Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos en el aire ambiente de Manizales

Abstract

El presente trabajo muestra la distribución de la concentración de los 16 Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs) priorizados por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos US-EPA, considerando la fracción gaseosa y particulada. El área de estudio fue Manizales, una ciudad andina (2150 m.s.n.m) de población media (400 mil habitantes), donde se evaluaron tres ambientes urbanos de interés por sus fuentes de emisión. La metodología de muestreo y análisis se basó en el método EPA - TO-13A. La información disponible para este tipo de compuestos es escasa en países en vías de desarrollo, especialmente para la fracción gaseosa. Se encontró en este estudio que el rango de las concentraciones totales de Σ16 HAPs (particular + gas) estaba entre 15.5 ng m-3 y 46.0 ng m-3, con un promedio de 29.1 ng m-3 para la estación de centro urbano (ECU), de 7.6 ng m-3 a 45.5 ng m-3, con un promedio de 23.9 ng m-3 para la estación comercial residencial (ECR) y de 17.6 ng m-3 a 213.4 ng m-3, con un promedio de 64.7 ng m-3 para la estación centro industrial (ECI). Los HAPs monitoreados en fracción particulada y gaseosa presentaron en todas las muestras mayor concentración (aproximadamente 3 veces) en la fracción gaseosa. Por otra parte, se identificó que el 90 % de las muestras reportaron un Factor de Equivalencia Tóxica con base en Benzo[a]pireno (FET-BaP) mayor al límite máximo permisible (1 ng m-3). En todas las muestras se observó que el potencial tóxico está influenciado principalmente por la fracción particulada (entre el 80 % y 98 %). Las relaciones de isómeros de HAPs son usadas para determinar la influencia de fuentes de emisiones, considerando solo las concentraciones reportadas en la fracción particulada. Sin embargo, se encontró relevante la determinación de estas relaciones basadas en las dos fracciones (particulada y gaseosa), ya que compuestos comúnmente usados en estas relaciones como Antraceno, Fluoranteno y Pireno se encuentran presentes en mayor proporción en la fracción gaseosa, subestimando las relaciones si sólo se trabaja con concentraciones en fracción particulada.

The present work shows the concentration distribution of the 16 more toxics Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) according to the US Environmental Protection Agency US-EPA, considering both particulate and gaseous fraction. The study area was Manizales, a Colombian Andean city (2150 m.a.s.l) of medium population (400 thousand inhabitants). Three urban environments were evaluated, considering the main emission sources. Sampling and analysis methodology were based on the EPA-TO-13A method. The information available for this type of compounds is scarce in developing countries, especially for the gas fraction. It was found that the range of total concentrations of Σ16 HAPs (particular + gas) was between 15.5 ng m-3 and 46.0 ng m-3, with an average of 29.1 ng m-3 for the urban center station (UCS ), from 7.6 ng m-3 to 45.5 ng m-3, with an average of 23.9 ng m-3 for the residential commercial station (RCS) and from 17.6 ng m-3 to 213.4 ng m-3, with an average of 64.7 ng m-3 for industrial center station (ICS). The PAHs monitored in particulate and gas fraction presented in all the samples the highest concentration in the gas fraction (approximately 3 times). On the other hand, it was identified that 90% of the samples reported a Toxic Equivalence Factor based on Benzo[a]pireno (TEF-BaP) greater than the maximum permissible limit (1 ng m-3). In all samples were observed that the contribution to the total toxic equivalent is main affected by the particulate fraction (between 80% and 98%). Ratios of PAH isomers are used to determine the influence of emission sources but only considering the particulate fraction. However the determination of these ratios based in both phases (gas and particulate fraction), were found relevant, since compounds commonly used in these relationships such as Anthracene, Fluoranteno and Pyrene are mostly found in the gaseous fraction. In this sense, an underestimation can be happening when only particulate fraction concentrations are used.