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Manizales 14 al 16 de marzo de 2007
Composición multielemental de material particulado: de los receptores a las
fuentesLaura Dawidowski
Julieta Marrero, Griselda Polla,Patricia Smichowski y Darío Gómez
ComisiComisióón Nacional de Energn Nacional de Energíía Ata AtóómicamicaArgentinaArgentina
I CONGRESO COLOMBIANO DE CALIDAD DE AIRE Y SALUD PÚBLICA
Métodos de identificación de fuentes de emisión
Modelos de dispersión
Modelos de Receptores
Inventarios de emisiones
Métodos Microscópicos
Métodos Químicos
Métodos Físicos
Microscopio electrónico de barrido (MEB)
Microscopio óptico
MEB controlado por computadora
Dispersión de rayos X
Análisis de trayectorias
Análisis de Radioisótopos
Análisis de series
espaciales
Factores de enriquecimiento
Análisis de series de tiempo
Balance Químico de
Masas
Análisis de Variables Múltiples
Fuente: Seigneur, 1997
Fuentes
Receptores
Fuentes
Receptores
Fuentes
Receptores
Fuentes
Receptores
REDES DE MONITOREOS DE CALIDAD DE AIRE EN ARGENTINA
CÓRDOBA
MENDOZA
PUERTO MADRYN
CAMPANA
LA PLATA
AMBA:
•1 sitio
•Recientemente 2 más
CNEA(1 mes)
CNEA(2 años)
CNEA (3 meses)
CNEA + INQUIMAE(2 meses)
INQUIMAE + CNEA(9 meses)
CNEA(2 semanas)
GCBA(1967-73+ 87-96)
CNEA (2 meses)
Mediciones de Partículas
GCBA
Red Panaire1967-80•Sedimentables•PTS
2002 – actual:•SedimentablesPalermoChacaritaPompeyaParque Patricios
Recientemente:PTS, PM10, PM2.5Parque
CentenarioY Microcentro
CNEA(1 mes)
•PTS
PIXEPbTi, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Sr
M. J. Ozafrán, M. E. Vázquez, A. Burlón, M. Buhler, M. A. Cardona, M. E. Debray, D. Hojman, J. M. Kesque,A. J. Kreiner, G. Levinton, J. J. Mene´ndez, F. Naab, P. Stoliar, M. Davidson and J. Davidson, Int. J. PIXE, 1999, 9, 21.
CNEA(2 años)
•PM < 2.2 µm•PM 2.2 – 10 µm
AANBa, Br, Ce, Cr, Cs, Eu, Fe, Hf, La, Lu, Na, Rb, Sb, Sc, Sm, Th, ZnCromatografía IónicaSulfatos Nitratos ClorurosVolumetría de Stripping AtómicoPb
R. R. Pla´ , M. A. Moreno, V. Tafuri, G. Custo and M. Adler,Study of air pollution in Buenos Aires city, Second Research. Co-ordination Meeting: Applied Research on Air Pollution using Nuclear-related Techniques, Australia, 27–31 March, 1995.
CNEA + INQUIMAE(2 meses)
(Banco Mundial)
•PTS•PM 10•PM 2.5
FRXBa, Co, Cu, Cr, Mn, Ni, Pb, Sr, Ti, Zn
• The Air Quality Situation in the Grand Buenos Aires Area,Argentina, World Bank, 1997. Report RG96/019/B/01/99.
•C. Vázquez, L. Gidhagen. D. Gómez, L. Dawidowski y M. Warnes, Análisis del Contenido Metálico en Aerosoles Atmosféricos Muestreados en las Ciudades de Buenos Aires, Campana y Zárate por WDXRF, Avances en Análisis por Técnicas de Rayos X, Vol. X, SARX, 1998
INQUIMAE + CNEA(9 meses)
•PTS•PM 10•PM 2.5
PIXEFe, Ni, Cu, Zn, Pb
Cromatografía iónicaAniones:Sulfatos, Nitratos, Cloruros, Fosfatos, Fluoruros, Cationes:Potasio, Sodio, Amonio
H. Bogo, M. Otero, P. Castro, M. J. Ozafra´ n, A. Kreiner, E. J. Calvo and R. M. Negri, Atmos. Environ., 2003, 37, 1135.
CNEA(2 semanas: Invierno y Verano)
•PM 10
IPC OESAl, Ca, Cu, Fe, Mn, Mb, Ni, Pb, S, Sb, Sn, Zn, Zr,
SF-ICP-MSPt, Rh
•P. Smichowski, y col. Monitoring trace metals in urban aerosols from Buenos Aires City. Determination by plasma-based techniques, Journal of Environmental Monitoring, 2004•Completar•Completar
CNEA(3 meses)
•PM 10•PTS
C. Romero, C. Rickert, A. Ledesma, Medición de material particulado en el área de influencia de las Centrales Térmicas Puerto y Costanera, Informe Técnico CNEA, 1995.
CNEA (2 meses)
•PM 10•PM 2.5
GCBA
Red Panaire1967-7387-96•Sedimentables•PTS
2002 – actual:•SedimentablesPalermoChacaritaPompeyaParque
Patricios
Recientemente:PTS, PM10, PM2.5Parque
Centenario
Concentración de PM10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Cos
tane
ra
Isla
Mac
iel
Lini
ers
Cap
. Fed
.
Cap
.Fed
. (Fa
c.de
FyB
)
San
Mar
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Cas
a A
mar
illa
Met
roga
s
Hos
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arra
han
Jard
in J
apon
es
Bib
liote
caN
acio
nal
Agu
asA
rgen
tinas
I.I.C
.UB
A
Lugares de medición
Con
cent
raci
ón (
g m
-3)
Fibra de vidrio
Teflon
C promedio 55 ug/m3
Concentración de PM 2,5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Ezeiza Nuñez Isla Maciel Liniers Cap. Fed. Cap.Fed.(Fac.de
FyB)
San Martín I.I.C.UBA Flores I.I.C.UBA Flores
Con
cent
raci
ón( u
g m
-3)
Policarbonato
Fibra de vidrio
Teflon
Celulosa
Insignificante contenido de cenizas, pero alta higroscopía
Son útiles para aplicaciones biomédicas
Altas concentraciones en los blancosAbsorben HNO3, NO2, SO2 y vapores orgánicos
Baja higroscopia
Inertes a la absorción de gasesBaja higorscopíaBajo peso del blancoDifícil manipuleo
Inertes a la absorción de gasesBaja higorscopíaBajo peso del blancoRequieren el uso de una capa de grasa
Rango PM2.5/PM10 medido en la Ciudad de México (Vega y col. 2004)
Relación PM2,5/PM10
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
2
Isla Maciel Liniers Cap. Fed. Cap.Fed. (Fac.de F y B)
San Martín I.I.C (UBA) I.I.C (UBA)
50% PM2.5 y 50% PM10
NIVELES DE LAS CONCENTRACIONES MEDIDAS MP Total
• GCBA: alta frecuencia de valores superiores a la norma de calidad de aire (anteriores a 1996)
• Otras mediciones: más actuales, algunos valoresaltos, pero menos frecuentes
PM10
• Todos los valores inferiores (con frecuenciacercanos) a la norma de calidad de aire
PM2.5
• Valores medios (a veces cercanos) a la norma de calidad de aire (EPA).
Estudios
SF-ICP-MSBocca et al.PM102006ICP OES, ICP-MSGómez et al.PM102005PIXE, HPLCMurruniPM2.5, PM10, PM2004
ICP OES, ICP-MSSmichowski et al.PM102004
HPLCBogo et al.PM102003
ICP-MSBollhöffer & RosmanPM2000
PIXEOzafrán et al.PM1999
XRFGidhagen et al.PM2.5, PM101997
NAAPlá et al.PM2.5, PM101995
PIXECaridi et al.PM1989
TécnicaReferenciaTipo de partículasAño
Plomo (ng/m3)
1
10
100
1000
1000019
88
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
0 1 2 km
N
E
1
2
75
6
3
4
8
10
9
Verano:
Pt, Rh
Cd
Cu
Pb
V
Invierno:
Al
Ca
Cu
Fe
Mn
Mo
Ni
Pb
S
Sb
Sn
Zn
Zr
CONCENTRACICONCENTRACIÓÓN DE N DE ELEMENTOSELEMENTOS
S Ca Al Fe Zn Pb Cu Mn Zr Sb Ni Sn Mo0.01
0.10
1.00
10.00
100.00
1000.00
10000.00
100000.00
µgm
-3
MayoritariosMayoritarios MinoritariosMinoritarios TrazaTraza
∑=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+−
=n
i jkij
jkijjk xx
xxn
COD1
21
xij concentración promedio de un compuesto químico in número de elementos medidos
SITIO A SITIO DÍA A DÍA
DISTRIBUCIDISTRIBUCIÓÓN ESPACIAL N ESPACIAL --VARIACIVARIACIÓÓN TEMPORALN TEMPORAL
DISTRIBUCIDISTRIBUCIÓÓN ESPACIAL N ESPACIAL --VARIACIVARIACIÓÓN TEMPORALN TEMPORAL
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Todos los elementos
Geológicos Geológicos +
Azufre
Minoritarios Traza
MaxMin75 %25 %Mediana
COD: SITIO A SITIOCOD: SITIO A SITIO COD: DCOD: DÍÍA A DA A DÍÍAA
OTRAS CIUDADESOTRAS CIUDADES
1
10
100
1000
10000
Al Ca Cu Fe Mn Ni Pb S Zn Zr
Elemento
Con
cent
raci
ón (n
gm
-3) Buenos Aires Santiago Sao Paulo Mexico DF
0 1 2 km
N
E
E1
E2
E7
E5
E6
E4
E3
E1
E2
E7
E5
E6
E3
Pt
Rh
CAMPAÑA DE
VERANO
Sitios Muestreados
Pt(
pgm
-3)
0
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5 6 7
Media + std. dev.Media - std. dev.Media + std. errorMedia - std. errorMedia
Sitios Muestreados
Rh
(pg
m-3
)
0
5
10
15
1 2 3 4 5 6 7
Media + std. dev.Media - std. dev.Media + std. errorMedia - std. errorMedia
1, DINES 2, Hospital Alemán3, Avda. De Mayo y Salta4, INAP 5, Casa Amarilla6, Hospital Garrahan7, Metrogas
(0.8-9.4)(0.1-1)(0.2-12.2)(0.2-18.4)(2.0-6.5)(pg m-3)
4.00.33.33.03.9Rh
(2.4-60.1)(0.1-57.1)(0.1-57.1)(0.2-130.5)(7.3-22.9)
(pg m-3)
17.84.112.812.312.9Pt
RomaMunichMadridGöteborgBuenos Aires
SbSb en en diferentesdiferentes matrices matrices ambientalesambientales
0.1
1.0
10.0
100.0
1000.0
Car
bón
(Sub
bitu
min
oso)
Cru
stal
ro
ck
Car
bón
(bitu
min
oso)
Cen
iza
Volc
ánic
a
Suel
o
Con
teni
dode
Sb
/ µg
g-1
Cen
izas
de
carb
ón
Polv
oSe
dim
enta
doU
rban
o
PTS
Urb
ano
En Buenos Aires En Buenos Aires (Smichowski 2004)(Smichowski 2004)
~ 40 % del Sb proviene de fuentes naturales
ContenidoContenido mediosmedios de Cu, Mo y de Cu, Mo y SbSb
Cu, Mo y Sb están contenidosen las cintas de freno
Las cintas de freno contienen5-20% Cu y 1-5% Sb
Cu/Sb en MP: 4.9 (Cologne, Weckwerth, 2001) 5.6-8.0 (Buenos Aires) 13-17 (Thessaloniki, Voutsa et al.,
2002)
En En µµgg gg--11
1
10
100
1000
Cu Sb Mo
Sitios monitoreo
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Sulfatos Nitratos Sodio Potasio Amonio Cloruros
Con
cent
raci
ón(µ
g m
-3 )
PM 10 (INQUIMAE)PM 2.5 (MÉXICO)
PM 10 (MÉXICO)
ANIONES Y CATIONESANIONES Y CATIONES
A AAC C C
La variación temporal de las concentraciones medias, dominadas por los elementos mayoritarios (Al, Ca, Fe y S) es preponderante frente a la variación espacial, lo queindica la necesidad de contar con un menor número de puntos y mayores períodos de muestreo).
Hay un gradiente decreciente de concentraciones medias de PM10 desde el Río de la Plata hacia el interior de la Ciudad, mientras que las concentraciones de PM2.5 no presentan un patrón definido de distribución espacial
La relativamente alta concentración de azufre y sudistribución espacial homogénea, son indicativos de suorigen mayormente secundario.
La mayor variabilidad de los elementos minoritarios, y en particular de los traza, indican su interés para los estudiosde identificación de fuentes emisoras.
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
El contenido de antimonio en las partículas es indicadordel caudal vehicular.
Los contenidos de platino y el rhodio en las partículas son independientes de los niveles de PM10 y son indicadoresdel caudal de vehículos con convertidores catalíticos.
Las especies iónicas Na+ Cl- en la fracción gruesa se encuentran correlacionadas como en los aerosolesmarinos, mostrando la influencia de esta fuente en la atmósfera de Buenos Aires.
CONCLUSIONES (2)CONCLUSIONES (2)