Uso de muestreadores pasivos para la determinación de dióxido de nitrógeno en dos municipios del área metropolitana de Costa Rica en

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1 Revista de Ciencias Ambientales (Trop J Environ Sci). (Diciembre, 2014). EISSN: Vol 48(2): DI: URL: revista.ambientales@una.cr Uso de muestreadores pasivos para la determinación de dióxido de nitrógeno en dos municipios del área metropolitana de Costa Rica en Use of pasive samplers to determine nitrogen dioxide en two municipalities in the metropolitan area of Costa Rica in Jorge Herrera a, Susana Rodríguez b, Erika Herrera c, José Félix Rojas d, Víctor Hugo Beita e y David Solórzano f a Coordinador del Laboratorio de Análisis Ambiental de la Escuela de Ciencias Ambientales de la Universidad Nacional, Costa Rica, jorge.herrera.murillo@una.cr b Química e investigadora en la Escuela de Química de la Universidad de Costa Rica, susana.rodriguez@ucr.ac.cr. C Química, responsable del Sistema de Calidad del Laboratorio de Análisis Ambiental mencionado, Costa Rica, erika.herrera.delgado@una.cr. d Químico e Investigador s investigador en dicho Laboratorio, Costa Rica, jfrojas60@yahoo.com. e Químico industrial, es encargado de la sección de aire de dicho Laboratorio, Costa Rica, victor.beita.guerrero@gmail.com. f Químico industrial, es analista en esta misma Sección, david.solorzano.arias@una.cr. Director y Editor: Dr. Eduardo Mora-Castellanos Consejo Editorial: Enrique Lahmann, UICN, Suiza Enrique Leff, UNAM, México Sergio Molina, Universidad Nacional, Costa Rica Arturo Sánchez, Universidad de Alberta, Canadá lman Segura, Universidad Nacional, Costa Rica Rodrigo Zeledón, Universidad de Costa Rica Gerardo Budowski ( ), Universidad para la Paz, Costa Rica Asistente: Rebeca Bolaños-Cerdas

2 Uso de muestreadores pasivos para la determinación de dióxido de nitrógeno en dos municipios del área metropolitana de Costa Rica en Jorge Herrera, Susana Rodríguez, Erika Herrera, José Félix Rojas, Víctor Hugo Beita y David Solórzano Ciencias Ambientales Ciencias Ambientales de la Universidad Nacional. S. Rodríguez, química, es investigadora en la Escuela de Química de la Universidad de Costa Rica. biental mencionado. J. F. Rojas, químico, es investigador en dicho Laboratorio. D. Solórzano, químico industrial, es analista en esta misma Sección. Resumen Se evaluó el desem- - de dióxido de nitrógeno en veinticinco sitios de los can- límite de detección y cuan- con lo cual se obtuvo resultados satisfactorios. Al me- valores mayores a 40 μg/m, zación Mundial de la Salud Abstract ated for the determination of nitrogen dioxide in twen- limit of detection and quan- results were satisfactory. values greater than 40 ug/ m that recommended by the World Health rganization criteria for this contaminant. The highest concen- Introducción L tos sobre la salud humana, incluyendo un mayor riesgo de mortalidad, aumento tas a urgencias, la exacerbación de enferme- - El deterioro de la calidad del aire es - tículas sólidas o líquidas como gases. La que contribuyen en mayor medida a generar 20 Revista Semestral de la Escuela de Ciencias Ambientales

3 Ciencias Ambientales 48: 20-29, ISSN: / 2014 concentraciones mayores se - donde llegan a alcanzar ex- con los obtenidos en años anteriores, se registra una tasa - Palabras clave: dióxido de commercial sites with high - - commercial and industrial Keywords: nitrogen dioxide, vinculación de los contaminantes del aire gadores han informado de efectos en la sa- 2 2 Los óxidos de nitrógeno son gases de el N Los datos obtenidos de estudios en a N 2 concluyentes, como ha ocurrido en estudios tendientes a demostrar la mayor sensibili- tóxicos de este contaminante. Sin embar- - - se han demostrado efectos genotóxicos de Uso de muestreadores pasivos para la determinación de dióxido de nitrógeno en dos municipios del área metropolitana de Costa Rica en

4 Diciembre Número 48 2 en animales de laboratorio 2 sobre la salud humana de forma indirecta. El N 2, junto con el - nes de esmog urbano se observaron nitraciones in situ La medición de los niveles de N 2 en aire se de aire en un medio químico o mediante el uso lidad del aire. En los últimos años, se han realizado varios estudios con los que se han medido los niveles de N 2 - ción de dióxido de nitrógeno tiene su fundamento do en un ambiente contaminado durante cierto - entre otros factores, a la concentración ambiental Considerando las leyes físicas de la difusión C= M x L D x A x t C = concentración ambiental media del contaminante Dicha ecuación relaciona la concentración levantados y constituye la base teórica funda- - - Q= D x A L Esta tiene las dimensiones de un caudal equivalente de muestreo. De este modo resulta C= M Q x t 22 Jorge Herrera, Susana Rodríguez, Erika Herrera, José Félix Rojas, Víctor Hugo Beita y David Solórzano

5 Ciencias Ambientales 48: 20-29, ISSN: / 2014 Los valores de Q deben ser determinados - con lo que la concentración ambiental del conta- C = M x K D x t - - inferior a la unidad. La determinación de estos determinación de niveles de dióxido de nitrógeno - Sección experimental Preparación de los tubos - - te, las mallas se colocaron en el interior de una - Análisis químico de los tubos de 15 ml. Luego se agregaron 5 ml del reactivo de de 15 minutos. El dióxido de nitrógeno colectado en forma de N 2- trietanolamina, reacciona con el reactivo de color, H 2 N S H 2 N S + NH 2 N 2 H 2 N S N 2 + N H NH 2 N N N H NH 2 Uso de muestreadores pasivos para la determinación de dióxido de nitrógeno en dos municipios del área metropolitana de Costa Rica en

6 Diciembre Número 48 a la concentración. Tanto a las muestras como a se les midió la absorbancia a 542 nm. La masa de dióxido de nitrógeno colectada en cada tubo se de- - de N 2 en el aire, tras utilizar la ecuación 4. Validación del método de análisis terminación de la concentración de dióxido de nitrógeno se sometió a una rigurosa rutina de validación, en la cual se establecieron los siguientes - lidad y sesgo de acuerdo con las orientaciones de la EURACHEM. Selección de sitios de monitoreo 2 en de veinticinco sitios de muestreo distribuidos de acuerdo con como se indica en el cuadro 1. Las muestras se colectaron cada 22 días. Cuadro 1. Localización de los sitios de muestreo utilizados en el monitoreo de N 2 Sitio Provincia Cantón Naturaleza del sitio Ubicación exacta 1 Comercial 2 Comercial Comercial 4 Comercial 50 m este de la estación de servicio La Castellana, avenida Residencial Residencial Residencial 8 Comercial Iglesia Santa Teresita, barrio Aranjuez. 9 Comercial 10 Comercial y Alcantarillados. 11 Comercial 12 Residencial Residencial 14 Industrial Costado este de la industria Numar, barrio Cuba. 15 Heredia Comercial Frente al Hotel Ramada Herradura. Heredia Industrial Heredia Residencial Residencial Cariari. 18 Heredia Industrial 19 Heredia Industrial 20 Heredia Residencial Frente al Hotel Marriot. 24 Jorge Herrera, Susana Rodríguez, Erika Herrera, José Félix Rojas, Víctor Hugo Beita y David Solórzano

7 Ciencias Ambientales 48: 20-29, ISSN: / 2014 Sitio Provincia Cantón Naturaleza del sitio Ubicación exacta 21 Heredia Residencial Frente a la iglesia católica de La Ribera. 22 Heredia Comercial Heredia Comercial 24 Heredia Residencial 25 Heredia Comercial Cruce de Radial a Santa Ana. Resultados y discusión Validación del método - - Cuadro 2. Resultados de absorbancia obtenidos Número de blanco Señal de absorbancia obtenida 1 0, ,0048 0, , ,0050 0, , ción de 2,1 ug/l, el cual, si se considera un muestreo de 21 días consecutivos, equivale a 0,4 μg/m. En con una sensibilidad de 0,001 UA/ μg/l Uso de muestreadores pasivos para la determinación de dióxido de nitrógeno en dos municipios del área metropolitana de Costa Rica en

8 Diciembre Número 48 Cuadro 3. Resultados obtenidos en 2 - Intervalo F calculado F teórico Existe diferencia Bajo-Medio No Bajo-Alto No Medio-Alto No Cuadro 4. Parámetro Valor Incertidumbre expandida m 1,00 0,009 Sí b 4,8 Sí - cuadro 5, se muestran los resultados obtenidos. Cuadro 5. Parámetro Valor 1,4 μg/m 1,9 μg/m 5,5 μg/m Niveles de dióxido de nitrógeno anual de las concentraciones de N 2 obtenidas - -, que contaminante. Las concentraciones mayores se vehicular, en donde se llegan a alcanzar exce- criterio de la rganización Mundial de la Salud. - indicar que esta tasa aumentó ligeramente con la cual se registraban incrementos de hasta Jorge Herrera, Susana Rodríguez, Erika Herrera, José Félix Rojas, Víctor Hugo Beita y David Solórzano

9 Ciencias Ambientales 48: 20-29, ISSN: / 2014 Cuadro 6. Sitio de muestreo Promedio anual 2011 Promedio anual 2012 (ug/m 3 ) (ug/m 3 ) Cantón de San José Bomba La Castellana Barrio La Cruz 21 Avenida 10, AyA Costado este de la iglesia Santa Teresita Numar Cantón de Belén Antiguo Hotel Herradura Residencial Cariari Costado norte de la Firestone Frente al Hotel Marriot 25 Frente a la iglesia católica La Ribera de la concentración de dióxido de nitrógeno en los sitios de muestreo ubicados en la ciudad de San - tinguir entre fenómenos locales y de larga escala y signo de cada uno de los factores que conforman si las características de las fuentes de emisión locales afectan las concentraciones locales de cada uno de los sitios de monitoreo. Estos resultados de los sitios de monitoreo. - Uso de muestreadores pasivos para la determinación de dióxido de nitrógeno en dos municipios del área metropolitana de Costa Rica en

10 Diciembre Número 48 Cuadro 7. Primer componente Segundo componente Tercer componente Factores con valores < 0 = 2 las concentraciones de N 2 en los distintos sitios mir un gradiente sur-norte, con concentraciones las emisiones de fuentes móviles en la calidad del Conclusiones De acuerdo con los resultados obtenidos en - veles de dióxido de nitrógeno existentes en centros urbanos con un nivel de exactitud que, si bien - histórica de los niveles de N 2, se determina que ran el criterio de la rganización Mundial de la 28 Jorge Herrera, Susana Rodríguez, Erika Herrera, José Félix Rojas, Víctor Hugo Beita y David Solórzano

11 Ciencias Ambientales 48: 20-29, ISSN: / 2014 miento urbano, sin causar deterioro a la salud de sus habitantes. Así, se favorece el uso de trans- desarrollado utilizando la base de datos, mues- ciar que hay una interconexión entre esos sitios, debido al movimiento de masas de aire y a la naturaleza misma de las fuentes que originan las emisiones de dióxido de nitrógeno, en Referencias Monitoring nitrogen dioxide levels in urban areas in Water, Air and Soil Pollution 220, ysis of time-series studies of ozone and mortality with Epidemiology Chen, G., Song, G., Jiang, L., Zhang, Y., Zhao, N. y Chen, B. China. Journal of ccupational Health - Environmental Health Perspectives 110, tion. Annals of Epidemiology Proceedings from the International Conference on Measuring Air Pollutants by Diffusive Sampling, Montpellier, France, September Environmental Science and Technology - Iran. Journal of Science and Technology Short-term association between sulfur dioxide and Environmental Research 110, device for gaseous contaminants. American Industrial Hygiene Association Journal of nitrogen dioxide, sulfur dioxide, ozone and ammo- tric analyses. Air Quality and Atmosphere Health 2, Journal of Toxicological Environment Health Uso de muestreadores pasivos para la determinación de dióxido de nitrógeno en dos municipios del área metropolitana de Costa Rica en