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Dr. JAROL RAMON VALENCIA
Ingeniero de Recursos
Naturales y del Ambiente
“DETERMINACIÓN DE
COMPUESTOS
ORGÁNICOS VOLÁTILES
BIOGÉNICOS (COVB)
APLICANDO LA TÉCNICA
DE ABSORCIÓN ACTIVA EN
UNA ZONA DE FONDO
RURAL”
TEMÁTICA GENERAL CALIDAD DEL AIRE E INVENTARIO DE
EMISIONES16 de Octubre de 2016
Los COV participan en las reacciones químicas atmosféricas que
dan lugar a la formación de ozono troposférico y oxidantes
fotoquímicos (USEPA, 2009).
COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES
COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES BIGÉNICOS
Tiempo de vida atmosférico (Atkinson et al., 2003.)
COVB OH. NO3. O3
isopreno 1,4 h 1,6 h 1,3 días
α-pinene 2,6 h 11 min 4,6 h
β-pinene 1,8 h 27 min 1,1 días
∆3-careno 1,6 h 7 min 11 h
limoneno 49 min 6 min 2 h
1,8 cineol
(oxigenado)1 día 1,5 años >110 días
Asume Concentración O3: 7*1011 molécula cm-3, promedio de 24-h. Concentración OH: 2.0*108 molécula cm-3, promedio de 24-h durante el día. Concentración NO3: 2.5*108 molécula cm-3, promedio de 24-h durante la noche.
ZONA DE ESTUDIO
Parque Natural
Valderejo
• Atmósfera de fondo regional.
• Alejada de núcleos urbanos entre 65 y 70 km.
• Variedad de ecosistemas con tres grandes biotopos:
Cumbres rocosos, laderas y bosques a 1200m de altitud.
Valles y prados a 900m de altitud.
TÉCNICA EXPERIMENTAL
• TMX (desorción térmica) el
cual trabaja de forma
desatendida para la toma,
concentración y desorción
de la muestra.
• CG CLARUS 500 con dos
detectores no selectivos de
ionización de llama (FID).
• Software TotalChrom para el
control de datos
cromatográficos.
• Equipos Auxiliares
TÉCNICA EXPERIMENTAL
PROCESO ANALÍTICO
Metodología de Procesado
Muestreo directamente
· Se almacena en la trampa fría -30 °C · Desorción térmica 325°C
Muestreo con tubos rellenos tenax TA
Se acondicionan tubos absorbentes a 300 °C
Obtención de 2 cromatogramas:· Columna PLOT (archivo *raw y *rst)· Columna BP1 (archivo *raw y *rst)
Método de procesado automático (TotalChrom)
Proceso de alineación de los picos cromatográficos (LINEUP)
Reprocesado de los datos con el método de análisis tomando como referencia la calibración (TotalChrom)
Integración Manual
Análisis CG-FID Con dos detectores de llama.
Control diario de toma y análisis de muestras (TeamViewer)
Summary TotalChrom datos brutos (archivos *csv)
Base de Datos con 65 COV: Identificados y cuantificados (sin validar)
Toma muestra de aire ambiente Toma muestra de la botella de calibración
Se desorben tubos absorbentes a 250 °C
Turbomatrix (TD)
Proceso de limpieza de la base de datos
Base de Datos con 65 COV identificados y cuantificados (sin validar)
Datos validos (A)
Datos < LD (L)
Datos nulos (N), acumulación (I) o mantenimiento (M)
No hay dato o hueco (ND)
Calibración (C)
Conversión de datos a formanto *txt y ASCII (VOCDAT)
Controlar series temporales mediante VOCDAT
Gráficos Series de tiempos
Gráficos Dispersión
Gráficos horarios
· Corrección de datos mal reprocesados.· Identificación de episodios para su posterior estudio.· Control de los tiempos de retención.
Proceso de validación
Control diario: Asignar códigos
Validación Datos Con Códigos Validación VOCDat
BASE DE DATOS COV
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
Evolución de los compuestos
biogénicos, ozono,
temperatura y radiación solar
para los días del 5 al 11 de
Septiembre de 2009.
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
Patrón de α-pineno y β-pineno
en el GC-FID on-line:
Patrón de Δ3-careno, limoneno y
1,8-cineol en el GC-FID online:
Se caracteriza por la presencia
de un único pico cromatográfico
que corresponde al
Monoterpeno 2 (o-cimeno) 100%.
• Señal 1. Monoterpeno 1
(Santolina Trieno)
α-pineno 69%
• Señal 2. Monoterpeno 2
(o-cimeno)
α-pineno 31%M
on
ote
rpen
o 1
(34.7
3m
in)
Mo
no
terp
en
o 2
(37.6
0m
in)
Mo
no
terp
en
o 2
(37.6
0m
in)
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
PATRÓN COV ON-LINE
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
PATRÓN COV EN TUBO TENAX TA
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
Compuestos Biogénicos Factor de Respuesta
(μV·s-1 ppbv-1)
Muestreo Tubos Adsorbentes Tenax TA
· α-pineno 4292.85
· Δ3-careno 13043.92
· limoneno 15245.01
· 1,8-cineol 5078.78
Muestreo directo
· Monoterpeno 1 (Santolina Trieno) 3305.62
· Monoterpeno 2 (o-Cimeno) 8363.08
Factores de respuesta de los monoterpenos tomando muestra en
tubos adsorbentes y on-line y posterior análisis en el GC-FID.
Tubos Tenax TA
(α-pineno, Δ3-careno,
limoneno y 1,8-cineol)vs
Online
(Monoterpeno 1 y 2)
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
N = 44
COMPUESTOS BIOGÉNICOS
Evolución de día promedio para los meses de verano del α-
pineno y otros monoterpenos para el periodo de muestreo:
(agosto 2009 -diciembre 2012).
• Se caracterizan por una parte, COV de origen biogénico y, en particular, la
incidencia y transporte de COV antropogénicos en estos emplazamientos.
• El α y el β-pineno coeluyen en los dos picos cromatográficos separados,
identificados mediante GC-MS como o-cimeno (por reorganización del
patrón) y santolina trieno (monoterpeno). Mientras el ∆3-careno, limoneno
y 1,8-cineol coeluyen únicamente en el segundo pico cromatográfico.
• Se ha determinado el porcentaje de distribución de los monoterpenos en
cada pico, obteniendo un 69% de α-pineno en el pico denominado
monoterpeno 1 y el 31% de α-pineno junto con el 100% de ∆3-careno,
limoneno y 1,8-cineol en el pico denominado monoterpeno 2.
• Se han determinado los factores de respuesta para los monoterpenos con
GC-FID, que pueden ser utilizados para calcular sus concentraciones en
aire ambiente. A partir de esto ha sido posible extraer por separado la
concentración de α-pineno y del resto de los monoterpenos. Estos
parámetros se han reprocesado e incorporado a la base de datos para
todo el periodo de medidas en Valderejo (2003-2012).
CONCLUSIONES
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34, 2063-2101.
• Atkinson, R., Arey, J., 2003. Gas-phase tropospheric chemistry of biogenic volatile organic
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REFERENCIAS