate matter on average. The explained fraction is on average composed of 64% organic carbon (OC), 29% elemental carbon (EC – soot) and 7% of ionic species. This composition distribution is similar the found in previous studies.