Evaluación de la contaminación atmosférica en el aire ambiente de Manizales por COPs y PM10

Abstract

Este trabajo presenta un estudio de la calidad del aire realizado en cuatro puntos de la ciudad de Manizales, en el cual se analizó la dinámica de dispersión de las dioxinas (PCDD), furanos (PCDFs), dioxin-like PCBs (dl-PCBs) y el Material Particulado inferior a 10 micrómetros de diámetro (PM10) en el aire ambiente de la ciudad. Las PCDD/PCDFs fueron evaluadas en la fase gaseosa y en la fase particulada, utilizando equipos de monitoreo de aire pasivo (PAS) y equipos de alto volumen (HiVol), respectivamente. El monitoreo pasivo, corresponde a la primera campaña realizada en Colombia para el seguimiento de PCDD/PCDF y dl-PCBs en zona urbana, y participa como fuente de información de la contaminación atmosférica por COPs en Latinoamérica. Se encontró que el monitoreo pasivo (fase gaseosa) en la ciudad, se encuentra fuertemente relacionado con la influencia de las emisiones provenientes de la zona industrial. Las concentraciones obtenidas (PCDD/Fs + dl-PCBs), en función del aporte tóxico, oscilan entre 7 y 16 fg WHO-TEQ2005/m3, tomadas desde Junio de 2012 hasta Junio de 2013. Por otro lado, se encontró que el monitoreo activo (fase particulada) en la ciudad, se encuentra fuertemente influenciado por las emisiones vehiculares. Las concentraciones obtenidas (PCDD/Fs + dl-PCBs), en función del aporte tóxico, oscilan entre 8 y 46 fg WHO-TEQ2005/m3, y las concentraciones de PM10, oscilan entre 27 y 48 µg/m3. Estas últimas, corresponden a campañas de monitoreo realizadas entre el 2009 y 2012. De acuerdo a los perfiles de concentración definidos por los aportes predominantes de algunos congéneres de PCDD/Fs y dl-PCBs en los dos tipos de monitoreos, se identificaron fuentes de emisiones locales relacionadas con industrias metalúrgicas secundarias, Incinerador de Residuos Sólidos Municipal (MSWI), emisiones vehiculares debido a la quema de la gasolina sin plomo y quema de combustible diesel en camiones, industrias siderúrgicas y empresas que utilizan carbón en el proceso de combustión. Algunas discusiones entre las diferencias de las concentraciones de dl-PCBs y PCDD/Fs presentes en las muestras de los diferentes tipos monitoreo, fueron apoyadas en base al cálculo de la velocidad de monitoreo hipotética para los PAS, R. Los monitoreos activos y pasivos, evidenciaron la influencia de la temperatura, la dirección y la velocidad del viento en la dinámica dispersiva de estos contaminantes en el aire ambiente de la ciudad. Por otra parte, fue realizado un análisis estadístico de datos para registros de PM10 durante un período comprendido entre enero de 2010 y diciembre de 2012, empleando los lenguajes R y Matlab. Este análisis, mostró a la precipitación, la humedad relativa, la dirección y la velocidad del viento como las variables meteorológicas influyentes en la dinámica dispersiva de este contaminante, a través de la visualización de datos que ofrecen los dos software, la regresiones lineales y la aplicación de Análisis de Componentes Principales (PCA). En esta sección, fue observado el fenómeno de scavenging, la estabilidad atmosférica y el efecto de la capa de mezcla en la dispersión de la contaminación en la ciudad (Texto tomado de la fuente)

Congeners of dioxins, furans, and dioxin-like PCBs, in both gaseous and particulate (aerosol) phases exhibited strong concentration gradients near their industrial and vehicular sources over four urban locations in the Andean town of Manizales between 2009 and 2012. Air samples were monitored in both the gas and particulate phases using passive and active air samplers. This is the first gas-phase monitoring with passive samplers for persistent organic air pollutants in Colombia, and is a part of a larger monitoring program in Latin America. This study found that the passive sampling (gaseous phase) in the city, were strongly associated with their proximity to industrial emission sources. The concentrations obtained (PCDD/Fs + dl-PCBs), in terms of toxic contribution, varied between 7 and 16 fg WHO-TEQ2005/m3. In addition, the active sampling (particulate phase) in the city, were strongly influenced by vehicular emissions. From this, the concentrations (PCDD/Fs + dl-PCBs), in terms of toxic contribution, varied between 8 and 46 fg WHO-TEQ2005/m3, and PM10 concentrations, varied between 27 and 48 μg/m3. Passive sampling was carried out between June 2012 to June 2013 and the active sampling during 2009 to 2012. The impact of industrial and vehicular emission sources, also detected as a ratio of concentrations between the stations with the highest and lowest levels of each type of monitoring. Thus, there was an increase in concentration of more than twice (Nubia/Palogrande) in passive monitoring and an increase of more than five times (Liceo/Palogrande) in the active monitoring. According to the congener concentration profiles, secondary metallurgical processes, Municipal Solid Waste Incinerator (MSWI), vehicular emissions due to burning of unleaded gasoline and fuel burning diesel trucks, metallurgical industries, coal fired energy companies were identificated as possible anthropogenic sources generating the concentrations found. Some discussions of the differences in the concentrations of dl-PCBs and PCDD/Fs present in samples of different types of samplers were supported based on the calculation of hypothetical sampling rate for PAS, R. Passive and active samplings, showed the influence of temperature, velocity and wind direction in the dispersive dynamics of these pollutants in ambient air of the city. In the other hand, statistical analysis of PM10 data during a period from January 2010 to December 2012, using R and Matlab languages. This analysis showed precipitation, humidity, velocity and wind direction as meteorological variables influencing the dynamic dispersive of PM10, through data visualization offered for both softwares, linear regressions and applying Principal Component Analysis (PCA). In this section, the phenomenon of scavenging, the atmospheric stability and the effect of the mixed layer were observed in the spread of pollution in the city.