I.
INTRODUCCIÓN
El impacto de la contaminación atmosférica y otros aspectos de la química atmosférica sobre la salud humana y el medio ambiente se remonta al siglo XX, cuando numerosos episodios de contaminación atmosférica fueron extremadamente dramáticos, tal es el caso de Meuse Valley élgica, en donde !" personas murieron en el a#o de $%"&, o el de 'onora (ennsyl)ania en donde murieron *& personas en $%+- El e)ento del cual se tenga memoria como uno de los más aterradores tu)o lugar en .ondres con alrededor de +&&& personas que perdieron la )ida en $%/*, repitiéndose en menor magnitud en $%!* con 0&& personas muertas 12(33, *&&$4-
5fortunadamente, en la l a 3iudad de 6ingo María nunca se ha tenido un e)ento de contaminación atmosférica de esta magnitud y características, sin embargo, los habitantes de esta ciudad están expuestos a e)entos de alta concentración de contaminantes que causan un subsecuente deterioro de la salud p7blica y el medio ambiente-
Objetivo. 'eterminar la cantidad de gases atmosféricos en la ciudad de 6ingo María-
II .
II II.1 .1..
REVISIÓN LITERARIA
Cont Contam amin inac ació ión n atmo atmosf sf! !ic icaa minación ón del del aire aire como la presen presencia cia en la 'efin 'efinen en a la cont conta aminaci
atmósfera de uno o más contaminantes o sus combinaciones, en cantidades tales tales y con tal duraci duración ón que sean sean o puedan puedan afectar afectar la )ida humana, humana, de animales, de plantas, o de la propiedad que interfiera el goce de la )ida, la propiedad o el e8ercicio de las acti)idades 195:;, et al $%%+4-
II II." ."..
C#as C#asif ific icac ació ión n $e conta contami mina nant ntes es atmo atmosf sf! !ic icos os .a clasificación clasificación general de los contaminantes contaminantes atmosféric atmosféricos os es la
siguiente< − − − − − − −
Materia particulada o partículas 3ompuestos que contienen a=ufre 3ompuestos orgánicos 3ompuestos que contienen nitrógeno Monóxido de carbono 3ompuestos halogenados 3ompuestos radioacti)os
II.".1.. %ate!ia II.".1 %ate!ia &a!tic' &a!tic'#a$a #a$a o &a!t(c'#a &a!t(c'#ass
II .
II II.1 .1..
REVISIÓN LITERARIA
Cont Contam amin inac ació ión n atmo atmosf sf! !ic icaa minación ón del del aire aire como la presen presencia cia en la 'efin 'efinen en a la cont conta aminaci
atmósfera de uno o más contaminantes o sus combinaciones, en cantidades tales tales y con tal duraci duración ón que sean sean o puedan puedan afectar afectar la )ida humana, humana, de animales, de plantas, o de la propiedad que interfiera el goce de la )ida, la propiedad o el e8ercicio de las acti)idades 195:;, et al $%%+4-
II II." ."..
C#as C#asif ific icac ació ión n $e conta contami mina nant ntes es atmo atmosf sf! !ic icos os .a clasificación clasificación general de los contaminantes contaminantes atmosféric atmosféricos os es la
siguiente< − − − − − − −
Materia particulada o partículas 3ompuestos que contienen a=ufre 3ompuestos orgánicos 3ompuestos que contienen nitrógeno Monóxido de carbono 3ompuestos halogenados 3ompuestos radioacti)os
II.".1.. %ate!ia II.".1 %ate!ia &a!tic' &a!tic'#a$a #a$a o &a!t(c'#a &a!t(c'#ass
El material particulada atmosférico se define como un con8unto de partíc partícula ulass sólida sólidass
y>o y>o líquid líquidas as 1a excep excepció ción n del agua agua pura4 pura4 presente presentess en
suspensión en la atmósfera- ?eneralmente, el término aerosol atmosférico se utili=a como sinónimo de partículas atmosféricas, aunque esta esta definición no es estr estric icta ta-- Es
nece necesa sari rio o cons consid ider erar ar que que el térm términ ino o mate materia riall parti particu cula lada da
atmo atmosf sfér éric ico o es un conc concep epto to ampl amplio io que que engl englob oba a tant tanto o las las part partíc ícul ulas as en susp suspen ensi sión ón como como las las part partíc ícul ulas as sedi sedime ment ntab able less 1diá 1diáme metr tro o @ *& Am4, Am4, caracteri=adas por un corto tiempo de residencia en la atmósfera 1)arias horas4 1MBCD5:C, $%%%4-
.as partículas atmosféricas pueden ser emitidas por una gran )arie )arieda dad d de fuen fuente tess de orig origen en natu natura rall o antro antropo pogé géni nico co-- :esp :espec ecto to a los los mecanismos de formación, las partículas pueden ser emitidas como tales a la atmósfera 1partículas primarias4 o bien ser generadas por por reacciones químicas 1partículas secundarias4- 'ichas reacciones químicas pueden consistir en la interacción entre gases precursores en la atmósfera para formar una nue)a partícula partícula por condensa condensación, ción, o entre un gas y una partícula partícula atmosféric atmosférica a para dar lugar a un nue)o aerosol por adsorción o coagulación 195:FE3;, $%4-
3omo
resultado
de
esta
)ariabilidad
de
fuentes
y
transformaciones, el material particulado atmosférico consiste en una me=cla comple8a de compuestos de naturale=a orgánica e inorgánica con diferentes distribuciones granulométricas y composición química, ambas condicionadas por la compos composició ición n de los gases gases que las rodean rodean-- .os ni)ele ni)eless de materi material al particulad particulado o atmosférico atmosférico se suelen suelen expresar expresar en forma de concentrac concentración ión de masa o n7mero de partículas por unidad de )olumen de aire 1Ag>m" o n>cm"41MBCD5:C, $%%%4-
.a presencia de las partículas en la atmósfera, así como su posterior deposición, puede generar efectos tanto en el clima, en los ecosistemas como en los seres )i)os- 3on ob8eto de minimi=ar el impacto ambiental y en la salud es necesario poner en funcionamiento estrategias de control y reducción de las emisiones de material particulado atmosférico, aunque para que éstas sean efecti)as deben reali=arse de forma paralela con la reducción de las emisiones de gases precursores 15.G5:, $%%4.a materia particulada se di)ide en las siguientes categorías< − − −
(ol)o fino< Cu diámetro es menor de $&& Am(ol)o grueso< 'iámetro mayor a $&& AmVapores< Cu diámetro está en el rango &-&&$H$ AmI son partículas formadas por condensación, sublimación o reacción química 1en
−
ocasiones también se le conoce como JhumoK4Feblinas- Cu diámetro está en el rango &-$H$& Am-
II.".1.1.
)!inci&a#es ti&os $e mate!ia# &a!tic'#a$o atmosf!ico
%ate!ia mine!a# *o c!'sta#+ .a materia mineral, también denominada crustal, entra a formar parte de la atmósfera por medio de la acción del )iento sobre la superficie terrestre en forma de emisiones fugiti)as- .as emisiones de materia mineral representan el ++ L de las emisiones globales a ni)el terrestre 1'3E
et al -,
$%%/4- .as mayores emisiones de este tipo de partículas se producen en regiones áridas y semiáridas, las cuales se concentran en las latitudes comprendidas aproximadamente entre $& y "/N F donde se incluyen el norte de Ofrica, riente medio y 5sia central 1(:C(E: et al-, *&&*4.a distribución granulométrica de este tipo de partícula tras su emisión en el área fuente es relati)amente constante y se concentra principalmente en tres modas, de diámetros< $-/, !-0 y $+-* Pm 15.G5: et al -,
$%%4- .a emisión de dicha materia depende, entre otros factores, de
la )elocidad del )iento, la superficie del suelo, la humedad y la cobertura )egetal 1M5:623:EF5 et al -, $%%04 5 pesar de que la mayor parte de las emisiones de materia mineral son naturales, también algunas
pueden ser emitidas de forma significati)a por
fuentes antropogénicos, como las acti)idades de construcción,
minería, fabricación de cerámica o cemento- .ocalmente, también el tráfico puede contribuir a la emisión de materia mineral a tra)és de la erosión del firme de rodadura 1QE:. et al -, *&&$4-
Ae!oso# ma!ino El aerosol marino es el segundo tipo de partícula con mayor importancia en cuanto al )olumen total de emisiones a escala global:epresenta el " L de las emisiones globales terrestres 12(33, *&&$4 5l igual que el material particulado mineral, las partículas de aerosol marino poseen en su mayoría un origen natural y primario, y son emitidas directamente a la atmósfera- Existen dos mecanismos principales de formación de este tipo de partícula< 1i4 la agitación de la superficie de los mares y océanos por acción del )iento, y 1ii4 la ruptura de burbu8as de aire que alcan=an la superficie de los océanos 195:FE3;, $%4- El n7mero de partículas de origen marino en la capa límite oceánica es directamente proporcional a la )elocidad del )iento 1(RCG52 et al , *&&&4.a composición química del aerosol marino deri)a de su fuente de origen< el agua de los mares y océanos- En el aerosol marino se obser)an las mismas relaciones que las obser)adas para los principales elementos presentes en el agua de mar, 5sí, la fracción primaria del aerosol marino está principalmente compuesta por cloruro sódico 1Fa324 y, en menor medida, por otras formas de cloruros y sulfatos 1como Mg32 *, MgC+, ;*C+ o Fa*C+4 1MBCD5:C,$%%%4-
Com&'estos $e a,'f!e :epresentan aproximadamente el 0H$& L de las emisiones globales terrestres de material particulado 12(33, *&&$4.os compuestos de a=ufre presentes en la atmósfera
tienen
generalmente un origen secundario, ya que se generan como resultado de la oxidación de precursores gaseosos, principalmente de C *- .a granulometría de este tipo de partículas suele ser fina, con un diámetro inferior a $
Pm
1E(5, $%%!I QE:.
et al -,
$%%4- 6ambién existen fuentes, tanto
naturales como antrópicas, de sulfatos primarios, tales como los yacimientos yesíferos o los procesos industriales de producción de ácido sulf7rico, o bien la producción y manipulación de productos minerales como el yeso- .os sulfatos de origen no natural constituyen la fracción principal del material particulado atmosférico antrópico y las emisiones antrópicas son responsables del !&H& L del a=ufre en la atmósfera a escala global 13S5F?
et al -,
$%%04-
.as principales fuentes naturales de gases precursores de sulfatos son esencialmente las emisiones biogénicas y las )olcánicas 15F':E5E
et al ,
$%%04- 5demás, sobre la superficie de los mares y océanos se encuentra una amplia )ariedad de compuestos orgánicos y microorganismos que emiten gases sulfurados, tales como el dimetil sulfuro 13S"C3S"4 y el carbonilo sulfuro 1C2E:6S, $%*4- .a segunda fuente natural de C *
son las
emisiones )olcánicas, las cuales inyectan grandes cantidades de este compuesto a ni)eles ele)ados de la atmósfera 1;E((.E:, $%%%4El principal precursor gaseoso de los sulfatos de origen antrópico es el C* emitido en procesos de combustión de combustibles fósiles con alto contenido en a=ufre, principalmente carbón y fuelHoil en centrales térmicas, los motores de los buques y comple8os industriales- .os sulfatos se originan a partir de la oxidación del C * a ácido sulf7rico 1S *C+4- .a )elocidad de formación del sulfato depende de la intensidad de la radiación solar 1MBCD5:C, $%0"4-
El 1FS+4*C+ es un compuesto altamente estable en la atmósfera por lo que se utili=a frecuentemente como tra=ador de procesos de transporte a larga distancia- En ambientes con ba8as concentraciones de FS + y altas concentraciones de carbonato cálcico 13a3 "4 y>o cloruro sódico 1Fa324 se puede producir la neutrali=ación del ácido sulf7rico dando lugar a sulfato cálcico 13aC+4 o sulfato sódico 1Fa *C+4 1QE:. et al -, $%%!4S*C+ 1aq4 T *Fa3l 1s4 U Fa*C+ 1s4 T S3l 1g4 S*C+ 1aq4 T 3a3" 1s4 U 3aC+ 1s4 T S*3" 1g4
Com&'estos $e nit!ó-eno .os compuestos de nitrógeno representan aproximadamente el *H/ L de las emisiones globales terrestres de material particulado 12(33, *&&$4- 5l igual que los sulfatos, los nitratos son mayoritariamente secundarios y pro)ienen de la reacción de precursores gaseosos tanto naturales como antrópicos,
principalmente óxidos
de nitrógeno 1FX4- .as emisiones
antrópicas de estos compuestos a escala global son tres )eces mayores que las emisiones naturales 1MBCD5:C, $%%"4- .os compuestos de nitrógeno de origen natural proceden mayoritariamente de las emisiones de los suelos 1nitrificación, F*4, los incendios forestales 1F *, F4, las descargas eléctricas 1F4 y las emisiones biogénicas 1FS "4 1CE2FGE.' et al , $%%4-
En condiciones normales, el ácido nítrico reacciona con el amoníaco presente en la atmósfera dando lugar a la formación de nitrato amónico 1S5::2CF
et al,
$%"I E(5, $%%!4 seg7n la siguiente reacción<
SF" 1g4 T FS" 1g4 U FS+F" 1s4 El nitrato amónico es inestable, de modo que a más de *& N3 se )olatili=a parcialmente dando lugar de nue)o a ácido nítrico gaseoso y a más
de */ N3 la )olatili=ación es total- El
ácido
nítrico
también
puede
reaccionar con partículas terrestres de carbonato de cálcico, 3a3 ", y, en menor proporción, magnésico 19all et al-, $%4- Estos compuestos tienen un tama#o de partícula superior al de FS +F", situándose en la moda gruesa 1C3S55( et al-, *&&+4SF" 1g4 T Fa32 1s4 U FaF " 1s4 T S32 1g4 FS+F" 1s4 T Fa3l 1s4 U FaF" 1s4 T FS+3l 1g4 *SF" 1g4 T 3a3" 1s4 U 3a1F"4* 1s4 T S* 3" 1g4
Com&'estos $e ca!bono .os compuestos de carbono representan entre el * y el / L de las emisiones globales terrestres 12(33, *&&$4- Estos compuestos comprenden una amplia )ariedad de especies naturales y antrópicas e composición y estructura di)ersa, cuya característica com7n es la presencia de carbono en su composición- El carbono presente en la atmósfera 13 6otal, carbono total4 se puede encontrar como carbono elemental 1E34, carbono orgánico 134 y, de manera minoritaria, como carbono en forma de carbonatos 1principalmente 3a3" y Mg3", naturales y>o antrópicos4- .a distribución de tama#o de partícula de carbono total es bimodal, con una moda inferior a *-/ Pm y otra superior a $& Pm, correspondientes a las partículas orgánicas antropogénicas y a carbonatos
minerales, respecti)amente
1QE:. et al -, *&&$4El carbono elemental tiene su origen esencialmente en emisiones primarias antrópicas, tales como las debidas a procesos de combustión incompleta- 'i)ersos estudios 19.GG et al, $%/4- San puesto en e)idencia que los motores diésel constituyen la principal fuente de carbono elemental.as partículas de E3 tienen una granulometría fina, en torno a &-$
Pm-
.os
compuestos de carbono orgánico, por otra parte, pueden ser emitidos
directamente a la atmósfera 1por fuentes naturales y antrópicas4 o bien formarse por condensación de compuestos orgánicos )olátiles 13Vs, también de origen natural o antrópico4 1E(5, $%%!4.a emisión de compuestos orgánicos de origen natural se produce esencialmente a tra)és de la )egetación, la superficie de los océanos y los suelos, y puede dar lugar a partículas tanto primarias como secundarias- .as primarias están constituidas principalmente por compuestos )egetales y edafológicos, tales como esporas, polen, ácidos h7micos y f7l)icos, microorganismos y hongos, siendo )ariable su granulometría- .as secundarias son producto de la oxidación en la atmósfera de los gases orgánicos emitidos principalmente por la )egetación- .a composición de dichos gases orgánicos, así como la de las partículas atmosféricas resultantes es muy )ariable 1E(5, $%%!4.as partículas carbonosas antrópicas primarias tienen su principal fuente en los procesos de combustión 1tanto asociados al tráfico rodado como a la generación eléctrica y otros procesos industriales4- En áreas urbanas, caben destacar las emisiones de los )ehículos diésel cuya contribución a los ni)eles de materia carbonosa es cinco )eces superior a la de los motores de gasolina 1;2M
et
a l ,
*&&"4- En cuanto a las partículas carbonosas
antrópicas de origen secundario, aproximadamente el /& L pro)ienen de la e)aporación de gasolina, la gasolina líquida y las emisiones de los )ehículos 1956CF
et al -,
*&&$4-
;E((.E: 1$%%%4 menciona que, las partículas resultantes tienen una distribución de tama#o de partícula muy amplia, desde menos de $ Pm hasta $& Pm, con un máximo en la moda fina y sobre todo ultra fina- 6ambién contribuyen a los ni)eles de 3 la fabricación y manipulación de pinturas y disol)entes- 5simismo,
los
compuestos
a=ufrados,
orgánicos,
nitrogenados, halogenados, radiacti)os y el monóxido de carbono se agrupan en las siguientes categorías<
−
3ontaminantes primarios- (roceden directamente de la fuente de
−
emisión3ontaminantes secundarios- Ce originan a causa de la interacción química entre los contaminantes primarios y los componentes de la atmósfera3uadro $- 3lasificación de los contaminantes atmosféricos
Ti&o
Contaminante )!ima!io
Contaminante sec'n$a!io
3ompuestos de C
C*, S*C
C", S*C+, MC+
3ompuestos de F 3ompuestos orgánicos de 3 Rxidos de 3
F, FS"
F*, MF" 5ldehídos, cetonas, ácidos Finguno
3ompuestos 3$H30 3, 3* SG, S3l
3ompuestos de halógenos
Finguno
Guente< 95:; 1$%%+4-
II.".". Contaminantes &!ima!ios. .os contaminantes primarios son los que se emiten directamente a la atmósfera como el dióxido de a=ufre C*, que da#a directamente la )egetación y es irritante para los pulmones 1C65F.EW et al - *&&04
II.".. Contaminantes sec'n$a!ios. .os contaminantes secundarios son aquellos que se forman mediante procesos químicos atmosféricos que act7an sobre los contaminantes primarios o sobre especies no contaminantes en la atmósferaCon importantes contaminantes secundarios el ácido sulf7rico, S* C+, que se forma por la oxidación del C*, el dióxido de nitrógeno F*, que se forma al oxidarse el contaminante primario F y el o=ono, " , que se forma a partir del
oxígeno *- 5mbos contaminantes, primarios y secundarios pueden depositarse en la superficie de la tierra por precipitación- El nitrometano es un compuesto orgánico de fórmula química 3S"F*- Es el nitrocompuesto o nitro deri)ado más simple- Cimilar en muchos aspectos al nitro etano, el nitrometano es un líquido ligeramente )iscoso, altamente polar, utili=ado com7nmente como disol)ente en muchas aplicaciones industriales, como en las extracciones, como medio de reacción, y como disol)ente de limpie=a- 3omo producto intermedio en la síntesis orgánica, se utili=a
ampliamente en la
fabricación de productos farmacéuticos, plaguicidas, explosi)os, fibras, y recubrimientos 1C65F.EW et al - *&&04-
II..
/'entes $e contaminación atmosf!ica Ce clasifican en mó)iles y estacionarias a las fuentes de emisión
de agentes da#inos para el aireI como e8emplos de la primera categoría tenemos a los medios de transporte que usan combustibles-
.os orígenes
estacionarios se subclasifican en< fuentes de área que son resultado de la incineración de basura y siendo las construcciones como departamentos, casas y comercios muestras de éstasI chimeneas de procesos químicos y petroquímicos que cuentan con una altura arriba de 0!-* m, chimeneas altas empleadas en plantas generadoras de electricidad con una altura mayor a "$ m- 1S5::2CF,$%"4-
II..1. Nat'!a#es El agente de contaminación natural más corriente es el pol)o transportado por el )iento, aunque las materias biológicas, las esporas, los pólenes y las bacterias pueden a )eces producirse en cantidades suficientes para plantear problemas le8os de sus fuentes naturales 1 95:FE3;,$%4-
II..". A-!(co#as .as prácticas agrícolas pueden crear materias biológicas contaminadoras, pero los contaminantes más importantes son insecticidas y herbicidas que se utili=an en la agricultura 1 95:FE3, $%4-
II... Tecno#ó-icas *fijas 0 móvi#es+ 95:FE3; 1$%4 menciona que, una )e= que se hayan estudiado cuidadosamente algunas sustancias seleccionadas y que se les haya declarado como contaminantes del aire, es de interés inmediato conocer las principales fuentes de dichas sustancias- .as partículas sólidas que existen en la atmósfera son generadas por la combustión de combustibles tales como el carbón y el combustóleo en hornos estacionarios y de gasolina, aceite diesel y combustible para motores de turbina en fuentes mó)iles- En los )ehículos de motor existen cuatro fuentes de contaminación del aire, que son< el tubo de escape, el cárter, el carburador y el tanque de gasolina- .a distribución de los contaminantes seg7n sus fuentes en los )ehículos es la siguiente< −
(érdida por e)aporación en el tanque de la gasolina y en el carburador<
−
*&L de hidrocarburos:espiradero del cárter< */L de los hidrocarburos6ubo de escape< /&L de los hidrocarburos y la casi totalidad del plomo,
−
del monóxido de carbono y de los óxidos de nitrógeno.a composición química de los hidrocarburos han sido ob8eto de muchos y muy cuidadosos estudios para la identificación de los compuestos, lo que es sumamante importante desde el punto de )ista práctico, ya que el índice de reacción fotoquímica de la atmósfera esta intimamente relacionado con la estructura de hidrocarburo de que se trate- 'ebido a ciertos factores de los carburadores y las propiedades de las gasolinas específicas, no será posible suministrar siempre al motor la me=cla correcta )apori=ada de combustible y aire 1E(5, $%%!4-
.a contaminación de la atmósfera con plomo procedente de )ehículos de motor se debe a los compuestos alquílicos de ese metal que se a#aden a la gasolina para e)itar detonaciones, y en cada litro puede haber hasta $ g de tetraetilo de plomo y otros compuestos- .a mayor parte de los productos de descomposición pasan a la atmósfera en forma de partículas dispersas y un tercio apróximadamente queda en el motor y el tubo de escape o sale en forma de partículas más gruesas 15F':E5E,$%!4En comparación con los motores de gasolina, los motores diesel emiten cantidades mucho menores de monóxido de carbono y los gases de escape no contienen plomo, en cuanto a los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos sus concentraciones son prácticamente iguales- Estos )ehículos tienen poca influencia sobre la contaminación del aire en las =onas urbanas porque son menos numerosos- .a principal fuente de gases de los motores diesel es el tubo de escape- .os carburantes 'iesel suelen contener más a=ufre que la gasolina, por lo cual los motores de este tipo emiten a )eces C* 15F':E5E,$%!4-
"...1 Contaminaciones $e# ai!e &o! emisiones veic'#a!es .os )ehículos automotores propulsados por motores de combustión interna- producen, en general, tres tipos de emisiones de gases contaminantes< a4 emisiones e)aporati)as, b4 emisiones por el tubo de escape 1Gigura $4, así como, c4 emisiones de partículas por el desgaste tanto de los frenos como de las llantas-
Gigura $- (roceso de emisión de contaminantes en )ehículos automotores Guente< 2FEH CEM5:F56 1*&&/4-
II.2.
Re$ $e monito!eo $e ai!e na red de monitoreo de la calidad del aire es un con8unto de
sitios representati)os de una ciudad>región, en los cuales se instalan equipos de medición de calidad del aire ambiente- Ce utili=an metodologías científicas y parámetros de comparación estándar que permiten seguir la e)olución de la calidad del aire y así determinar las =onas de alta, media y ba8a contaminación 1QE:. et al -, *&&$4El monitoreo de calidad de aire permite determinar la presencia de 3ontaminantes atmosféricos< .os elementos contaminantes que afectan la salud humana y que se encuentran en mayor proporción en el aire ambiente se denominan Jcontaminantes criterioK- .os principales contaminantes criterio son<
3uadro *- 3ontaminantes criterio del aire =ono troposférico 1" 4 Material particulado 1(M$&, (M*-/ 4 Monóxido de carbono 134 Rxidos de nitrógeno 1Fx 4 'ióxido de a=ufre 1C* 4 Guente< 1QE:. et al -, *&&$4-
II.3.
%to$os $e an4#isis (ara reali=ar el muestreo, se pueden usar métodos continuos o
)ariables pero su definición como la me8or alternati)a está en función a la disponibilidad económica y de recursos humanos capacitados- 5demás, es importante considerar los programas de calibración y mantenimiento de los equipos para asegurar una operación continua y sostenible en el tiempo (:C(E: et al,1 *&&*4
%'est!eo activo Este método necesita de energía para succionar una muestra de aire y seleccionar el contaminante requerido sobre un material físico en el cual se deposita el contaminante- Esta muestra posteriormente es anali=ada en laboratorio para determinar el ni)el de contaminación- Cu )enta8a es que tiene una operación y rendimiento confiable, pero requieren de energía para su funcionamiento- Existen también equipos que cuentan con una batería propiaCe puede reali=ar mediciones de *+ horas y medir material particulado 1(M$&4 (:C(E: et al,1 *&&*4-
%'est!eo &asivo Es un método de medición de contaminantes del aire basado en la recolección del contaminante mediante el uso de dispositi)os especiales, que contienen sustancias químicas que reaccionan con el contaminante en el aire ambiente, y luego son anali=adas en laboratorio- Esté método tiene la )enta8a de ser sencillo y económico, mientras su des)enta8a es que brinda promedios largos, de 0 a $/ días- 3on este método se
puede medir el dióxido de
nitrógeno 1F* 4 y el o=ono troposférico 1" 4 (:C(E: et al-, 1*&&*4-
3uadro "- 6écnicas de muestreo y análisis
)ARA%ETRO (artículas suspendidas totales, (C6
%5TODO ?ra)imétrco
(artículas suspendidas mero es a $& Am, ?ra)imétrico M($& (artículas sedimentables
?ra)imétrico
'ióxido de nitrógeno, F*
3romatografía iónica, muestreo pasi)o
'ióxido de a=ufre, C*
3romatografía iónica, muestreo pasi)o Espectrofotometría V>Vis, muestreo pasi)o
=ono, "
GEF6E< 195:;, et al- $%%+4
".3.1. )!inci&io teó!ico &a!t(c'#as s's&en$i$as
.a concentración ambiental se calcula de la siguiente manera<
'ónde< M(< concentración ambiental
Ag>m"Y
mf< masa final del filtro luego el muestreo
AgY
mi< masa inicial del filtro antes del muestreo AgY Q<
caudal m">minY
t<
tiempo de muestreo 1*+horas4 minY
&a!t(c'#as se$imentab#es .a concentración ambiental se calculan de la siguiente manera <
'ónde< MC< concentración sedimentable Ag>cm*"& díasY mf< masa final del filtro luego el muestreo
mgY
mi< masa inicial del filtro antes del muestreo mgY 5< Orea superior del contenedor cm*Y c4 Muestreo pasi)o o de difusión
.a técnica de monitoreo pasi)a o de difusión, consiste en una ca8a cerrada, generalmente cilíndrica- no de sus lados está expuesto al aire ambiente con el fin de que las moléculas de los gases crucen y se absorban en el extremo cerrado1(:C(E: et al-, *&&*4--
Gigura &*< Muestreo pasi)o Ce basan en la .ey de GicZ, que establece que el mo)imiento de difusión de las moléculas es determinado por las diferentes concentraciones a lo largo del )olumen del sistema-
Ci 3 es la concentración externa y 3o la del interior del monitor antes de la exposición, entonces<
Q [ tasa de colecta, constante que depende de la arquitectura del tubo y gas a ser monitoreado-
−
Venta8as de la técnica a- Económica Fo requiere •
• •
infraestructura complicada
para la
instalación de los monitoresFo requiere electricidad (ermite obtener una distribución espacial y temporal de los contaminantes
−
'es)enta8as de la técnica (resenta promedios de concentración de horas o díasFo sir)a para monitoreo continuoFo es posible comparar con todas las normas • • •
internacionales de calidad de aire-
II.6.
Ca#i$a$ $e# ai!e .a calidad del aire trata de la composición del aire y de la idoneidad
del éste para determinadas aplicaciones- El aire que respiramos tiene una composición muy comple8a y contiene alrededor de mil compuestos diferentes.os principales elementos que se encuentran en el aire son nitrógeno, oxígeno e hidrógeno- Cin estos tres compuestos, la )ida en la tierra sería imposible.a calidad del aire está determinada por su composición- .a presencia o ausencia de )arias sustancias y sus concentraciones son los principales factores determinantes de la calidad del aire- 'ebido a esto, la calidad del aire se expresa mediante la concentración o intensidad de contaminantes, la presencia de microorganismos, o la apariencia física- E8emplos de contaminantes que son importantes indicadores de la calidad del aire son el dióxido de a=ufre y las partículas de pol)o y suciedad- .a apariencia física del aire se puede medir, por e8emplo, determinando la turbide= del aire 13F5M, *&&$4
II.6.1. Re-#amento $e Est4n$a!es Naciona#es $e Ca#i$a$ Ambienta# $e# Ai!e
Ceg7n 3F5M 1*&&$4 El 'ecreto Cupremo FN &0+H*&&$H(3M en su 5rtículo + establece los estándares primarios de calidad del aire y los ni)eles de concentración máxima para los siguientes contaminantes criterio<
Gigura *- Estándares Facionales de 3alidad 5mbiental del aire Gigura "- Valores de 6ránsito
Ceg7n el 'ecreto Cupremo FN &&%H*&&"HC5 en su 5rtículo " establece los ni)eles de alerta de los siguientes contaminantes críticos del aire< Gigura +- :eglamento de los Fi)eles de Estados de 5lerta por contaminación del aire-
II.7.
E#ementos contaminantes &!esentes en #a atmósfe!a
3uadro +- (arámetros de elementos contaminantes en la atmósfera
Metal Cadmio Cobre Mangane so Plomo Zinc
Longitud de onda ( nm)
Slit
228.8 324.8
0.7 0.7
279.5 283.3 213.9
0.2 0.7 0.7
Coefciente de correlación Estándare ( ) s ppm 0.99938 1.00000 0.99958 0.99985 1.00000
Mezcla de gases acetileno aire 1.0,2.0,3.0 1.0,2.0,3.0 1.0,2.0,3.0 1.0,2.0,3.0 1.0,2.0,3.0
Guente< E(5 1$%%!4-
3uadro /- Forma y ni)eles fondo de metales estudiados
E"#
ug/m3
Norma
Niel !ondo
Pb
0.5
0.00005
$MS
Cu
0.2
0.005
$MS
Mn
0.15
0.01
$MS
Zn
0.15
0.02
Cd
0.005
0.0001
$MS
Guente< E(5 1$%%!4-
III.
%ATERIALES 8 %5TODOS
III.1. Desc!i&ción $e #a ,ona $e t!abajo III.1.1. L'-a! $e ejec'ción
.a práctica de contaminación atmosférica se desarrolló en ciudad de tingo María, las fechas */,*! y *0 de octubre del *&$"-
III.1.". Ubicación .a ciudad de 6ingo María se ubica en el departamento de Suánuco, en el centro oriente del territorio peruano 1a $"/ Zm- de la ciudad de Suánuco y a la margen derecha del río Suallaga4-
Gigura "- Mapa de ubicación de la ciudad de 6ingo María-
III.". %ate!ia#es − − − − −
5lgodón Silo nylon esterili=ado olsas herméticas 3ámara (alo de madera
III.. %eto$o#o-(a −
Ce coordinó los puntos y horarios críticos de la ciudad de 6ingo
−
MaríaCe esterili=o los hilos nylon en la autocla)e del laboratorio de
−
microbiología de la ni)ersidad Facional 5graria de la Cel)aCe colocó el algodón en el palo de madera en forma de un algodón de a=7car su8etándolo con el hilo nylon esterili=ado, en el mismo instante que se empe=ó a monitorear en los puntos
−
críticosCe monitoreo en los horarios críticos que se establecieron las
−
cuales fueron 0 am, $*pm y !pm por un inter)alo de una hora'espués de monitorear en cada punto crítico se colocó las muestras en bolsas herméticas respecti)amente rotuladas-
V.
RESULTADOS
3uadro !< 'atos generales de los " puntos de muestreo 3ód- 'el suario * " + / ! 0 % %& %$ %* %" %+ %/ %! %0 % %% $&& $&$ $&* $&" $&+ $&/ $&! $&0 $&
35'M2 1((M4 &-&+/ &-&+" &-&*" &-&"/ &-&" &-&" &-&"/ &-&" &-&* &-&"/ &-&+" &-&+ &-&+/ &-&"/ &-&+ &-&/ &-&/" &-&" &-&"! &-&" &-&"/ &-&+ &-! &-&"/ &-&"/ &-&" &-&"/
(.M 1((M4 $"-0/ $*-*/ $&-/0/ $$-"/ $&-" $&-% $&-&*/ $&-/"/ $&-+*/ $&-"0/ $$-!*/ $*-**/ $$-"/ $*-+/ $+-+ $" $"-*0/ $*-// $*-"0/ $$-!0/ $*-**/ $*-+/ $$-$ $&- $&-!*/ $&-" $$-$
3:E 1((M4 &-&" &-&* &-&*" &-&* &-&*! &-&"* &-&"! &-&" &-&"+ &-&"0 &-&"% &-&"$ &-&*" &-&*+ &-&*! &-&*% &-&** &-&* &-&*% &-&*% &-&* &-&*+ &-&*+ &-&** &-&** &-*$/ &-&**
Guente< Elaboración propia
3uadro 0- (romedio general de las muestras
D2F3 1((M4 &-*$ &-$ &-$% &-$$" &-**" &-$!" &-$$" &-$/" &-$" &-$% &-$ &-*$ &-$+/ &-$ &-$+ &-$&/ &-$& &-$&" &-$&/ &-$$/ &-& &-$$" &-$!" &-*$" &-$$" &-$"/ &-$!"
S2E:: 1((M4 "-* "- "-// "-!+ "-"0/ "-+$" "-$$" "-&%$ "-!" "-"$" "-$*/ "-&0 "-&% "-* +-+ +-$*/ "-!"$ "-!+ "-"0/ "-$+/ "-$$" "-+ "-* "-!*/ +-$*/ "-!*/ "-+$"
M5F?5FEC 1((M4 &-$ &-$! &-$%/ &-*$/ &-$%/ &-**" &-*$" &-*$ &-*$/ &-*&/ &-*&" &-$ &-$/ &-$ &-$$" &-$+ &-$!" &-$" &-& &-$$" &-&!" &-*$" &-&!/ &-$* &-$&/ &-$% &-$+
35'M2 1((M4 &-&/%
(romedio ?eneral de las Muestras (.M 3:E D2F3 S2E:: 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 $$-!" &-&"/ &-$/$ "-+%
M5F?5FEC 1((M4 &-$!+
?ráfica $- (romedio general de las muestras reali=adas
"romedio %eneral de las Muestras 12.000
C!M"# $PPM% P&#M# $PPM%
10.000
C#'() $PPM% 8.000
Z"*C $PPM%
6.000
+")((# $PPM% M**)-# $PPM%
4.000 2.000 0.000
1
3uadro - (unto crítico de muestreo en ECC5.' 3ód- 'el suario * " + / ! 0 % %&
35'M2 1((M4 &-&+/ &-&+" &-&*" &-&"/ &-&" &-&" &-&"/ &-&" &-&*
(untos de muestreo 1ECC5.'4 (.M 3:E D2F3 S2E:: 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 $"-0/ &-&" &-*$ "-* $*-*/ &-&* &-$ "- $&-/0/ &-&*" &-$% "-// $$-"/ &-&* &-$$" "-!+ $&-" &-&*! &-**" "-"0/ $&-% &-&"* &-$!" "-+$" $&-&*/ &-&"! &-$$" "-$$" $&-/"/ &-&" &-$/" "-&%$ $&-+*/ &-&"+ &-$" "-!"
3uadro %- (romedio general del punto de muestreo en ECC5.'
M5F?5FEC 1((M4 &-$ &-$! &-$%/ &-*$/ &-$%/ &-**" &-*$" &-*$ &-*$/
(romedio ?eneral del punto de muestreo 1ECC5.'4 35'M2 (.M 3:E D2F3 S2E:: M5F?5FEC 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 &-&"/ $$-$*" &-&" &-$!/ "-/*! &-*&$ ?rafica *- (romedio general de punto de muestreo 1ECC5.'4
"romedio %eneral del punto de muestreo (ESS#L&') 12.000
C!M"# $PPM% P&#M# $PPM%
10.000
C#'() $PPM% 8.000
Z"*C $PPM%
6.000
+")((# $PPM% M*,*)-# $PPM%
4.000 2.000 0.000 1
3uadro $&- (unto crítico de muestreo en (5::Q25 C5F65 6E:EC265 3ód- 'el suario %$ %* %" %+ %/ %! %0 % %%
(unto de muestreo 1(5::Q25 C5F65 6E:EC2654 35'M2 (.M 3:E D2F3 S2E:: M5F?5FEC 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 &-&"/ $&-"0/ &-&"0 &-$% "-"$" &-*&/ &-&+" $$-!*/ &-&"% &-$ "-$*/ &-*&" &-&+ $*-**/ &-&"$ &-*$ "-&0 &-$ &-&+/ $$-"/ &-&*" &-$+/ "-&% &-$/ &-&"/ $*-+/ &-&*+ &-$ "-* &-$ &-&+ $+-+ &-&*! &-$+ +-+ &-$$" &-&/ $" &-&*% &-$&/ +-$*/ &-$+ &-&/" $"-*0/ &-&** &-$& "-!"$ &-$!" &-&" $*-// &-&* &-$&" "-!+ &-$"
3uadro $$- (romedio general del punto de muestreo en (5::Q25 C5F65 6E:EC265 (romedio ?eneral del punto de muestreo 1(5::Q25 C5F65
35'M2 1((M4 &-&+"
(.M 1((M4 $*-"!$
6E:EC2654 3:E D2F3 1((M4 1((M4 &-&*% &-$/"
S2E:: 1((M4 "-/*$
M5F?5FEC 1((M4 &-$!
?rafica "- (romedio general del punto de muestreo en (5::Q25 C5F65 6E:EC265
"romedio %eneral del punto de muestreo ("#$&*# S#N+# +EES*+#) C!M"# $PPM%
11.000
P&#M# $PPM% C#'() $PPM%
9.000
Z"*C $PPM% 7.000
+")((# $PPM% M*,*)-# $PPM%
5.000 3.000 1.000 1
3uadro $*- (unto crítico de muestreo en el 5F3 'E .5 F532RF 3ód- 'el suario $&& $&$ $&* $&" $&+ $&/ $&! $&0 $&
(unto de muestreo 15F3 'E .5 F532F4 35'M2 (.M 3:E D2F3 S2E:: 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 &-&"! $*-"0/ &-&*% &-$&/ "-"0/ &-&" $$-!0/ &-&*% &-$$/ "-$+/ &-&"/ $*-**/ &-&* &-& "-$$" &-&+ $*-+/ &-&*+ &-$$" "-+ &-! $$-$ &-&*+ &-$!" "-* &-&"/ $&- &-&** &-*$" "-!*/ &-&"/ $&-!*/ &-&** &-$$" +-$*/ &-&" $&-" &-*$/ &-$"/ "-!*/ &-&"/ $$-$ &-&** &-$!" "-+$"
M5F?5FEC 1((M4 &-& &-$$" &-&!" &-*$" &-&!/ &-$* &-$&/ &-$% &-$+
3uadro $"- (romedio general del punto de muestreo en E. 5F3 'E .5 F532RF
(romedio ?eneral del punto de muestreo 15F3 'E .5 F532F4 35'M2 (.M 3:E D2F3 S2E:: M5F?5FEC 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 1((M4 &-&%% $$-+&! &-&+! &-$"+ "-++0 &-$**
?rafica +- (romedio general del punto de muestreo en el 5F3 'E .5 F532RF
"romedio %eneral punto de muestreo (,#NC$ 'E L# N#C*$N) 12.000
C!M"# $PPM% P&#M# $PPM%
10.000
C#'() $PPM% 8.000
Z"*C $PPM% +")((# $PPM%
6.000
M*,*)-# $PPM% 4.000 2.000 0.000
1
V. H
DISCUSIÓN
Ceg7n 3F5M 1*&&$4 El 'ecreto Cupremo FN &0+H*&&$H(3M en su 5rtículo + establece los estándares primarios de calidad del aire 1E354 y los ni)eles de concentración máxima para el plomo es de $ ppm- En nuestros resultados el promedio 'E .C 6:EC (F6C 3:2623C MF26:E5'C 1ECC5.', Canta teresita, y anco de la Fación4 fue de $$-&*", &-&+" y &-&%%, respecti)amente- .o cual estos puntos críticos sobrepasan los límites máximos permitidos indicando una
H
contaminación atmosférica por plomoCeg7n Establecimiento (7blico 5mbiental 1E(54- $%%- indica que para los elementos metálicos contaminantes como plomo cadmio, =inc, cobre y manganesio es de &-%%, &-%%, $, $ y &-% ppm respecti)amente como límite máximo- En nuestros resultados obtu)imos un promedio de los tres puntos críticos monitoreados 1ECC5.', Canta teresita, y anco de la Fación4 fue de $$-&*", &-$!/, &-$/" y &-$"+, respecti)amente- .o cual en estos puntos críticos, solo el elemento plomo pasa el ni)el de límite permitido y los otros metales están por deba8o de los límites máximos permitidos-
VI.
CONCLUSIONES
H
Ce determinaron la cantidad de gases atmosféricos en la ciudad de 6ingo María en los tres puntos críticos 1ECC5.', Canta 6eresita, anco de la Fación4 en el cual los contaminantes encontrados fueron 3admio, (lomo, 3obre, Dinc, Sierro, Manganeso con concentraciones en ppm de &-&/%, $$-!", &-&"/, &-$/$, "-+%, &-$!+ respecti)amente-
H
3omo obser)amos
el plomo es el contaminante que tiene mayor
promedio, esto es pro)eniente de la combustión de la gasolina 1contiene aditi)os
de plomo4 ya que en
nuestra ciudad la mayoría de los
)ehículos funciona a base de gasolina 1 + y %& octanos4, por ende el /&L y el %&L de plomo emitido al aire en dicho ámbito pro)iene de este tipo de fuente-
VII.
RECO%ENDACIONES
−
3oncienti=ar a las personas acerca de cómo se encuentra el estado de nuestra ciudad de 6ingo María dándole a conocer sobre el agotamientode la capa de o=ono, ya que somos los actores principales para poder
−
e)itar o reducir la contaminaciónEn la compra de un )ehículo, elegir uno que consuma menos gasolinaI es decir, que tenga me8ores rendimientos, ya que de esta forma, contribuirá a disminuir emisiones, al mismo tiempo que tendrá un
−
beneficio económico:eali=ar el mantenimiento correspondiente al )ehículo, lo que implica< cambio de aceite, cambio de filtro o de combustible cuando se
−
recomiende, entre otros:e)isar la presión de aire de las llantas- .as llantas ba8as hacen que el motor traba8e más, por lo tanto consume más gasolina, lo que da por
−
resultado más contaminación(rocurar hacer reuniones de traba8o utili=ando medios electrónicos, para e)itar 6ransportarse en medios contaminantes-
VIII.
RE/ERENCIAS 9I9LIO:RA/ICAS
•
5.G5: C-3-, $%%- Mineral aerosol producción by \ind erosion< 5erosol particle si=es and binding energies- ?eophysical :esearch
•
.etters */, %%$H%%+E(5, $%%!- 5ir Quality 3riteria for (articulate Matter- Volume $-
•
En)ironmental (rotection 5gency3S5F? 3-3-, (EFFE: ]-E-, 65W.: ;-E-, ?:CCM5F 5-C-, 95.6F ]-]-, $%%0- 5n assessment of the radiati)e effects of anthropogenic sulfate- ]ournal of ?eophysical :esearch $&*, "0!$H
•
"003F5M- :eglamento de estándares nacionales de calidad ambiental del aire- 'ecreto Cupremo FN &0+H*&&$H(3M- .ima,
•
*&&$S5::2CF :-M-, (2 3-5-, $%"- Ci=eHdifferentiated composition of inorganic aerosol of both marine and continental polluted origin-
•
5tmospheric En)ironment $0, $0""H$0"2(33, *&&$- 3limate 3hange *&&$< 6he Ccientific asis2ntergo)ernmental (anel on 3limate 3hange- 3ambridge ni)ersity
•
(ress;E((.E: S-, $%%%- Experimental e)idence for the source of excess sulfur in explosi)e )olcanic eruptions- Ccience *+, $!/*H
•
$!/+M5:623:EF5 -, E:?5ME662 ?-, 5MF6 -, 35..6 W-, F ^'MB 3-, .E?:5F' M-, $%%0- Modeling the atmospheric dust cycle *- Cimulation of Caharan dust sources- ]ournal of
•
?eophysical :esearch $&*, +"0H++&+ MBCDO:C E-, $%%%- Gundamentals of 5tmospheric 5erosol
•
3hemistry- 5Zadémiai ;iado- udapest(:C(E: ]-M-, ?2FX (-, 6::EC -, F23S.CF C-E-, ?2.. 6-E-, *&&*- En)ironmental characteri=ation of global sources of atmospheric soil dust identified \ith the F2MC0 6MC
•
absorbing aerosol product- :e)ie\s of ?eophysics +&, $, *H$<*H"$QE:. X-, 5.5C6EW 5-, .R(EDHC.E: 5-, M5F62..5 E-, (.5F5 G-, $%%!- Mineralogy of atmospheric particulates around a large coalHfired po\er station- 5tmospheric En)ironment "&, "//0H "/0*-
