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Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
FUENTES, NIVELES Y EVOLUCIÓN DE FUENTES, NIVELES Y EVOLUCIÓN DE
CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
INDICADORES DE INDICADORES DE
LA CALIDAD DEL AIRE EN EL PAÍS VASCOLA CALIDAD DEL AIRE EN EL PAÍS VASCO
Dra. Lourdes Cantón Ortíz de PinedoGrupo de Ingeniería Química
Facultad de CC Químicas.UPV.San Sebastián
Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
Estudio de la Calidad del Aire
- Entornos, Ambientes
- Típicos Urbanos
- Urbanos con aportes industriales
- Industriales
- Períodos de estudio
- Corto en el tiempo (problema puntual)
- Largo, continuado (evaluación temporal)
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Estudio de la Calidad del Aire Emplazamientos analizados
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Estudio de la Calidad del Aire
- Planteamiento del proyecto
Conocer la situación atmosférica del área a partir de la determinación de
parámetros de controlambiental
- Estrategia de muestreo
- Análisis específico
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Estudio de la Calidad del Aire
- Obtención de datos
Aplicación de las Normativas vigentes(contaminantes en inmisión)
- horario, 24 h, media anual, etc
Nivel de contaminación del área
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Gases Partículas
Estudio de la Calidad del Aire
- Proyecto de estudio anual
Medio Atmosférico
Aerosol
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Parámetros de medición
1) Físico-químicos:
Cabina de Control Atmosférico G.V.- Medición en continuo
- SO2, CO, NO, NO2, O3
- PM10, PM2,5
Estudio de la Calidad del Aire
http://www1.euskadi.net/vima_ai_vigilancia/est_zona.apl?CodZona=@GOIHE.
http://www1.euskadi.net/vima_ai_vigilancia/historico.asp.
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Estudio de la Calidad del Aire
2) Químicos:
Parámetros de medición
- Partículas- Metales, Hidrocarburos
- Gases- Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs)
Muestreadores en discontinuo24 horas
Determinaciones específicas
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Estudio de la Calidad del Aire
3) Meteorológicos:
Parámetros de medición
- Temperatura- Radiación solar- Pluviometría- Velocidad y dirección del viento
Cabina de Control Atmosférico G.V.- Medición en continuo
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Estudio de la Calidad del Aire
AerosolAerosol
(Cabina de Control)
Gases
* SO2,NO2, NOx, O3, PM10
* COVs(Infraestructura de muestreo y análisis)
Partículas(PM10)
*Hidrocarburos(Infraestructura de muestreo (24h) y análisis)
* Metales PesadosCd,Cu,Fe,Mn,Ni,Pb,Zn(Infraestructura de muestreo (24 h) y análisis)
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Estudio de la Calidad del Aire
Toma de Muestras COVs (sistema discontinuo, 24 horas)
Lana devidrio
Sentido del flujo
Espuma polimérica
Carbón activo
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Perfil de COVs en aerosoles urbanos
Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs Cromatografía Cromatografía
de de GasesGases
m,p-xileno
etilbenceno
o-xileno
tolueno
H.Csbenceno
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H. Alifáticos
OxigenadosH. Aromáticos
TerpenosClorados
Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs
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Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs (sistema en continuo) G.V
Valores medios horarios
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Estireno
(11-12-2003) 7h
Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs (sistema en continuo)
Tolueno
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Estireno
(11-12-2003) 8h
Determinación analítica de COVs (sistema en continuo)
Estudio de la Calidad del Aire
10 veces mayor
Tolueno
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Estudio de la Calidad del Aire
Estireno
(11-12-2003) 9h
Determinación analítica de COVs (sistema en continuo)
Tolueno
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140
5
10
15
20
25to luen oe tilbence nom /p -xilen oo -xileno
Con
cent
raci
ón (µg
/m3 )
to luen oe tilbence nom /p -xilen oo-xileno
14140
5
10
15
20
25to luen oe tilbence nom /p -xilen oo -xileno
Con
cent
raci
ón (µg
/m3 )
to luen oe tilbence nom /p -xilen oo-xileno
0
5
10
15
20
25to luen oe tilbence nom /p -xilen oo -xileno
Con
cent
raci
ón (µg
/m3 )
to luen oe tilbence nom /p -xilen oo-xileno
laborables fin de semana
Estudio de la Calidad del Aire
0 7 12 18 23 0 7 12 18 23
Tolueno Tolueno
Hora (GTM)
Determinación analítica de COVs (sistema en continuo)
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2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 1213 1415 1617181920 2122 23
laborablesC
once
ntra
ción
(µg
/m3 )
Hora (GMT)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 1213 1415 1617181920 2122 23
fin de semana
Con
cent
raci
ón (µg
/m3 )
Hora (GMT)
Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs (sistema en continuo)
Hora (GTM)
Isoprenolaborablesfin de semana
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Estudio de la Calidad del Aire
AerosolAerosol
(Cabina de Control Continuo)
Gases
* SO2,NO2, NOx, O3, PM10
* COVs(Infraestructura de muestreo y análisis)
Partículas(PM10)
*Hidrocarburos(Infraestructura de muestreo (24h) y análisis)
* SO2,NO2, NOx, O3, PM10
Benceno
* Metales PesadosCd,Cu,Fe,Mn,Ni,Pb,Zn(Infraestructura de muestreo (24 h) y análisis)
Pb,
(Benzo(a)pireno)
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Estudio de la Calidad del Aire
Partículas(PM10)
AerosolAerosol
Distribución(según tamaño de diámetro)
(Infraestructura de muestreo y análisis)
Impactador en cascada
Seis fracciones de partículas
(>10 µm – 0,61µm)-Medida gravimétrica-Metales pesados-Hidrocarburos
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Estudio de la Calidad del Aire
0
10
20
30
40
50
60Partículas InviernoPartículas VeranoPartículas Media Anual
D ( )0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 30
∆C
/ ∆lo
g D
p
InviernoVerano Media anual
Dp(µm)
Distribución de partículas
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0
20
40
60
80
100
120Fe InviernoFe Verano Fe Media Anual
0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 3
[(∆
C/C
T)/∆lo
g D
p] x
100
0
10
20
30
40
50
60
70Pb InviernoPb VeranoPb Media Anual
0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 3[(∆
C/C
T)/∆lo
g D
p] x
100
Estudio de la Calidad del Aire Distribución de metales en las partículas
Fe PbInvierno Verano Media anual
Dp(µm) Dp(µm)
InviernoVerano Media anual
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Estudio de la Calidad del Aire
Parámetros Físico-Químicos+
Parámetros Químicos
Información Meteorológica(condiciones ambientales)
Situación atmosférica del área de estudio
AerosolAerosol
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Estudio de la Calidad del Aire
Factor importante dispersiónde los contaminantes
H (GMT)
20:0016:0012:008:004:000:00
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
Velocidad del vientoVelocidad del viento
Vel
ocid
ad (m
/s)
Estación
Invierno
Otoño
Primavera
Verano
Inviernootoñoprimaveraverano
Hora (GTM)
- Velocidad de viento (parámetro meteorológico)
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Estudio de la Calidad del Aire
5
10
15
20
25
30
35
N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSO SO OSO O ONO NO NNO
InviernoVerano
N NNENE
ENE
E
ESE
SESSESSSO
SO
OSO
O
ONO
NONNO
Dirección del viento
Frec
uenc
ia
- Dirección del viento (parámetro meteorológico)
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Estudio de la Calidad del Aire -Radiación Solar (parámetro meteorológico)
0 ,3
0 ,3 5
0 ,4
0 ,4 5
0 ,5
0 ,5 5
0 ,6
0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0
y = 0 ,5 3 1 7 9 - 0 ,0 0 0 7 2 5 6 8 x R = 0 ,9 5 7 8 2
2
Radiación solar (W/m2)
B(a
)P/(B
(a)P
+B(e
)P
R = 0,957
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Estudio de la Calidad del Aire
0102030405060708090
100110120130
0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20
HernaniAtegorrietaAv. Tolosa
Con
cent
raci
ón (µg
/m3 )
Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo
-Muestreo
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Estudio de la Calidad del Aire - Determinación de Fuentes
Correlaciones (COVs)
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6 7 8
y = 0,013687 + 3,025x R= 0,99153
etilbenceno (µg/m3)
R= 0,991
Etilbenceno (µg/m3)
m,p
-xile
no(µ
g/m
3 )
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 10 20 30 40 50 60
y = 0,048682 + 0,14932x R= 0,94981 R= 0,949
Etilb
ence
no (µ
g/m
3 )
Tolueno (µg/m3)
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Estudio de la Calidad del Aire - Determinación de Fuentes
Correlaciones (COVs)
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
y = 4,161 + 4,634x R= 0,45984
tolu
eno
(µg/
m3 )
benceno (µg/m3)
Tolu
eno
(µg/
m3 )
Benceno (µg/m3)
R= 0,459
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Estudio de la Calidad del Aire - Determinación de Fuentes
Metales Pesados
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Mar
zo 0
5
Abril
05
May
o 05
Juni
o 05
Julio
05
Agos
to 0
5
Sept
iem
bre
05
Oct
ubre
05
Nov
iem
bre
05
Dic
iem
bre
05
Ener
o 06
Febr
ero
06
Zn 2005-2006 Mn 2005-2006
Con
cent
raci
ón d
e zi
nc(n
g/m
3 )
Concentración de m
anganeso (ng/m3)
Zn Mn
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2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
Estudio de la Calidad del Aire
5
10
15
20
25
30
35
Mar
zo-0
4A
bril-
04M
ayo-
04Ju
nio-
04Ju
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4A
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Sep
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mbr
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Dic
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bre-
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nero
-05
Febr
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Abr
il-05
May
o-05
Juni
o-05
Julio
-05
Ago
sto-
05S
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Oct
ubre
-05
Nov
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05D
icie
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Ene
ro-0
6Fe
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o-06
Tota
l CO
Vs (µ
g/m
3 )
-Variaciones temporales
Total de COVs
0
10
20
30
40
50
Mar
zo-0
3A
bril-
03M
ayo-
03Ju
nio-
03Ju
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3Ag
osto
-03
Sept
iem
bre-
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ctub
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3N
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mbr
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Dic
iem
bre-
03En
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03Fe
brer
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Mar
zo-0
4A
bril-
04M
ayo-
04Ju
nio-
04Ju
lio-0
4Ag
osto
-04
Sept
iem
bre-
04O
ctub
re-0
4N
ovie
mbr
e-04
Dic
iem
bre-
04En
ero-
05Fe
brer
o-05
Mar
zo-0
5A
bril-
05M
ayo-
05Ju
nio-
05Ju
lio-0
5Ag
osto
-05
Sept
iem
bre-
05O
ctub
re-0
5N
ovie
mbr
e-05
Dic
iem
bre-
06En
ero-
06Fe
brer
o-06
Tota
l CO
Vs (µ
g/m
3 )
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2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
Estudio de la Calidad del Aire
0
10
20
30
40
50PM
10 H1
Con
cent
raci
ón d
e PM
10 (µ
g/m
3 )
Febr
ero
05
Mar
zo 0
5
Abril
05
May
o05
Juni
o 05
Julio
05
Agos
to 0
5
Sept
iem
bre
05
Oct
ubre
05
Nov
iem
bre
05
Dic
iem
bre
05
Ener
o 06
Febr
ero
06
Mar
zo 0
6
PM10
-Variaciones temporales
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2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
Estudio de la Calidad del Aire - Modelos de Predicción
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
y = 1,0087x R= 0,90969
Benceno = 0,413 + 0,020 * NO2 + 0,017 * NO – 0,026 * T
Y= 1,0087 x R = 0,909
Benceno (µg/m3) medido
Ben
ceno
(µg/
m3 )
cal
cula
do
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2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
0
50
100
150
28-2-97 18-10-97 6-6-98 24-1-99 12-9-99 1-5-00 18-12-00
O3(max) MEDIDO
REGRESIÓN
O3(m
ax) (µg
/m3 )
R2=0.654 R2=0.582
PREDICCIÓN
Fecha
O3(max)medidoO3(max)modelo
predicciónR2 = 0,654 R2 = 0,582
Estudio de la Calidad del Aire - Modelos de Predicción
Ozono
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2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
0
20
40
60
80
100
120
140
8-9-99 26-9-99 13-10-99 31-10-99 17-11-99 5-12-99 23-12-99
O3(max) Medido O
3(max) Predicho
O3(m
ax)
(µg/
m3 )
Fecha
O3(max)medido O3(max)predicho
Estudio de la Calidad del Aire - Modelos de Predicción
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2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
Estudio de la Calidad del Aire
-Estudio Estadístico
n.i.1
n.i.2
n.i.3
2-m
etilh
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4-tri
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1,3,
5-tri
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1,2,
4-tri
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CO
NO
NO
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0,8-1
0,6-0,8
0,4-0,6
0,2-0,4
0-0,2
-0,2-0
-0,4--0,2
-0,6--0,4
-0,8--0,6
Todos los parámetros analizados
Gráfico de superficieCoeficientes de correlación
Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
n.i.0
1n.
i.02
n.i.0
32-
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ano
2,3-
dim
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2,2,
4-tri
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3,4-
trim
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1,3,
5-tri
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1,2,
4-tri
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limon
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n.i.01n.i.02n.i.032-metilhexano2,3-dimetilpentano3-metilhexano2,2,4-trimetilpentanoheptanobencenometilciclohexanotricloroetileno2,3,4-trimetilpentanotoluenoisobutilmetilcetonatetracloroetilenoacetato de butilo nonanoetilbencenom,p-xilenoo-xileno + a-pinenoestirenob-pinenom,p-etiltolueno1,3,5-trimetilbencenoo-etiltolueno1,2,4-trimetilbencenolimoneno
0,8-1
0,6-0,8
0,4-0,6
0,2-0,4
0-0,2
-0,2-0
-Estudio Estadístico
Todos los parámetros analizados
Gráfico de superficieCoeficientes de correlación
Estudio de la Calidad del Aire
Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
n.i.0
1n.
i.02
n.i.0
32-
met
ilhex
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2,3-
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2,2,
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1,3,
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Fact
or 1
Factor 1-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Fact
or 2
Factor 2
Estudio de la Calidad del Aire
0,2
n.i.0
1n.
i.02
n.i.0
32-
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2,3-
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2,3,
4-tri
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1,2,
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-Estudio Estadístico
Análisis de Factores
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Fact
or 3
Factor 3
Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
Estudio de la Calidad del Aire
-Estudio Estadístico
Análisis de Factores
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
n.i.0
1n.
i.02
n.i.0
32-
met
ilhex
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2,3-
dim
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no3-
met
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2,2,
4-tri
met
ilpen
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2,3,
4-tri
met
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,p-x
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+ a
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-etil
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1,3,
5-tri
met
ilben
ceno
o-et
iltol
ueno
1,2,
4-tri
met
ilben
ceno
limon
eno
Fact
or 4
Factor 4
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
n.i.0
1n.
i.02
n.i.0
32-
met
ilhex
ano
2,3-
dim
etilp
enta
no3-
met
ilhex
ano
2,2,
4-tri
met
ilpen
tano
hept
ano
benc
eno
met
ilcic
lohe
xano
2,3,
4-tri
met
ilpen
tano
tolu
eno
isob
utilm
etilc
eton
ate
tracl
oroe
tilen
oac
atat
o de
but
ilono
nano
etilb
ence
nom
,p-x
ileno
o-xi
leno
+ a
-pin
eno
estir
eno
b-pi
neno
m,p
-etil
tolu
eno
1,3,
5-tri
met
ilben
ceno
o-et
iltol
ueno
1,2,
4-tri
met
ilben
ceno
limon
eno
Fact
or 5
Factor 5
Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
Estudio de la Calidad del Aire
- Normativa vigente. Calidad de aire en Inmisión
Parámetros a controlar* NO2, NOx* SO2
* CO* O3
* PM10
* Plomo
* Benceno
Real Decreto 1073/2002
Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
1 año40 µg/m3
Ninguno1 año 40 µg/m3
24 h 50 µg/m3
Ninguno24 h 50 µg/m3
(no se podrá superar en más de 35 ocasiones al año)
PM10
Valor límite a 01/01/05
Margen de tolerancia
Valor límite protecciónsalud humana
Estudio de la Calidad del Aire
- Normativa vigente. Calidad de aire en Inmisión
Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
0
20
40
60
80
100300500700
CO NO NO2
O3
PM10
SO2
AzpeitiaAtegorrietaAvenida de TolosaIndautxuErrenteriaPagoetaValderejo
Con
cent
raci
ón (µg
/m3 )
Estudio de la Calidad del Aire
CO NO NO2 O3 PM10 SO2
Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco
2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006
Estudio de la Calidad del Aire
106
107
108
105
106
107
1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003
monóxido de carbono
óxidos de nitrógeno
óxidos de azufre
PM10
PM2,5
Tone
lada
s Toneladas
Año
Monóxido de carbono
óxidos de nitrógeno
óxidos de azufre PM2,5
PM10
- Evolución de emisiones de contaminantes en Europa
Año
Tone
lada
s Toneladas