Caracterización de PM10 y PM2 Hong Kong

7/24/2019 Caracterizacin de PM10 y PM2 Hong Kong

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Caracterizacin de PM10 y PM2.5 fuente para perles polvo fugitivo en HongKong

esu!en

"os perles de origen #u$!ico PM10 y PM2.5 de Hong Kong fueron investigados

por el polvo del ca!ino pavi!entado y el suelo. %e necesitan estos perlespara los inventarios de e!isiones de especiacin ur&ana a gran escala y parala fuente de prorrateo por !odelos de recepcin. %e recogieron cinco suelosur&anos y cinco !uestras de polvo de carretera pavi!entada' se secan y seta!izan' se volvieron a suspender en una c(!ara de la&oratorio' el aireaspirado a trav)s de PM10 y PM2.5 en ltros de entrada de te*n y cuarzo. "as!uestras de ltros se so!etieron a a!&os an(lisis gravi!)tricos y #u$!icas.+l an(lisis #u$!ico incluye la *uorescencia de rayos , para la co!posicinele!ental' de iones cro!atograf$a de cloruro solu&le en agua' nitrato' sulfato'espectrofoto!etr$a de a&sorcin at!ica para el sodio y el potasio solu&le enagua' el an(lisis colori!)trico auto!atizado de a!onio y an(lisis t)r!ico -

ptico de re*ectancia para las especies de car&ono. +l PM2.5 constituye 11/0 del PM10 en todas las !uestras geolgicas. l' %i y car&ono org(nico C34son a&undantes constituyentes en todas las !uestras de polvo de ca!inospavi!entados y de suelo. "as a&undancias #u$!icas de PM2.5 y PM10 para untipo de fuente dada fueron si!ilares para la !ayor$a de las especies. de!(s'los resultados de los suelos se volvieron a suspender tres conuntos4' polvo deca!inos pavi!entados cinco uegos4' agregada tres conuntos4 y ce!entodos uegos4 se o&tuvieron del 6eparta!ento de Hong Kong de Proteccin!&iental HK+P64 para la co!paracin' as$ co!o el an(lisis de cierre !asivo .

7ntroduccin.

+l polvo fugitivo de las carreteras pavi!entadas y sin pavi!entar' laconstruccin y de!olicin y los sitios de suelo vac$o son i!portantescontri&uyentes a PM10 y PM2.5 en !uc8as (reas ur&anas 9atson et al' 1:;:uestros estudios previos encontraron #ue' ?%P fue superior al pro!edio anualde la Calidad del ire Hong Kong 3&etivo H@34 por un factor de 1'5/'!ientras #ue las PM10 super por 1'/:. "a concentracin !edia anual dePM2'5 eAcedi la nor!a de calidad del aire Bnidad >acional de +stados

a!&iente >@%4 pro!edio anual de 15 !g - !/ por una factor /'; en laestacin de !onitorizacin Hong Kong Polit)cnica C8an et al.' 20014. erosole!isiones de part$culas escapes de los ve8$culos de !otor' lu&ricantes'residuos de aceite' desgaste de los neu!(ticos y pastillas de freno' a lainte!perie supercie de la calle' etc.4 son e!itidos a la at!sfera y sedepositan Manoli et al.' 20024 3tros conta!inantes pueden acu!ularse en lacapa superior del suelo de la deposicin at!osf)rica por sedi!entacin' laretencin y la interceptacin. suelos ur&anos cerca de tr(co pesado son


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f(cil!ente conta!inados por el escape de ve8$culos Cul&ard et al.' 1:;;a' Mg' l' %i' P' %' Cl' K' Ca' ?i' ' Cr' Mn' Fe' Co' >i' Cu' In' Ea' s' %e' r' &' %r' U' Ir'


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Mo' Pd' g' Cd' 7n' %n' %&' a' "a' u' Hg' ?l' P&' y B 9atson et al.' 1:::4' cro!atograf$a de iones

C8o= y 9atson' 1:::4 para el agua solu&le espectrofoto!etr$a dea&sorcin at!ica de >a S' K S4 solu&le en agua' auto!atizada colori!etr$a para 8idrosolu&les>H Sy M+R3 !)todo t)r!ico - ptico de re*ectancia ?34 para el car&ono org(nicoC34 y el car&ono ele!ental C+4 C8o= et al.' 1::/&' 1::G' 20014.

esultados y discusin

a&undancias #u$!icas

asado en el an(lisis gravi!)trico' PM2.5 constituido 11 /0 del PM10 en el suelo y elpolvo del ca!ino pavi!entado. "as ta&las 2 y / !uestran las co!posiciones #u$!icasde perles de origen de la fuga de polvo de todas las fuentes de PM2.5 y PM10'respectiva!ente. Fig. "a gura 2 !uestra los ee!plos de PM10 perles de origen#u$!ico para polvo de la carretera pavi!entada' y las !uestras de suelo ur&ano enHong Kong. "a altura de cada &arra indica el porcentae de las especies #u$!icascorrespondientes en PM10 e!itida.l' %i y 3C son a&undantes constituyente en todas las !uestras de polvo de ca!inospavi!entados y de suelo. +n t)r!inos generales' el co!ponente con !ayor

concentracin en el perl de polvo de la carretera pavi!entada era de %iy el segundo !(s alto constituyente fue 3C "as !uestras de polvo

de ca!inos pavi!entados se enri#uecen en K ' Ca ' y

Fe ' ade!(s' suelo ur&ano conten$a %i en el !(s alto '

a&undancia y l en el segundo !(s alto ' a&undancia. +llos se

enri#uecen en 3C Fe/.D S 0.2G4 and K 2./5 S 0.G4 ade!(s. +l car&ono ele!ental C+4 es !ayor

a&undancia ' en polvo de la carretera pavi!entada #ue en suelo ur&ano

con slo el 0'0 en el suelo par#ue de pa$s recogidos por HK+P64.variaciones sustanciales se encuentran en las proporciones 3C - ?C para diferentesperles de origen geolgico en otros pa$ses C8o= et al.' 1::&4.sin e!&argo en este estudio' el 3C - ?C proporciones son !ayores de 0': para todaslas !uestras de carreteras pavi!entadas y de suelo' tanto en PM2.5 y PM10 !uestras."as relaciones son !(s altos en co!paracin con otros estudioselaciones de 3C - ?C son entre 0'GG y 0';04 9atson y C8o=' 20014.%e o&servaron altas concentraciones de C3 y &aas concentraciones de la C+ en todaslas !uestras. +l efecto de las e!isiones de ve8$culos de !otor' incluidas las de freno ydesgaste de los neu!(ticos y el aceite gotea' presu!i&le!ente co!o resultado una!ayor a&undancia de C3 y C+ en polvo de la carretera pavi!entada y el suelo ur&anocerca de la carretera de trata pesada. Bn progra!a de inspeccin y aplicacin decontrol del ve8$culo a8u!ado en Hong Kong co!enz en 1::;' #ue 8a !eorado el8u!o negro C+ es el co!ponente principal en el 8u!o negro4 ensayar procedi!ientosde las inspecciones t)cnicas anuales desde nales de 1::D. "as estrictas nor!as so&re

e!isiones de los ve8$culos diesel puede tener reduce considera&le!ente la e!isin C+de los ve8$culos. los restos de cultivos agr$colas y los productos #u$!icos por ee!plo'fertilizantes' pesticidas' 8er&icidas4 ta!&i)n podr$an au!entar la a&undancia de 3C enel suelo C8o= et al.' 1::&4. en los perles de carreteras

pavi!entadas #ue en los suelos ur&anos ' y #ue es tan &ao co!o0'0 en el suelo del par#ue del pa$s recogidos por HK+P6. Co!o se utiliza Inco!o agente de vulcanizacin en neu!(ticos de ve8$culos llo=ay' 1::04'


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Fergusson y Ki! 1::14 lleg a la conclusin de #ue el In puede ser aportado apartir de !ateriales galvanizados' desgaste de los neu!(ticos yel uso de co!puestos de cinc en la produccin de cauc8o. "as altas tasas dedesgaste a alta te!peratura de las inspecciones de las zonas su&tropicalesdesde nales de 1::D. "a e!isin estrictas nor!as para los ve8$culos dieselpueden 8a&er reducido considera&le!ente la e!isin de la C+ de los ve8$culos.

los restos de cultivos agr$colas y los productos #u$!icos por ee!plo'fertilizantes' pesticidas' 8er&icidas4 ta!&i)n podr$an au!entar la a&undanciade 3C en el suelo C8o= et al.' 1::&4. Iinc era !uc8o !(s a&undante

en los perles de carreteras pavi!entadas #ue en los suelos

ur&anos ' y #ue es tan &ao co!o 0'0 en el suelo del par#uedel pa$s recogidos por HK+P6. Co!o se utiliza In co!o agente devulcanizacin en neu!(ticos de ve8$culos llo=ay' 1::04' Fergusson y Ki!1::14 lleg a la conclusin de #ue el In puede ser aportado a partir de!ateriales galvanizados' desgaste de los neu!(ticos yel uso de co!puestos de cinc en la produccin de cauc8o. "as altas tasas dedesgaste a alta te!peratura de las zonas su&tropicales co!o Hong Kong

pueden contri&uir a la altacontenido de In en los polvos de carreteras pavi!entadas "i et al.' 20014. +lplo!o P&4 se utiliza en la gasolina en algunos pa$ses C8o= et al' 1::&


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fracciones. %e o&servaron !ayores a&undancias de las principales especies de lacorteza tales co!o %i y l en la fraccin PM10. %in e!&argo' la a&undancia de K' Ca' ?i'Fe y 3C dierenpor no !(s de un pe#ueJo porcentae entre las dos fracciones. 3tros perles fuentes'#ue no se !uestran a#u$' !uestran patrones si!ilares.

"as correlaciones de especies #u$!icas

correlaciones altas rV 0W D< P 0W014 se o&servaron entre la concentracin de !asas ylos ele!entos de la corteza terrestre tradicionales %i' l' K' Ca' ?i y Fe4 en las !uestrasde suelo y polvo. %in e!&argo' se o&serv una correlacin !(s alta en la fraccin PM10#ue en el PM2.5 de polvo de la carretera pavi!entada y !uestras de suelo ur&ano.?a!&i)n tiene una &uena correlacin rV 0W;< P 0W014 de los conta!inantes deltr(co' tales co!o In y P&' se encontraron con la concentracin en !asa de las!uestras de polvo de a!&as fracciones. Para la C+' se o&serv correlacin aca&a ustoen el MP10 de a!&as !uestras. "as e!isiones de los ve8$culos eran las principalesfuentes de la C+ en polvo de la carretera pavi!entada' por lo tanto' el porcentae en!asa de la C+ podr$a depender del volu!en de tr(co de ve8$culos en esa carreterapavi!entada. +studios fuente anterior de reparto C8o= et al.' 1::2a' &4 !uestran #uelas a&undancias #u$!icas y varia&ilidades son sucientes para separar lascontri&uciones geolgicas de otros tipos de fuentes' pero son insucientes paradistinguir carretera asfaltada y co!posiciones de suelo natural el uno del otro 9atsonet al' 20014. +n este estudio' %i' l' K' Ca' ?i y Fe son &uenos indicadores de la fraccinPM10 de !uestras de suelo y polvo de ca!inos pavi!entados' y In y P& se puedenutilizar co!o otros indicadores de polvo de ca!inos pavi!entados.

econstruida frente !asa !edida

+n el an(lisis de cierre de !asa #u$!ica para las part$culas del aire' la !ateria de lacorteza se reconstruye !ediante el uso de las concentraciones de los ele!entos' talesco!o l' %i' Ca' ?i y Fe y K4 para esti!ar los Aidos no !edidos. Con el n de evaluarla ecacia de este c(lculo en el a!&iente de Hong Kong' las concentraciones de!ateria de la corteza calculados se co!pararon con las concentraciones en !asa

!edidos !ediante el uso de !edicin gravi!)trica4 en este estudio. continuacin sepresentan las ecuaciones utilizadasW

cuestin de la corteza X

Fig. "a gura 5 !uestra los gr(cos de dispersin de las concentraciones de !asacalculados frente a las concentraciones de !asa !edidos de fraccin PM10. %lo las!uestras de suelo PM104 tienen &uen acuerdo con los valores calculados desviacin!edia relativa esta&a por de&ao de 104. 6os colas prue&as t pareadas se utilizaronpara evaluar la signicacin entre los valores ponderados y los valores calculados.?odos los valores t se co!pararon con los valores cr$ticos de t para P X 0W054.

+!pareado espect(culo de ttest no signicativa diferencia ensayo t e!pareado poree!plo' para los datos de PM10 austado X 0'G:< cf. t cr$tico X 02W0D4 dio entre lasconcentraciones de !aterial de la corteza calculadas y las concentraciones en !asa!edidos. "as grandes variaciones de conta!inantes ve8iculares 3C' C+' In y P&4 en elpolvo de la carretera pavi!entada y fraccin na de las !uestras de suelo en HongKong 8icieron los valores calculados #ue no coincidan con las concentraciones en !asa!edidos para todas las !uestras.

Conclusiones


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co!posiciones #u$!icas del suelo y de los !ateriales de polvo de ca!inospavi!entados #ue generan e!isiones de polvo fugitivo se deter!inaron en Hong Kong.+l PM2.5 constituido 11/0 del PM10 en el suelo y el polvo del ca!ino pavi!entado. l' %i' y 3C sona&undantes constituyentes en todas las !uestras de polvo de ca!inos pavi!entados yde suelo. Para perl agregado' %i era el constituyente !(s a&undante. PM10 y PM2.5 seenri#uecen con Ca superior al /54 para el perl de ce!ento. %ulfato fueron lossegundos co!puestos !(s altos' especial!ente en la fraccin PM2.5 O 1/4.%e o&servaron altas concentraciones de C3 y &aas concentraciones de la C+ en las!uestras de PM10. +l 3C - ?C proporciones son !(s altas !(s de 0':4 en co!paracincon otros estudioselaciones de 3C - ?C son entre 0'GG y 0';04. P& y zinc fueron los !arcadores deperles de carreteras pavi!entadas y suelos conta!inados ur&ana en Hong Kong. +lefecto de !otorcontri&uciones de ve8$culos a polvo de ca!inos pavi!entados y el suelo ur&ano poree!plo' el freno y el desgaste de los neu!(ticos' aceite gotea' escape depositada4 esevidente en las a&undancias !ayores de In' C3 y C+.%in e!&argo' las concentraciones de In' 3C' y la C+ en el suelo par#ue de pa$srecogidos por +P64 fueron !(s &aos #ue en el suelo ur&ano. "os perles #u$!icos endiferentes !uestras"ugares de polvo de ca!inos pavi!entados' del suelo o del par#ue pa$s suelos ur&anosfueron si!ilares. PM2.5 y PM10 a&undancias #u$!icas para un tipo de fuente dadafueron si!ilares para la !ayor$a de las especies. correlaciones altas rV 0W D4 seo&servaron entre la concentracin de !asas y los ele!entos de la corteza terrestretradicionales %i' l' K' Ca' ?i y Fe4 en las !uestras de suelo y polvo. ?a!&i)n seo&serv una correlacin !(s alta en la fraccin PM10 #ue en PM2.5 de a!&as!uestras. %in e!&argo' cuando las concentraciones de !ateria de la cortezacalculados se co!pararon con las concentraciones en !asa !edidos' slo lasconcentraciones de !asa !edidos de las !uestras de suelo de PM10 tienen &uenacuerdo con los valores calculados. prue&as t pareadas de dos colas se utilizaron paraevaluar la signicacin entre los valores !edidos y los valores calculados. prue&a tpareada !uestra #ue 8ay diferencias resultaron signicativa!ente entre los dos

valores. "as grandes variaciones de conta!inantes ve8iculares 3C' C+' In y P&4 en elpolvo de la carretera pavi!entada y fraccin na de las !uestras de suelo en HongKong 8icieron los valores calculados #ue no coincidan con las concentraciones en !asa!edidos para todas las !uestras.

Caracterización de PM10 y PM2 Hong Kong

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