Determinación de partículas en suspensión y metales pesados en muestras de aire de Durango

Transcripción

1 Determinación de partículas en suspensión y metales pesados en muestras de aire de Durango Grupo de Ingeniería Química Facultad de Ciencias Químicas Universidad del País Vasco San Sebastián, noviembre de 26

2 Agradecimientos El equipo de trabajo quiere expresar su más sincero agradecimiento a Marivi Albizu del Departamento de Medio Ambiente del Gobierno Vasco por su colaboración en el suministro de datos fisicoquímicos y meteorológicos, material y mantenimiento de equipos.

3 Índice Pág. 1. Introducción y objetivos Descripción del área de muestreo 3. Toma de muestras y metodología de análisis 7. Resultados.1. Partículas en suspensión y metales pesados..2. Parámetros fisicoquímicos Conclusiones. 29 1

4 1. Introducción y objetivos A lo largo de los últimos años las administraciones públicas están llevando a cabo programas de actuación dirigidos a conocer la problemática medioambiental de nuestras ciudades y pueblos. Éstos son enclaves donde la población vive en contacto directo con una gran cantidad sustancias, que forman parte del aire que respiramos y que proceden de focos tan integrados en nuestra vida cotidiana como las emisiones de los tubos escape de los vehículos, de las chimeneas domésticas o de las industrias localizadas dentro y fuera de los núcleos urbanos. El aire con el que convivimos y en definitiva necesitamos, se está convirtiendo en un gran receptor de productos que se deberían conocer, medir y controlar para poder evitar posibles efectos tóxicos sobre la población y el medio en general. Los estudios e investigaciones desarrollados en este campo del medio ambiente han puesto en evidencia la importancia que tienen algunos de los contaminantes emitidos al aire en relación con la salud de la población. Entre las sustancias más destacadas se encuentra el material particulado en suspensión en los aerosoles. La procedencia de estas partículas en el aire se asocia, tanto a focos de emisión denominados naturales, caso de la resuspensión de sólidos del suelo, erupciones de volcanes, etc, como a actividades realizadas por el hombre. En este punto, la relación de focos emisores es realmente extensa comprendiendo un elevado número de sectores industriales (químico, metalúrgico, biológico, etc) y de forma muy especial el tráfico rodado. En el caso de las ciudades y núcleos urbanos uno de los principales componentes que forman parte de las partículas los constituyen los metales pesados. La presencia de estas sustancias químicas inorgánicas en el aerosol viene determinada, precisamente, por los focos emisores que los incorporan a la atmósfera de procedencia tanto natural como antropogénica. El trabajo que se presenta es continuación de uno efectuado durante el mes de abril sobre la calidad del aire del municipio de Durango y cuyo principal objetivo fue analizar las partículas en suspensión en el aire del municipio y más en concreto determinar el contenido de metales pesados asociadas a ellas. 2

5 La realización del estudio sigue las mismas pautas señaladas en el anterior trabajo en el que se contemplaban los siguientes puntos: 1. Recogida de muestras. 2. Cuantificación de las partículas en suspensión (PM 1 ). 3. Determinación analítica de metales pesados en el material particulado (hierro, zinc, manganeso, cobre, níquel, plomo y cadmio).. Evaluación de los datos de parámetros fisicoquímicos y meteorológicos en los puntos de muestreo. 5. Análisis conjunto de las variables químicas, físicas y meteorológicas en las zonas de estudio. A partir de los resultados determinados, se ha llevado a cabo una evaluación de las distintas variables analizadas en los dos períodos estudiados indicando las principales conclusiones conseguidas. 3

6 2. Descripción del área de muestreo El municipio de Durango (3º1 N, 2º53 O; alt. 119 m), está situado en el valle del Ibaizabal. Limita al sur con los municipios de Izurza y Mañaria y el cresterío del Duranguesado, al este con Abadiño, al norte con Iurreta y Amorebieta - Etxano, y al oeste con Dima (Figura 2.1). geográfico. Figura 2.1. Vista del núcleo urbano de Durango, señalado por la flecha azul, en su entorno Los dos puntos de muestreo analizados corresponden a los ya descritos con anterioridad y ambos se localizan en el núcleo urbano del municipio. Uno en la Calle Tavira (alrededor del número 33; Punto 1) y el segundo en el Barrio de Aramotz, al comienzo de la Avenida Askatasuna (Punto 2). En el proyecto también se dispuso de la información proporcionada por la cabina de la red de vigilancia de la calidad del aire del Gobierno Vasco, instalada la Calle San

7 Roque y que se halla equipada con analizadores que determinan en continuo las concentraciones de los contaminantes mayoritarios (monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, ozono, partículas en suspensión y dióxido de azufre) y las variables meteorológicas (humedad, presión atmosférica, radiación solar, temperatura y velocidad y dirección del viento). Junto a todo ello, en la Calle Tavira se dispuso de una unidad móvil equipada con analizadores análogos a los referidos a fin de poder obtener una mayor información. En la Figura 2.2 se señalan los puntos dentro del área urbana de Durango y la ubicación de la cabina (C). 2 C 1 Figura 2.2. Situación de los puntos de muestreo (1 y 2) y la cabina de la red de vigilancia de la calidad atmosférica del Gobierno Vasco (C). 5

8 Durango se sitúa dentro de la zona de clima oceánico caracterizado por temperaturas suaves durante todo el año, con veranos templados e inviernos frescos, precipitaciones abundantes (alrededor de 19 días lluviosos al año; 13 mm/año) y elevada humedad relativa, tal y como queda reflejado en la Tabla 2.1, donde se presentan los valores medios registrados por la estación meteorológica situada en la cabina de la red de vigilancia de la calidad atmosférica del Gobierno Vasco en la Calle San Roque. Además, se han podido establecer las direcciones de viento más frecuentes representadas en la rosa de viento de la Figura 2.3. Tabla 2.1. Valores medios anuales de las variables meteorológicas medidas en la estación de la Calle San Roque en 25. n es el número de días válidos. Mín Máx Media Desv n Temperatura (ºC),1 27,7 1, 6, 365 Humedad (%) Presión (mb) ,1 365 Radiación (W/m 2 ) 9, , 365 Velocidad (m/s), 5,6 1,7,7 365 NNO N NNE NO NE ONO ENE O E OSO ESE SO SE SSO S SSE Figura 2.3. Representación de la distribución de la frecuencia de la dirección de viento durante 25 en la cabina de San Roque. 6

9 3. Toma de muestras y metodología de análisis La recogida y el análisis de las muestras se han llevado a cabo utilizando la misma infraestructura empleada en el anterior estudio. Las partículas en suspensión con un diámetro aerodinámico inferior a 1 µm (PM 1 ) se recogieron mediante un captador de alto volumen Digitel, propiedad del Gobierno Vasco, que tiene una autonomía de 15 días. Para la retención del material particulado se emplearon filtros de cuarzo. Los muestreos se realizaron durante 2 horas, de forma automática a lo largo de quince días ( de mayo de 26 a 26 de mayo de 26, ambos inclusive) y los parámetros que se han analizado en las partículas fueron: - PM 1 : Determinación por medición gravimétrica - Metales pesados en partículas (Cadmio, Cobre, Hierro, Manganeso, Níquel, Plomo y Zinc) analizados por la técnica de Espectrofotometría de Absorción Atómica, específica para estos elementos metálicos. Se considera que los metales seleccionados para su detección son los más característicos de la industria mencionada en la introducción. Además de los datos gravimétricos de las PM 1 y del contenido en metal de las partículas, se cuenta con los niveles de concentración de los contaminantes mayoritarios (monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre y ozono), correspondientes a los mismos días de muestreo, proporcionados por las cabinas fija y móvil, propiedad del Gobierno Vasco. 7

10 . Resultados.1. Partículas en suspensión y metales pesados En este apartado se presentan las determinaciones realizadas sobre las partículas de los aerosoles muestreados en los dos enclaves del estudio. La Tabla.1 recoge los valores de concentración de las partículas en suspensión (PM 1 ) y de los siete metales analizados en el punto 1 (calle Tavira). Tabla.1. Niveles de Partículas en suspensión (PM 1 ) (µg/m 3 ) y su contenido en metales pesados (hierro, zinc, cobre, manganeso, plomo, níquel y cadmio (ng/m 3 )) en aerosoles de Durango, Punto 1. L.D. Límite de Detección (ng/m 3 ) (Cu:,5; Pb: 22; Ni: 33 y Cd:,6). Fecha Día PM 1 Fe Zn Cu Mn Pb Ni Cd /5/6 Viernes, 61 26,5 25,7 62, <L.D. <L.D Sábado 22, , 22,9 32,2 <L.D. <L.D Domingo 3, ,2 9, 7,9 <L.D. <L.D Lunes 3, ,1 27 <L.D. 5,1-5-6 Martes 61, ,1 63,2 63,7 <L.D. <L.D Miércoles 6, ,5, 136 <L.D. <L.D Jueves, ,6 25,3 176 <L.D., Viernes 2, ,2 7,6 7, <L.D. <L.D Sábado 17, ,5 13, <L.D. <L.D. <L.D Domingo 32,2 95 9,5 32, <L.D. <L.D. <L.D Lunes 33, ,7 2, 2,6 <L.D. <L.D Martes 2, ,1 57,3 <L.D. <L.D. <L.D Miércoles 6, ,3 1 62, <L.D. <L.D Jueves 61, , <L.D. <L.D. <L.D Viernes 31, , 25,9 <L.D. <L.D. <L.D.

11 Del mismo modo que en el período de finales de abril a mediados de mayo, los datos de la Tabla.1 indican que existe un amplio rango de valores de partículas en la atmósfera de la zona. Teniendo en cuenta el mes completo de muestreo, las concentraciones de PM 1 oscilan desde valores realmente elevados cercanos a 5 µg/m 3 hasta niveles considerados bajos-moderados cercanos a µg/m 3. Si se analizan los días a los que corresponden los datos obtenidos existe una clara diferencia entre los días laborables y el fin de semana. La concentración media registrada en el punto 1 de lunes a viernes es de 6,6 µg/m 3, valor que supone casi el doble del que se detecta durante los fines de semana, 23 µg/m 3 en especial el sábado, día en el que se han observado los niveles mínimos de PM 1. Este hecho se puede ver gráficamente en la Figura.1 donde se representan las concentraciones de PM 1 medidas por gravimetría y de forma automática (unidad móvil) durante el período estudiado que abarca el anterior trabajo y este estudio (27 de abril a 26 de mayo). 1 6 J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V PM medida 1 PM unidad control Figura.1. Concentración de partículas en suspensión (PM 1 ) en muestras de aire medidas por la unidad móvil y por el método gravimétrico en el Punto 1 (Tavira). 9

12 Además de esta diferencia marcada por la actividad industrial en la zona, también se aprecian variaciones importantes de una semana a otra, con pautas de concentración máxima que van oscilando de un día a otro entre lunes, martes y miércoles. En cuanto a los valores obtenidos por la unidad móvil, la Figura.1 muestra el perfil seguido en el periodo de muestreo y su comparación con las mediciones llevadas a cabo por gravimetría. En el primer estudio efectuado que comprende del 27 de abril al 11 de mayo se indicaba que, en líneas generales, existía una buena correlación entre ambos datos de PM 1. Sin embargo, a la vista de las determinaciones obtenidas hasta finales del mes de mayo se constatan pequeñas discrepancias, especialmente en los últimos días (22 a 25 de mayo), donde los niveles en la unidad móvil son inferiores. Con todo ello, hay que indicar que los valores de PM 1 máximos coinciden en las dos mediciones, al igual que las concentraciones mínimas del fin de semana. En relación al contenido de metal en las partículas se observan también importantes variaciones dependiendo de los días muestreados. La pauta de comportamiento que se sigue en los dos estudios es similar a la de las partículas en suspensión. Los valores más elevados de metal corresponden a días laborables con oscilaciones de uno a otro día y los más bajos al fin de semana, especialmente a los sábados. De todos los metales analizados, los que se encuentran en cantidades más abundantes son el hierro, zinc y manganeso. A estos les siguen en intensidad cobre y plomo y por último los considerados minoritarios en estas partículas, níquel y cadmio. Estos dos elementos no han superado en muchas de las muestras estudiadas los niveles límite establecidos por la técnica de análisis. En la Figura.2 se representan las concentraciones de los tres metales mayoritarios (Fe, Zn y Mn) determinadas a lo largo de todo el período estudiado. 1

13 7 J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V Fe 1 Mn 1 Zn Figura.2. Concentración de hierro, manganeso y zinc en partículas en suspensión (PM 1 ) en el Punto 1 (Tavira). Los perfiles registrados para cada uno de los metales reproducen de una semana a otra un mínimo claro en el sábado y valores más elevados en el resto de los días. Sin embargo, un hecho a destacar es que las puntas máximas de concentración de los elementos no son coincidentes en el mismo día. Así, en el primer estudio se registró un máximo valor de hierro de 7.6 ng/m 3 el 3 de mayo que no se corresponde en el día con otra de las puntas de concentración, la de manganeso (311 ng/m 3, el 1 de mayo). Otro ejemplo que se puede señalar son los intensos niveles de zinc (5.91 ng/m 3 y ng/m 3 ) que se han determinado en este trabajo los días 15 y 1 de mayo, respectivamente y que no vienen asociados a valores importantes ni de hierro ni de manganeso. Siguiendo con el análisis de los perfiles de los tres metales, a excepción de la semana del 1 al 5 de mayo, en las tres siguientes se detecta una conducta relativamente pareja entre hierro y manganeso que no se observa con la del zinc. Mientras que en el inicio del mes de mayo los niveles de hierro superaban a los de este metal, en los restantes días del mes el contenido de zinc en las partículas es más alto. 11

14 La mayor o menor relación que se da entre uno u otro elemento metálico presente en las partículas se puede conocer a partir del análisis de las correlaciones de los distintos metales. La Figura.3 recoge las relaciones entre los tres metales mayoritarios, hierro, zinc y manganeso. En las representaciones de hierro se ha eliminado el valor máximo del día 3 de mayo (7.6 ng/m 3 ) para realizar las correlaciones. a) 35 R=,9 b) 3 R=, R=,7 R=,3 Mn (ng/m 3 ) 2 15 Mn (ng/m 3 ) Fe (ng/m 3 ) Zn (ng/m 3 ) c) 6 5 R=,63 R=,95 Zn (ng/m 3 ) Fe (ng/m 3 ) Figura.3. Correlaciones entre hierro, manganeso y zinc determinados en partículas en suspensión en el Punto 1 (Tavira). La primera figura (Figura.3 a) se refiere a la relación entre el contenido de manganeso y hierro en las partículas. La mayor parte de las muestras analizadas

15 (puntos rojos) presentan cantidades de hierro y manganeso en una proporción aproximada de 3 a 1 y entre los metales la correlación es elevada (R=,9). Este valor cercano a la unidad presupone que los dos elementos se asocian a focos comunes de origen. El resto de las muestras (puntos azules) tienen niveles de hierro y manganeso en cantidades de 1 a 1 indicando que en esos días los niveles de manganeso son mucho más elevados y además que mantiene una alta correlación con las concentraciones de hierro de R=,96, incluso superior a la mencionada. Estos dos metales presentes en los aerosoles del punto 1 proceden de similares aportes antropogénicos que les incorporan a la atmósfera. En el caso del zinc su correlación con el manganeso (Figura.3.b) no es tan elevada como con el hierro, distinguiéndose también dos grupos diferentes de muestras. Hay días (puntos rojos) en los que la cantidad de zinc/manganeso es del orden de 1/1 y la correlación entre los metales es relativamente alta, R=,7 y por otra parte otro grupo de muestras (puntos azules) con concentraciones mucho más altas de zinc en relación al manganeso (en una proporción de a 1) que expone una baja correlación (R=,3). Esto indica que el contenido de zinc en las partículas presenta grandes variaciones asociándose en ocasiones fuertemente con focos comunes al manganeso, pero en otras ocasiones no tanto. Algo similar ocurre cuando se analiza la relación entre el zinc y el hierro (Figura.3.c). En el área se han observado dos tendencias. Una de ellas representada por los puntos rojos donde se detectan muestras con niveles de zinc en una proporción de 3 a 1 respecto al hierro y una correlación no muy elevada (R=,63) y la segunda (puntos azules) donde los contenidos de zinc son menos intensos y su relación con el hiero es inferior a la unidad. El conjunto de las muestras tiene una elevada correlación (R=,93) indicando que en esas circunstancias los dos metales se asocian a fuentes similares de emisión de metales al aire. 13

16 La segunda área analizada corresponde a la zona del barrio de Aramotz (Punto 2), y los resultados obtenidos de los aerosoles se recogen en la Tabla.2. Tabla.2. Niveles de Partículas en suspensión (PM 1 ) (µg/m 3 ) y su contenido en metales pesados (hierro, zinc, cobre, manganeso, plomo, níquel y cadmio (ng/m 3 )). Punto 2. L.D. Límite de Detección (ng/m 3 ) (Cu:,5; Pb: 22; Ni: 33 y Cd:,6). Fecha Día PM 1 Fe Zn Cu Mn Pb Ni Cd -5-6 Viernes 3, , 17 2 <L.D. <L.D Sábado 17, ,6 39, 27 <L.D. <L.D Domingo, ,9 1 <L.D. <L.D Lunes 7, , <L.D. <L.D Martes 67, , <L.D. <L.D Miércoles 5, , <L.D. <L.D Jueves 32, ,3 5,3 <L.D. <L.D. 6, Viernes 32, , 3, <L.D. <L.D. 7, Sábado 23, <L.D. 11,2 <L.D. <L.D. 5, Domingo 3, ,6 215 <L.D. <L.D. <L.D Lunes 3, <L.D. 159 <L.D. <L.D. <L.D Martes 25, <L.D. 71,2 <L.D. <L.D. <L.D Miércoles 3, <L.D. 7,6 <L.D. <L.D. <L.D Jueves 31, <L.D. 9,1 2 <L.D. <L.D Viernes 2, <L.D., <L.D. <L.D. <L.D. El análisis de estos datos junto con los recogidos en el primer estudio indica que se vuelve a ver cambios importantes de concentración entre los días laborables y no laborables. En la Figura. se representan los niveles de PM 1 obtenidas por gravimetría en el área del punto 2. 1

17 J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V PM1 (2) g Figura.. Concentración de partículas en suspensión (PM 1 ) en muestras de aire medidas por el método gravimétrico en el Punto 2 (Aramotz). Aquí, al igual que en el punto 1, el valor medio de PM 1 de lunes a viernes (52, µg/m 3 ) es bastante superior al determinado durante los fines de semana (3, µg/m 3 ). En ambas localizaciones del municipio los niveles más bajos de partículas en suspensión se han detectado en sábado. La composición de los metales que constituyen estas partículas es parecida a la del área de la calle Tavira, con hierro, zinc y manganeso como los elementos analizados más abundantes. También se encuentran cantidades de cobre y plomo pero en concentraciones mucho más bajas. La presencia de níquel y cadmio en el material particulado es escasa con niveles que en la mayoría de las muestras no supera el valor límite establecido en el protocolo analítico. Al comparar las concentraciones de los tres metales mayoritarios en los aerosoles (Figura.5) los perfiles tienen la misma particularidad que en el punto 1. La pauta que siguen es repetida a lo largo de la semana, con puntas máximas de nivel en los días laborables y un mínimo en el fin de semana, en concreto los sábados. 15

18 J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V 5 Fe 2 Mn 2 Zn Figura.5. Concentración de hierro, manganeso y zinc en partículas en suspensión (PM 1 ) en el Punto 2 (Aramotz). Las líneas roja y verde correspondientes a las variaciones de hierro y manganeso en el tiempo, mantienen en líneas generales un comportamiento muy parecido, incrementando y descendiendo sus valores de forma paralela en los mismos días. En el caso del zinc, el perfil es algo diferente, principalmente, en los primeros días de mayo (entre el 1 y el 9 de mayo) donde se han registrado cantidades muy elevadas (5.2 ng/m 3 y 6.23 ng/m 3 los días 3 y de mayo, respectivamente) que no se corresponden con altos valores de los otros metales, hierro y manganeso. Por otra parte, en el período del 1 a 2 del mismo mes, el contenido de los tres metales en las partículas es el más elevado de todo el muestreo, especialmente en hierro (7.957 ng/m 3, 15 de mayo) y manganeso ( 23 ng/m 3, 15 de mayo). Aunque no se recoge en la Figura.5, en la Tabla.2 se puede ver como en esa misma fecha es en la que también se determinó la punta máxima de plomo (19 ng/m 3 ) y de cobre (73, ng/m 3 ). El estudio de las correlaciones entre los metales mayoritarios y los resultados se recogen en la Figura.6

19 Las partículas analizadas en el punto 2 contienen un nivel de hierro respecto a manganeso (Figura.6.a) del orden de, aproximadamente, 2 a 1, valor intermedio entre los dos rangos obtenidos en el punto 1 para dichos elementos (3 a 1 y 1 a1, respectivamente). El valor de la correlación es alta (R=,91) y del mismo orden de la determinada en el punto 1, con lo que se puede presumir que la fuente o fuentes originarias de estos metales en la atmósfera de las dos zonas son similares. a) 35 R=,91 b) R=,7 R=,93 Mn (ng/m 3 ) 2 15 Mn (ng/m 3 ) Fe (ng/m 3 ) 2 6 Zn (ng/m 3 ) c) Zn (ng/m 3 ) R=,92 R=, Fe (ng/m 3 ) Figura.6. Correlaciones entre algunos metales determinados en partículas en suspensión en el Punto 2 (Aramotz). En la Figura.6.b se aprecian dos comportamientos distintos: muestras de aerosol donde la cantidad de zinc en relación a la de manganeso es próxima a /1 y otras donde la relación es menor, cercana a 3/1. Este segundo grupo de muestras es 17

20 el minoritario, recoge los días con las más elevadas concentraciones de manganeso y presenta una peor correlación de los metales (R=,7). En el resto de los aerosoles los niveles de zinc son más altos con niveles moderados de manganeso y esa relación se encuentra estrechamente correlacionada con un valor de R=,93. Por último, la proporción de zinc a hierro (Figura.6 c) varía de a 1 (puntos rojos) a un valor inferior a la unidad,,2, (puntos azules). En ambos casos las correlaciones son elevadas (R=,92 y,93, respectivamente) dando a entender que en todas las muestras el contenido de los dos elementos mantienen una muy buena relación entre sí. Además del análisis individualizado de los aerosoles en cada uno de los enclaves estudiados se ha querido realizar una comparación entre los resultados determinados en los dos de recogida de partículas. En la Tabla.3 se señalan los valores de PM 1 (µg/m 3 ) medidos en el punto 1 y punto 2: valor medio en día laboral, valor medio de fin de semana, concentración máxima y concentración mínima. Tabla.3. Concentraciones de PM 1 (µg/m 3 ) en aerosoles de Durango. Punto 1 (Calle Tavira) y Punto 2 (Barrio de Aramotz). Muestreo 2 abril-26mayo 26 PM 1 medio día laboral lunes-viernes PM 1 medio fin de semana Concentración máxima (µg/m 3 ) Concentración mínima (µg/m 3 ) Punto1 6,6 23, Punto 2 52, 3, 3,3 15 de mayo (laborable) 1 de mayo (laborable) 15,7 (sábado) 17,7 (sábado) Las concentraciones registradas en el punto de Aramotz son, en todas las mediciones, superiores a las del punto 1. Estos valores también se han comparado con los de PM 1, suministrados por las cabinas del Gobierno Vasco en el Punto 1 (unidad móvil) y en San Roque. La Figura.7 recoge los perfiles obtenidos a lo largo del período muestreado. 1

21 J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V PM 1 (1) g PM 1 (2) g PM 1 unidad control PM 1 San Roque Figura.7. Concentración de partículas en suspensión (PM 1 ) medidas por el método gravimétrico (señaladas mediante una g) en los Puntos 1 y 2 y de manera automática en el Punto 1 (Tavira) y en la cabina de San Roque. En los tres puntos (Punto 1, Punto 2 y San Roque) la evolución es muy similar, con un mayor parecido entre los datos determinados en San Roque y Tavira. Esta similitud en el comportamiento en todos los puntos puede indicar la influencia de aportes comunes de partículas en las tres áreas analizadas. Como se puede apreciar las concentraciones registradas en el punto de Aramotz son sistemáticamente superiores a las del resto, detectándose una pequeña excepción al final del mes de mayo donde el nivel de PM 1 es superado por las del punto 1. En cuanto a los metales, la Figura. es un compendio de la comparación de las concentraciones de hierro, manganeso y zinc en los dos puntos (Tavira y Aramotz). A diferencia de las partículas en suspensión, los metales no se comportan de la misma manera en un punto y en otro, es decir, presentan máximos en distintos días, dando a indicar que el origen de estos metales en el aire no corresponde a los mismos focos de emisión. Ésta fue una de las apreciaciones efectuadas en el primer proyecto que vuelve a observarse en este trabajo. 19

22 J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V Fe 1 Fe J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V Zn 1 Zn Mn 1 Mn J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V S D L M Mi J V Figura.. Concentración de hierro, zinc y manganeso en los Puntos 1 y 2. 2

23 .2. Parámetros fisicoquímicos En cuanto a los contaminantes determinados por los analizadores de la unidad móvil ubicada en Tavira, se han comparado con los registrados por la cabina situada en San Roque. Para ello se han utilizado los datos recogidos por ambas estaciones desde el 26 de abril al 5 de junio. A continuación se muestran las evoluciones horarias obtenidas para cada día de la semana. El comportamiento del monóxido de carbono (Figura.9) presenta un máximo intenso a primera hora de la mañana durante los días laborables. Este máximo desaparece los días del fin de semana. En cuanto a evolución, se aprecian diferencias entre un punto y otro. Por un lado, las concentraciones en Tavira (Móvil) muestran una variación más irregular que las detectadas en San Roque (Centro). En este punto, el máximo se produce sobre las 7h (en la gráfica es a las 5h, ya que las horas están expresadas en hora solar GMT; en horario de verano hay que sumar dos horas). En cambio, en Tavira los máximos se producen entre las 6h y las h. En una zona urbana típica el máximo de la mañana ocurre sobre las h. Este comportamiento irregular del monóxido de carbono induce a pensar que existen fuentes adicionales al tráfico rodado, considerado la principal fuente de este contaminante en zonas urbanas. Además, las diferencias entre uno y otro punto también ponen de manifiesto la incidencia de distintos focos Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Centro Móvil Figura.9. Evolución media horaria de las concentraciones de monóxido de carbono a lo largo del ciclo semanal en San Roque (Centro) y Tavira (Móvil). 21

24 En cuanto a los óxidos de nitrógeno (Figura.1) presentan comportamientos más parecidos a los de áreas urbanas típicas, con máximos entre las h y las 9h por la mañana. En el caso del dióxido de nitrógeno se observa un segundo máximo en San Roque sobre las 22h. En ambos casos se aprecia el efecto del fin de semana en las concentraciones y en la evolución. Por último, cabe decir que las variaciones en ambos puntos son similares y más regulares que en el caso del monóxido de carbono, lo que apunta a un origen común de estos contaminantes en la atmósfera Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Centro Móvil Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Centro Móvil Figura.1. Evolución media horaria de las concentraciones de óxido nítrico (arriba) y dióxido de nitrógeno (abajo) a lo largo del ciclo semanal en San Roque (Centro) y Tavira (Móvil). 22

25 El caso del ozono, como contaminante que se forma en la atmósfera, ilustra la gran homogeneidad de sus concentraciones en amplias áreas, como se puede apreciar en la Figura.11. Los datos obtenidos en San Roque son prácticamente iguales a los registrados en Tavira. 1 Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Centro Móvil Figura.11. Evolución media horaria de las concentraciones de ozono a lo largo del ciclo semanal en San Roque (Centro) y Tavira (Móvil). Las partículas en suspensión, medidas como PM 1 (Figura.), presentan un comportamiento irregular, sobre todo en el punto de Tavira, donde se pueden ver máximos a las h, h, 9h, 1h, incluso a las h. En San Roque la evolución es más homogénea, con máximos entre las 7h y 9h. Durante el fin de semana las concentraciones disminuyen y no se observan máximos intensos. En este caso de las PM 1 también se aprecia una similitud en las evoluciones en ambos puntos, aunque menos marcada que con los óxidos de nitrógeno. 23

26 1 1 6 Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Centro Móvil Figura.. Evolución media horaria de las concentraciones de PM 1 a lo largo del ciclo semanal en San Roque (Centro) y Tavira (Móvil). El dióxido de azufre (Figura.13) muestra evoluciones diferentes en uno y otro punto. En San Roque se produce un máximo los días laborables sobre las 7h y las concentraciones disminuyen rápidamente, mientras que en Tavira el máximo se produce más tarde, entre las h y las h, y las concentraciones van disminuyendo más lentamente. Las diferencias entre uno y otro punto apuntan a la incidencia de fuentes distintas de emisión de este contaminante. 1 Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Centro Móvil Figura.13. Evolución media horaria de las concentraciones de dióxido de azufre a lo largo del ciclo semanal en San Roque (Centro) y Tavira (Móvil). 2

27 Si se evalúan conjuntamente todas estas evoluciones se puede apreciar la particularidad de que, en el punto de San Roque, el máximo matinal de los contaminantes primarios que se produce los lunes es menos intenso en comparación con los del resto de días laborables. Esta área se ha revelado como un entorno de características más urbanas que el de Tavira. Por otra parte, se ha realizado una comparación de las concentraciones medias de los contaminantes obtenidas en ambos puntos y con los niveles detectados en la cabina de San Roque en el mismo periodo del año anterior así como con dos áreas típicas urbanas. Los valores obtenidos se representan en la Figura San Roque 26 Tavira 26 San Roque 25 Urbano1 Urbano2 CO NO NO O PM PM SO ,5 2 Figura.1. Comparación de los valores medios (µg/m 3 ) obtenidos en la campaña de muestreo en las cabinas de San Roque y Tavira con los recogidos en el mismo periodo en San Roque y en otras áreas urbanas. Nótese que la escala se corta en 75 µg/m 3 y a partir de 2 µg/m 3 el intervalo cambia. Se puede comprobar que, por una parte, todos los contaminantes, a excepción del ozono, presentan concentraciones ligeramente superiores en San Roque que en Tavira y además, los niveles en San Roque respecto a 25 son similares. Sin embargo, hay que prestar atención a las partículas en suspensión, ya que el año anterior se superó el límite establecido por la legislación, y en el periodo de estudio el valor medio de las PM 1 es mayor que el del año pasado. 25

28 La combinación de los datos de contaminantes con las variables meteorológicas medidas por las cabinas ha permitido la evaluación de los niveles medios para cada dirección de viento. En las siguientes figuras se muestran las distribuciones obtenidas. CO San Roque NO San Roque ,5 22,5 5 67, ,5 22,5 5 67,5 9 27,5 1,5 27,5 1, , ,5 22, ,5 NO 2 San Roque O 3 San Roque ,5 22,5 5 67, ,5 22,5 5 67, ,5 1,5 27,5 1, , ,5 22, ,5 PM 1 San Roque SO 2 San Roque ,5 22,5 5 67, ,5 22,5 5 67,5 9 27,5 1,5 27,5 1, , ,5 22, ,5 Figura.15. Concentraciones medias de los contaminantes obtenidas en San Roque para cada dirección del viento. 26

29 CO Tavira NO Tavira ,5 22,5 5 67, ,5 22,5 5 67, ,5 1,5 27,5 1, , ,5 22, ,5 NO 2 Tavira O 3 Tavira ,5 22,5 5 67, ,5 22,5 5 67,5 9 27,5 1,5 27,5 1, , ,5 22, ,5 PM 1 Tavira SO 2 Tavira ,5 22,5 5 67, ,5 22,5 5 67,5 9 27,5 1,5 27,5 1, , ,5 22, ,5 Figura.. Concentraciones medias de los contaminantes obtenidas en Tavira para cada dirección del viento. A la vista de las figuras se puede resaltar dos aspectos. Por un lado, en el punto de San Roque se aprecia una similitud en las distribuciones de monóxido de carbono 27

30 (CO), óxido nítrico (NO) y PM 1, con máximos en º (N), 5º (NE), 1,5º-135º (ESE- SE), y 22,5º (SSO). Las fuentes de estos contaminantes parecen estar relacionadas, y se pueden atribuir a tráfico y a las emisiones propias del núcleo urbano, a excepción de la procedente del sector ESE-SE, donde se detecta un aumento del dióxido de azufre (SO 2 ), contaminante asociado a emisiones de fuentes industriales. El ozono (O 3 ), contaminante de origen secundario, presenta valores máximos en el sector N-E. Por otro lado, en el punto de Tavira, destaca un máximo en la dirección 22,5º (SSO) de monóxido de carbono, PM 1 y dióxido de azufre, lo que situaría una fuente común de estos contaminantes en dicha dirección. Se aprecia un máximo en 9º (E) de los óxidos de nitrógeno. En cuanto al ozono, sus valores son superiores con vientos procedentes del sector norte. 2

31 5. Conclusiones La realización de este trabajo se ha centrado en el estudio de la calidad del aire del municipio de Durango a partir del muestreo y análisis de las partículas en suspensión. El proyecto es una continuación del efectuado por este mismo grupo de investigación en el mes de abril-mayo de 26 y el período muestreado recoge los 15 días siguientes de los que ya se posee información. Después de obtener los nuevos datos sobre las partículas (PM 1 ) y su contenido en metales pesados (hierro, manganeso, cinc, cobre, plomo, níquel y cadmio) se ha elaborado un estudio conjunto de los dos trabajos del que se han extraído los siguientes puntos reseñables: 1. Los niveles de partículas (PM 1 ) son mucho más elevadas en días laborables principalmente lunes, martes y miércoles, que durante el fin de semana. Este comportamiento se repite en los dos enclaves registrándose los niveles mínimos en sábado. 2. Las concentraciones más altas de PM 1 se siguen detectando en el área de Aramotz con valores puntuales que superan los 1 (µg/m 3 ). Los niveles en San Roque son superiores a los recogidos en el mismo periodo del año 25, en el que se superó el valor límite legal. 3. Existen aportes de partículas, que afectan de manera similar a la atmósfera de las zonas del municipio examinadas (Tavira, Aramotz y San Roque). La composición de metales pesados en las partículas es muy parecida en las dos zonas con el hierro, zinc y manganeso como elementos mayoritarios. Níquel y cadmio son los que se hallan en menor cantidad. 5. Los niveles de los metales más abundantes en el aire son superiores a los atribuidos a ambientes típicamente urbanos y se pueden comparar a los de lugares con importantes aportes industriales de estos elementos. 29

32 6. La variabilidad de las concentraciones de los metales analizados en los puntos de Tavira y Aramotz indica que las dos áreas estudiadas se encuentran influenciadas por focos distintos de emisión de estos contaminantes. 7. Y por último, indicar que en cuanto a los contaminantes físico-químicos se han detectado aportes de monóxido de carbono adicionales a los que se pueden encontrar en un área urbana típica. 3