del País Vasco Euskal Herriko Universidad · 1. Introducción y objetivos1. Introducción y...

Determinación y evaluación de los principalesindicadores de contaminación atmosférica en

el municipio de Muskiz, Bizkaia

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Universidaddel País Vasco

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2012

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Determinación y evaluación de los principales indicadores de contaminación atmosférica en el municipio de Muskiz, Bizkaia

Determinación y evaluación de los principales indicadores de

contaminación atmosférica en el municipio de Muskiz,

Bizkaia

Equipo de Trabajo

Dra. Lourdes Cantón

Dr. Miguel Ángel Barrero

Aitor Berasaluce

Maider Goikoetxea

Olatz Goikoetxeaundia

Grupo de Ingeniería Química

Facultad de Ciencias Químicas

Universidad del País Vasco

San Sebastián, noviembre de 2012


Agradecimientos

El equipo de trabajo quiere expresar su más sincero agradecimiento a las

personas y entidades que han hecho posible la realización de este estudio. En

especial, a la técnico de Medio Ambiente del Ayuntamiento de Muskiz, Ana Carcelén,

sin cuya valiosa colaboración este proyecto no habría podido llevarse a cabo, al

Ayuntamiento de Muskiz, y al Gobierno Vasco, por las facilidades que nos han ofrecido

para su realización.

1


ÍndiceÍndiceÍndiceÍndice

1. Introducción y objetivos ........................................................................................ 2

2. Descripción del área de estudio ........................................................................... 5

3. Toma de muestras y metodología analítica ........................................................ 10

3.1. Partículas en suspensión y metales ............................................................ 10

3.2. Compuestos orgánicos volátiles (COVs) ..................................................... 12

3.3. Contaminantes mayoritarios (Red de Vigilancia de la Calidad del Aire) ...... 13

4. Resultados ......................................................................................................... 16

4.1. Partículas en suspensión y metales ............................................................ 16

4.1.1. Partículas en suspensión .................................................................... 17

4.1.2. Metales en partículas en suspensión ................................................... 20

4.1.2.1. Evaluación de las concentraciones de metales con la dirección del

viento .......................................................................................... 34

4.1.2.2. Evaluación de las correlaciones de los metales ........................... 36

4.2. Compuestos Orgánicos Volátiles ................................................................ 39

4.2.1. Evaluación de las concentraciones de COVs con la dirección del viento

...................................................................................................................... 61

4.2.2. Análisis de correlaciones entre compuestos orgánicos volátiles .......... 64

4.2.3. Análisis de los compuestos benceno, tolueno y xileno (BTX)

proporcionados por la cabina de San Julián ...................................... 68

4.2.4. Comparación con los datos de COVs de anteriores estudios .............. 77

4.3. Contaminantes fisicoquímicos .................................................................... 81

4.3.1. Evaluación de los ciclos diarios y semanales de los contaminantes .... 93

4.3.2. Evaluación de las concentraciones con la dirección del viento .......... 100

5. Normativa de Calidad del Aire .......................................................................... 104

5.1. Aplicación de la normativa a los datos del estudio .................................... 104

5.2. Índice de Calidad del Aire en el municipio de Muskiz en el año 2011 ....... 109

6. Conclusiones .................................................................................................... 114

7. Bibliografía ....................................................................................................... 119

2


1. Introducción y objetivos1. Introducción y objetivos1. Introducción y objetivos1. Introducción y objetivos

Los núcleos de población están experimentando en la actualidad cambios muy

significativos en relación al mejor uso y aplicación de los recursos naturales. Términos

como reducir, reciclar, reutilizar, etc, son cada vez más comunes en la conservación

de nuestro entorno medioambiental.

El desarrollo de nuevas tecnologías cada vez más respetuosas con el medio

atmosférico y por otra parte, el establecimiento de normativas restrictivas en cuanto a

la emisión de contaminantes, son dos actuaciones esenciales dirigidas a mejorar la

calidad de nuestro entorno de vida. Sin embargo, todavía existen numerosos y muy

diversos focos de emisión de sustancias contaminantes al aire que alteran su

composición y son susceptibles de provocar efectos sobre la población (Schwartz y

col., 2001; Dockery D.W., 2009; Gurjar y col., 2010; Billionnet y col., 2012).

Las ciudades, y en general los núcleos urbanos, son entornos en los que se

desarrollan actividades en contacto directo con sus habitantes entre las que destaca,

principalmente, el tráfico rodado, al que se le adjudica una contribución muy elevada

de los contaminantes presentes en el aire, las emisiones procedentes de actividades

domésticas, o las incorporadas al ambiente a través de determinados procesos de tipo

industrial emplazados en los municipios o en su entorno (Brocco y col., 1997; Montells

y col., 2000; Harrison y col., 2001; Barrero y Cantón, 2007; Putaud y col., 2010).

De esa manera, el medio atmosférico se ha convertido es un receptor de

constantes aportes de sustancias de naturaleza muy diversa, procedentes de focos

tanto naturales como antropogénicos, que requieren ser estudiados con detalle a fin de

poder conocer las condiciones reales del medio.

Con todo ello, a la hora de plantear la realización de un estudio sobre la calidad

del aire en un determinado entorno se debe fijar la atención en aquellos contaminantes

de interés medioambiental y, en especial, los contemplados en la normativa sobre el

tema.

En estos momentos, la legislación vigente en el marco de la Comunidad Europea

sobre calidad de aire en inmisión (Directiva 2008/50/CE) establece el listado de

contaminantes a medir, los sistemas para realizar estas mediciones, y la obligación

extendida a todos los miembros de designar los responsables que aseguren la calidad

del aire y proporcionen la información al público. En el caso de la Comunidad

3


Autónoma del País Vasco, el Departamento de Medio Ambiente del Gobierno Vasco

dispone de una Red de Vigilancia de la Calidad del Aire que proporciona datos en

continuo acerca de los contaminantes mayoritarios regulados por la directiva:

monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, ozono, dióxido de azufre, todos ellos en la

fase gaseosa del aerosol, y partículas en suspensión con diámetro inferior a 10 µm,

denominadas PM10.

Sin embargo, hay otros contaminantes regulados, como ciertos metales pesados

y compuestos orgánicos volátiles, cuya determinación requiere sistemas de muestreo

y análisis muy específicos, que no se pueden llevar a cabo en las unidades

automáticas de control atmosférico y que, en este caso han sido abordados por el

Grupo de Ingeniería Química de la UPV-EHU en San Sebastián.

Evidentemente, todos esos contaminantes que llegan a la atmósfera se

encuentran directamente afectados por las propias condiciones meteorológicas del

medio. Variables como la dirección y velocidad del viento, son factores que determinan

su comportamiento en el aire, haciendo que reaccionen entre sí, se modifiquen física y

químicamente, etc, y todo ello, a lo largo del tiempo que estén en la atmósfera. Como

consecuencia, a la hora de efectuar un diagnóstico sobre el mayor o menor nivel de

contaminación en un lugar concreto, es preciso realizar un estudio continuado en el

tiempo que permita analizar la evolución de sus niveles para lo que se requiere la

recopilación de toda la información disponible en el punto objeto de estudio.

El proyecto que se recoge en esta memoria ha tenido como principal objetivo

conocer la calidad del aire en la población de Muskiz, en concreto en dos áreas,

localizadas, una, en el centro urbano (que hemos denominado la Estación) y, otra, en

la zona de San Julián.

Esta no ha sido primera de las investigaciones que este Grupo de Ingeniería

Química ha llevado a cabo en el municipio. En el año 2003 se inició una campaña

anual de muestreo y determinaciones analíticas en el punto de la Estación para

posteriormente, y de manera paralela, incorporarse al proyecto el segundo punto de

San Julián. Los resultados de aquellos trabajos cubrieron la determinación de los

parámetros recogidos en la normativa de la época y por tanto, las mediciones de

partículas se refirieron al total de partículas en suspensión (TPS) y no a las PM10

actuales. En el caso de la fase gaseosa, los compuestos analizados se recogen dentro

4


de los compuestos orgánicos volátiles, estudiados en este trabajo y ello ha permitido

realizar un estudio de comparación de los dos periodos.

Los proyectos anteriores y el que aquí se presenta fueron subvencionados por el

Ayuntamiento de Muskiz y en todos ellos se ha contado con la colaboración del

Departamento de Medio Ambiente del Gobierno Vasco, que ha proporcionado los

datos de los parámetros determinados en las cabinas de control automático instaladas

en los dos puntos muestreados.

Conseguir el objetivo señalado ha supuesto contar con el conocimiento y las

tecnologías apropiadas a fin de cubrir aspectos como:

1. El diseño de una estrategia de muestreo que asegure la representatividad de

la toma de muestras, tanto del material particulado en suspensión como de la

fase gaseosa.

2. La identificación y cuantificación de los distintos componentes, orgánicos

(Compuestos Orgánicos Volátiles, COVs) e inorgánicos (metales pesados),

presentes en el aire a partir del empleo de técnicas específicas y al mismo

tiempo selectivas de los productos a determinar.

3. El estudio de los contaminantes mayoritarios en la atmósfera y la evaluación

de su comportamiento influenciado por parámetros meteorológicos

característicos de la zona a estudiar.

4. El análisis conjunto de todas las variables químicas, físicas, meteorológicas,

etc, con el fin de:

- evaluar los cambios que se han producido, a nivel cualitativo y

cuantitativo, en las sustancias analizadas durante el periodo del proyecto,

- determinar el grado de contaminación del aire de la zona a partir de la

comparación de los resultados con la normativa vigente sobre el tema y

también con los datos de trabajos previos,

- conocer el Índice de Calidad del Aire siguiendo los criterios propuestos

por el Gobierno Vasco para su obtención,

- disponer de información en el tiempo sobre las condiciones en las que

se halla el medio atmosférico de la zona e iniciar la creación de una base de

datos donde se vayan incorporando los resultados de posteriores estudios.

5


2. Descripción2. Descripción2. Descripción2. Descripción del área de estudiodel área de estudiodel área de estudiodel área de estudio

Muskiz es un municipio ubicado en el extremo occidental de la costa de Bizkaia

(43º15’ N, 2º55’ O), en la desembocadura del río Barbadun, y cuenta con 7334

habitantes (Eustat, censo de 2011). El municipio consta de varios núcleos de

población más o menos dispersos, como San Juan, San Julián, Pobeña o Santelices,

por citar algunos. Limita al norte con el Mar Cantábrico, al este con Zierbena y Abanto,

al sur con Galdames y al oeste con la Comunidad Autónoma de Cantabria. Está

situado en un valle rodeado de montes con elevaciones comprendidas entre los 200 y

los 600 m. En su entorno se sitúan varias industrias, entre las que destaca por su

extensión Petronor, la única refinería de petróleo de la Comunidad Autónoma Vasca

(Figura 2.1).

Figura 2.1. Entorno de Muskiz y ubicación de los puntos de muestreo.

San Julián

Estación

6


Muskiz se ubica en una zona de clima oceánico atlántico, caracterizado por

temperaturas suaves durante todo el año, con inviernos frescos y veranos templados,

y precipitaciones abundantes, algo más frecuentes en el periodo invernal.

Dentro del área urbana de Muskiz, se han seleccionado dos puntos de muestreo

(Figura 2.1). El primero está localizado en el entorno de la estación de Renfe, en la

calle Giba Fregenal, en la cabina perteneciente a la Red de Vigilancia de la Calidad del

Aire del Gobierno Vasco. El segundo, en el barrio de San Julián, junto a la estación de

la Red de Vigilancia de la Calidad del aire ubicada en ese punto. La distancia entre

ambos puntos es de unos 1300 m, prácticamente en el eje norte-sur.

En ambas estaciones se dispone de sendas estaciones meteorológicas, que

miden la temperatura, humedad relativa, presión atmosférica, radiación solar y

velocidad y dirección del viento. Los estadísticos descriptivos de los promedios diarios

de las variables meteorológicas medidas en el punto de la Estación y en San Julián

durante el año 2011 se muestran en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1. Estadísticos descriptivos (mínimo, máximo, media, desviación típica) de los

promedios diarios de las variables meteorológicas medidas en los puntos de la Estación y de

San Julián, en 2011.

mín. máx.

media (inv)

media (ver)

media desv. típ. N

humedad relativa (%) 37 94 75 77 75 11 365 presión atmosférica (mb) 988 1038 1023 1014 1016 8 363 radiación solar (W/m2) 9 336 56 203 132 85 365 temperatura (ºC) 4,8 27,1 10,6 19,7 16,3 4,4 365 velocidad del viento (m/s) 0,8 5,9 2,2 1,8 1,9 0,8 365

humedad relativa (%) 33 91 72 74 71 11 362 presión atmosférica (mb) 988 1034 1021 1014 1016 8 361 radiación solar (W/m2) 5 327 58 206 134 87 361 temperatura (ºC) 5,0 27,1 10,6 19,5 16,3 4,2 361 velocidad del viento (m/s) 1,0 10,5 3,2 2,7 3,2 1,4 361

Como es de esperar, los valores registrados por ambas estaciones son muy

parecidos. La variable que muestra una diferencia mayor es la velocidad del viento,

7


cuya medida puede estar influenciada por la proximidad de obstáculos. En este caso,

la cabina ubicada en la zona de la Estación se encuentra en una zona más abierta y

es la que vamos a considerar como representativa de la zona en el análisis de la

dirección del viento que se efectuará después.

Los valores de la Tabla 2.1 son propios de un clima oceánico atlántico, con una

temperatura media invernal de unos 11ºC y una media estival de 20ºC. Los valores

mínimos (5ºC) y los máximos (27ºC) son suaves, y la oscilación térmica es, como se

puede apreciar, pequeña. La humedad relativa es elevada (más del 70%), como

corresponde a un ambiente costero.

En cuanto a la velocidad y dirección del viento, se han analizado los datos

recogidos por la cabina de la zona de la Estación, por corresponder a un área más

abierta y con menos obstáculos, como se ha mencionado. La Figura 2.3 recoge la rosa

de frecuencia de vientos en Muskiz, clasificados según la velocidad, obtenida con los

datos de 2011. Los intervalos corresponden aproximadamente a los vientos con

velocidades por debajo de la media (que se pueden asociar a los denominados

“calma” y “ventolina” en la escala de Beaufort), entre la media y la media más una

desviación típica (“flojitos”), y por encima de este valor (“flojos” y más intensos). La

dirección más frecuente se observa en el sector S-SSO, en la que el viento sopla en

Muskiz más del 37% del tiempo, y si se considera el sector SSE-SSO comprende casi

la mitad del tiempo. Los vientos más fuertes se producen en la dirección SSO, en la N

y en la O.

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

O

ONO

NO

NNO

< 1,85 m/s 1,85 - 3,00 m/s > 3,00 m/s

Figura 2.3. Rosa de frecuencia de vientos clasificados según la velocidad.

8


Queda patente en la figura la escasez de vientos procedentes del amplio sector

NNE-ESE, incluso aun cuando no se sectorizan las diferentes direcciones, tal y como

se puede apreciar en la Figura 2.4.a, que ilustra la frecuencia de cada dirección, con

una resolución de 1º (circunferencia = 360º). Esta figura es la misma que la 2.3 en la

que se han sumado las diferentes categorías de la velocidad del viento, con la

diferencia de la ya comentada mayor resolución.

Se ha mencionado que los vientos del sector S-SSO prevalecen en más de un

37% del tiempo, cuando se considera el tiempo total de un año. Si el periodo tenido en

cuenta es diferente, esta situación puede cambiar, ya que la dirección del viento está

sujeta a variaciones estacionales, tal y como queda reflejado en la Figura 2.4.b en la

que se ha representado la frecuencia de la dirección del viento en las dos épocas

extremas del año, verano e invierno. En invierno la dirección prevalente es la SSO,

con más del 38%, que pasa a ser del 16% en verano, un porcentaje muy similar al que

se obtiene en la dirección N en dicha época estival (15%). De hecho, en verano la

frecuencia de vientos de componente N aumenta considerablemente.

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

O

ONO

NO

NNO

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

O

ONO

NO

NNO

Figura 2.4. Rosas de frecuencia de dirección de viento a) todo el año b) en invierno

(azul) y en verano (rojo).

Por otro lado, la dirección del viento, como el resto de variables meteorológicas,

además de estar sujeta a ciclos estacionales, experimenta variaciones cíclicas diurnas.

Estas variaciones son diferentes según la época del año tal y como queda reflejado en

9


la Figura 2.5. En invierno la dirección prevalente tanto por la noche como por el día es

del SSO (202,5º), mientras que a medida que el gradiente térmico entre la tierra y el

mar se hace mayor (hacia el verano), se favorece el régimen de brisas, con alternancia

de brisas marinas por el día (dirección N, 0º) y de tierra por la noche (SSO). Cuando la

tierra se ha calentado lo suficiente por efecto de la radiación solar es cuando se

desarrolla la brisa marina, cosa que ocurre hacia las 11h (UTC) en otoño, 10h en

primavera y 9h en verano. El tiempo en que se mantiene también varía, siendo en

verano el periodo en el que mayor tiempo sopla el viento con dirección norte.

0

45

90

135

180

225

270

315

360

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

primaveraveranootoñoinvierno

dire

cció

n de

l vie

nto

(º)

hora (UTC) Figura 2.5. Dirección de viento más frecuente para cada hora del día, según la época del

año.

10


3. Toma de muestras y metodología analí3. Toma de muestras y metodología analí3. Toma de muestras y metodología analí3. Toma de muestras y metodología analíticaticaticatica

Los protocolos de muestreo y tratamiento analítico de las muestras estudiadas

en este proyecto se corresponden con los descritos en las memorias previas sobre la

zona y en otros estudios de características similares a las de este trabajo que se han

elaborado por el mismo grupo de investigación (Cantón y col, 2007a; Cantón y col,

2008; Cantón y col, 2009b; Cantón y col, 2010b; Berasaluce, 2011). Ello ha permitido

poder disponer de resultados analíticamente comparables a los obtenidos en

anteriores campañas.

A continuación se indica la infraestructura y metodología analítica utilizadas en el

proyecto. Hay que señalar que el análisis de los contaminantes determinados en los

aerosoles se ha llevado a cabo en los laboratorios del Grupo de Ingeniería (UPV-EHU)

de la Facultad de CC. Químicas en San Sebastián.

3.1. Partículas en suspensión y metales3.1. Partículas en suspensión y metales3.1. Partículas en suspensión y metales3.1. Partículas en suspensión y metales

La toma de muestras de las partículas en suspensión se ha realizado mediante

captadores de alto volumen equipados con cabezales que permiten recoger aquellas

con diámetro aerodinámico inferior a 10 µm (PM10) (Figura 3.1).

Los muestreos fueron de 24 horas de duración, a un caudal de 30 m3/h (720 m3

de volumen de muestra), y se efectuaron con una periodicidad de dos veces por

semana desde julio de 2011 a finales de junio de 2012, de forma simultánea en ambos

puntos de muestreo. El total de muestras válidas recogidas en paralelo has sido de

190 (95 muestras en cada punto).

Se han empleado filtros de fibra de cuarzo Whatman QM-A, circulares de 150

mm de diámetro, caracterizados por tener un bajo contenido de metales pesados (Bem

y col., 2002; USEPA Method IO-3.1).

Una vez que se recogieron las partículas, los filtros se acondicionaron a

temperatura y humedad constantes para determinar el PM10 por gravimetría, es decir

mediante la diferencia de pesada de los filtros antes y después de la toma de las

muestras.

11


Figura 3.1. Captador de alto volumen MCV equipado con cabezal de muestreo de PM10.

Una vez pesados los filtros, la determinación de los metales presentes en las

partículas en suspensión se llevó a cabo a través de un proceso de digestión de la

muestra, en medio ácido a una temperatura de 100ºC, seguido de un análisis

mediante la técnica de Espectroscopía de Plasma Inducido-Espectrometría de Masas

(ICP-MS).

Entre los metales determinados se incluyen los analizados en los proyectos

previos: cadmio (Cd), cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), níquel (Ni), plomo (Pb)

y zinc (Zn), junto a otros que se han considerado de interés para la realización de este

nuevo estudio: arsénico(As), antimonio (Sb), bario (Ba), sodio (Na), magnesio (Mg),

potasio (K), estroncio (Sr), cromo (Cr), cobalto (Co), talio (Tl) y vanadio (V).

La cuantificación del contenido de metal de las muestras se ha llevado a cabo a

partir de calibrados con patrones comerciales de los distintos metales, de manera que

los resultados obtenidos se expresan en ng/m3. Por cada serie de muestras se analiza

un blanco siguiendo el mismo tratamiento analítico que las muestras, que se utilizan

tanto para controlar el proceso como para determinar los límites de detección. Éstos

se han definido como tres veces la desviación estándar del valor obtenido para el

análisis de una serie de 10 blancos.

12


3.2. Compuestos orgánicos volátiles (COVs)3.2. Compuestos orgánicos volátiles (COVs)3.2. Compuestos orgánicos volátiles (COVs)3.2. Compuestos orgánicos volátiles (COVs)

La recogida de muestras para la determinación de compuestos orgánicos

volátiles (COVs) se ha efectuado mediante bombas de muestreo personal (SKC

Universal de Luxe) y tubos adsorbentes de carbón activo Orbo-32 que se exponen en

la Figura 3.2. El protocolo de toma de muestras corresponde al empleado en los

muestreos anteriores y en otros estudios sobre COVs en zonas de características

parecidas a las que compete el proyecto (Barrero, 2001; Cantón y col., 2004;

Blázquez, 2004; Cantón y col., 2007b; Cantón y col., 2009b; Goikoetxea, 2011).

Bomba de aspiración Tubo adsorbente

Figura 3.2. Representación de la bomba y tubo utilizados para el muestreo.

Al igual que con las partículas en suspensión, PM10, el muestreo ha contemplado

la toma de dos muestras semanales, de 24 h, a lo largo del proyecto, de manera que

la recogida de ambos tipos de muestras fuera coincidente en el tiempo.

El caudal de captación para la fase gaseosa ha sido de 1000 mL/min y la

determinación analítica de los compuestos retenidos en el tubo adsorbente se ha

realizado mediante la técnica de Cromatografía de Gases con Detector de Ionización

de Llama (GC-FID).

Para la identificación de los compuestos se ha recurrido a la técnica de

Cromatografía de Gases acoplada a la Espectrometría de Masas (GC-MS). La

cuantificación de los COVs se ha llevado a cabo utilizando un patrón externo

multicomponente, constituido por una mezcla de los compuestos a analizar más

representativos, y que es analizado diariamente.

Lana de vidrio

Sentido del flujo

Espuma polimérica

Carbón activo

13


3.3. Contaminantes mayoritarios (Red de Vigilanc3.3. Contaminantes mayoritarios (Red de Vigilanc3.3. Contaminantes mayoritarios (Red de Vigilanc3.3. Contaminantes mayoritarios (Red de Vigilancia de ia de ia de ia de

la Calidad del Aire)la Calidad del Aire)la Calidad del Aire)la Calidad del Aire)

El Departamento de Medio Ambiente del Gobierno Vasco cuenta con una amplia

Red de Vigilancia de la Calidad del Aire (RVCA) integrada por una serie de estaciones

equipadas con analizadores automáticos (Figura 3.3), que determinan en continuo, o

de forma semi-continua, las concentraciones de los contaminantes regulados por la

normativa vigente sobre aire en inmisión: monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno,

ozono, partículas en suspensión y dióxido de azufre. Esta información se suele

completar con estaciones meteorológicas que recogen datos acerca de la dirección y

velocidad del viento, temperatura, humedad relativa, presión atmosférica y radiación

solar. En el municipio de Muskiz hay dos cabinas, ubicadas en la zona de la estación

de Renfe y en San Julián.

Figura 3.3. Equipamiento más habitual de las cabinas de la RVCA.

cabezal de PM 10

torre meteorológica - dirección y velocidad del viento - temperatura - humedad relativa - presión atmosférica - radiación solar

medidor de partículas adquisición de datos

analizador de ozono analizad or de dióxido de azufre

analizador de monóxido de carbono

anal izador de óxidos de nitrógeno

generador de “aire cero”

estabilizador de tensión

14


Cada uno de los parámetros proporcionados por las estaciones de la RVCA está

vinculado a un método de análisis determinado, regulado en la normativa vigente

sobre calidad del aire en inmisión. En las siguientes líneas se describen las

metodologías de los contaminantes mayoritarios analizados.

El monóxido de carbono se determina por fotometría infrarroja no dispersiva,

aprovechando la energía de absorción infrarroja característica de la molécula de CO.

Hay dos tipos: aquellos con dos cámaras en los que la concentración de monóxido de

carbono se obtiene por diferencia entre la absorción de la muestra y una célula de

referencia que contiene los principales gases interferentes (CO2 y vapor de agua), y

los de correlación de filtro de gas, en los que la celda de medida se irradia con un haz

infrarrojo que se intercepta mediante una rueda giratoria que alternativamente

proporciona un haz sin filtrar (haz de medida) y otro filtrado (haz de referencia). La

concentración de CO se obtiene en ambos casos por diferencia de absorción.

Los óxidos de nitrógeno se determinan aprovechando la reacción del NO con

el ozono para formar NO2. Esta es una reacción quimiluminiscente en la que parte de

las moléculas de NO2 que se forman están en un estado excitado y emiten una

radiación característica al volver a su estado fundamental. La muestra de aire se pasa

por un filtro para eliminar las partículas y se divide en dos líneas. Por una el aire pasa

directamente a la cámara de reacción y por la otra se le hace pasar a través de un

convertidor catalítico que reduce todo el NO2 a NO antes de que llegue a la cámara de

reacción. En esta cámara se produce la reacción con el ozono, generado por un

ozonizador interno, y la radiación producida se detecta y amplifica. La cantidad de NO2

se determina por diferencia entre la de NO (primera línea) y la de NOx (segunda línea).

La medida de ozono se basa en la absorción de radiación ultravioleta por parte

de la molécula de O3. La muestra de aire se conduce a través de un filtro para eliminar

las partículas y se bifurca en dos canales. Uno de ellos pasa a través de un catalizador

que elimina el ozono de la muestra y llega a la celda de referencia y el otro va

directamente a la celda de medida. Ambas celdas se irradian con un haz de radiación

ultravioleta de 253,7 nm y se mide la absorbancia producida mediante sendos

detectores. La cantidad de ozono se determina por diferencia entre ambas celdas.

15


Para determinar las PM10 (o las PM2,5), partículas en suspensión con diámetro

aerodinámico inferior a 10 µm (ó 2,5 µm), se recurre generalmente a dos sistemas. El

primero de ellos se basa en la atenuación de la radiación β cuando pasa a través de

un filtro de fibra de vidrio en el que se han retenido las partículas. Un detector mide la

atenuación de la radiación que atraviesa el filtro, que es proporcional a la masa de

partículas depositada. El otro sistema, de aparición más reciente, se basa en una

microbalanza oscilante (TEOM) que consiste en un tubo de vidrio con un extremo

sujeto y otro libre, en el que se encuentra un filtro donde se depositan las partículas, y

que vibra en función de la masa de partículas depositada.

El dióxido de azufre se analiza irradiando la muestra de aire, previamente

filtrada para eliminar las partículas, con pulsos de luz ultravioleta de 216 nm. Las

moléculas de SO2 se excitan y emiten una radiación luminosa característica

fluorescente de 350 nm al volver a su estado fundamental, que es detectada por un

fotomultiplicador. Las interferencias producidas por otros gases y humedad se eliminan

mediante filtros ópticos para las radiaciones incidente y fluorescente.

Junto al equipamiento descrito, las estaciones están dotadas de una serie de

bombas para aspirar el aire, filtros de recolección de partículas, trampas de humedad,

botellas y equipos de calibración, sistemas de aire acondicionado y de extinción

automática de incendios.

Los datos recogidos se envían a través de la línea telefónica al Centro de

Control de la RVCA en Bilbao, donde se evalúan, verifican y validan. Finalmente, se

ponen a disposición del público a través de la página web del Gobierno Vasco. Los

datos actuales y los que se han registrado a lo largo de la semana anterior, junto con

el índice de calidad del aire en las distintas comarcas se pueden consultar en la página

http://www.ingurumena.ejgv.euskadi.net/r49-n82/es/vima_ai_vigilancia/indice.apl y los

históricos desde 1999 en forma de promedios horarios es posible obtenerlos desde la

dirección de Internet http://www.ingurumena.ejgv.euskadi.net/r49-3614/es/contenidos/

informacion/historicos_red_aire/es_red_aire/indice.html.

16


4. Resultados4. Resultados4. Resultados4. Resultados

4.1. Partículas en suspensión y metales4.1. Partículas en suspensión y metales4.1. Partículas en suspensión y metales4.1. Partículas en suspensión y metales

El aerosol atmosférico está constituido por partículas que presentan distinto

tamaño, morfología y composición química, dependiendo de sus fuentes de origen y

de su comportamiento en el aire.

Cuando el medio a estudio se refiere a un núcleo de población, normalmente la

mayor contribución de material particulado en suspensión procede, principalmente, de

las emisiones del tráfico rodado, tanto por combustión incompleta como por abrasión

de componentes, y de la resuspensión del material en el pavimento (Harrison y col.,

2001, Omstedt y col., 2005; Thorpe y col., 2007). A estas emisiones antropogénicas se

pueden sumar los aportes procedentes de actividades domésticas y de industrias

emplazadas en el área de estudio. Además de los focos mencionados, también hay

que considerar las contribuciones naturales entre las que destacan el arrastre de

partículas del suelo, las intrusiones saharianas, etc (Salmon y col., 1995; Alves y col.,

1998; Rodríguez y col., 2001; Jiménez y col., 2010; Cabello y col., 2012).

Una vez que las partículas se encuentran en el aire están sometidas a las

condiciones meteorológicas de la zona que las diluyen, dispersan, alteran, etc,

modificando su estado inicial (Seinfeld, 1986; Seinfeld y Pandis, 2006). Su

composición química la integran fundamentalmente dos grupos de sustancias: uno

orgánico, con una gran diversidad de compuestos hidrocarbonados, y otro inorgánico

en el que se engloban silicatos, sulfatos, carbonatos, metales pesados, etc (Pio y col.,

1996; Barrero y Cantón, 2007; Putaud y col., 2010). La mayor o menor abundancia de

cada uno de estos compuestos en las partículas es una característica que depende de

la fuente que las origina y a las pautas que siguen desde que se emiten a la

atmósfera.

Por otra parte, los aerosoles forman parte del medio atmosférico y, en

consecuencia, la población se encuentra en contacto directo con partículas de

tamaños relativamente pequeños, constituidas por sustancias como las mencionadas,

y capaces de ser inhaladas y alcanzar el interior del aparato respiratorio, lo que les

convierte en protagonistas principales de reconocidos efectos dañinos para la salud

17


humana Dockery, 2001; Schwartz y col., 2001; Okeson y col., 2003; Kampa y

Castanas, 2008; Dockery, 2009; Gurjar y col, 2010).

En este capítulo se van a presentar los resultados de las partículas en

suspensión con diámetro aerodinámico inferior a 10 µm (PM10) y de los metales

analizados, descritos en el apartado de la metodología.

4.1.1. Partículas en suspensión

En lo que se refiere al material particulado, en los dos puntos de muestreo se ha

contado con mediciones en continuo y en discontinuo. Las primeras fueron obtenidas a

través de los analizadores automáticos de las cabinas de control localizadas en cada

enclave y las segundas se determinaron por gravimetría mediante los captadores de

alto volumen instalados en los mismos puntos. A continuación se van a evaluar los

resultados referidos a estas partículas, su evolución en el tiempo y su comparación en

uno y otro lugar del municipio.

La Figura 4.1.1 recoge los datos diarios de PM10 muestreados paralelamente en

los dos puntos de muestreo, con una periodicidad de dos días por semana a lo largo

del periodo de julio de 2011 a junio de 2012.

0

10

20

30

40

50

60

7-7-

2011

30-7

-201

1

23-8

-201

1

16-9

-201

1

10-1

0-20

11

3-11

-201

1

27-1

1-20

11

21-1

2-20

11

14-1

-201

2

7-2-

2012

2-3-

2012

26-3

-201

2

19-4

-201

2

13-5

-201

2

6-6-

2012

30-6

-201

2

Estación San Julián

PM

10 (

µg/m

3 )

Figura 4.1.1. Concentración diaria y valores medios de partículas en suspensión, PM10,

en los puntos de la Estación y San Julián. Periodo julio 2011-junio 2012. Línea negra

discontinua: valor límite anual de PM10 establecido por la legislación (Directiva 2008/50/CE).

14,1 µg/m3

14,9 µg/m3

40 µg/m3

18


Lo primero que destaca en la figura es la buena correspondencia que existe

entre los valores de los dos puntos muestreados. Los niveles en San Julián (línea azul)

y en la Estación (línea roja) siguen una pauta muy parecida, dibujando un perfil

marcado por momentos de picos altos de concentración, cercanos a los 40 µg/m3, y

por días en los que los niveles son bastante más bajos, alrededor de 5 µg/m3.

Durante el periodo analizado se ha podido comprobar que las variaciones de las

concentraciones de partículas no siguen un ciclo que indique una estacionalidad en los

datos. Las muestras con cantidades más elevadas de PM10 corresponden con días

preferentemente en primavera (marzo) y otoño (septiembre-octubre). Sin embargo, las

muestras menos cargadas en partículas se identificaron con aerosoles captados en

bastantes días de noviembre, diciembre o abril.

Tomando los valores de cada uno de los meses se ha efectuado la

representación de la Figura 4.1.2 en la que aparecen como columnas las

concentraciones medias mensuales en la Estación y en San Julián.

0

5

10

15

20

25

30

jul 2

011

ago

2011

sep

2011

oct 2

011

nov

2011

dic

2011

ene

2012

feb

2012

mar

201

2

abr

2012

may

201

2

jun

2012


PM

10 (

µg/m

3)

Figura 4.1.2. Concentración media mensual de partículas en suspensión, PM10 (µg/m3),

en la Estación y San Julián, Muskiz. Periodo julio 2011-junio 2012.

Como se puede ver, los valores mensuales de los dos puntos describen una

silueta comparable a la de los datos diarios, con diferencias pequeñas entre las

concentraciones.

19


Estas diferencias, en la mayoría de los casos, se deben a una mayor

concentración en el área de San Julián que en la Estación, si bien teniendo en cuenta

siempre que los cambios no son muy grandes. Los meses de mayor y menor cantidad

de partículas corresponden a marzo y abril, respectivamente.

Para apreciar con mayor detalle estas pequeñas disparidades de las PM10, en la

Figura 4.1.3 se han expuesto las correlaciones de los datos obtenidos en la zona de la

Estación frente a los recogidos en San Julián.

La primera representación (Figura 4.1.3.a) recoge todas las mediciones

efectuadas en los dos enclaves, que resulta en una buena correlación, con un

coeficiente R relativamente elevado, de 0,89. El hecho de que el valor del coeficiente

no sea más alto es consecuencia de la dispersión de algunos de los puntos en torno a

la recta. Si se descartan tres de esos puntos, claramente dispares (incluidos en los

círculos grises), se obtiene la gráfica de la Figura 4.1.3.b.

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50

y = 3,79 + 0,79x R= 0,89

San

Jul

ián

(µg/

m3 )

Estación (µg/m3)

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50

y = 4,15 + 0,73x R= 0,93

San

Jul

ián

(µg/

m3 )

Estación (µg/m3) Figura 4.1.3. Gráficas de correlación entre las concentraciones medias diarias de

partículas en suspensión, PM10, en San Julián y la Estación, en Muskiz. Periodo: julio 2011-

junio 2012.

En esta nueva representación el valor de R aumenta hasta 0,93 y la dispersión

de los valores alrededor de la línea es mucho menor. Esta buena correlación de las

partículas en suspensión en los dos ambientes indica que tienen un origen o

procedencia similar con un comportamiento muy parecido a lo largo del tiempo.

a) b)

20


4.1.2. Metales en partículas en suspensión

La presencia de partículas en el aire está vinculada a las distintas actividades

que se desarrollan en el área, y también a las propias características atmosféricas del

medio, entre las que se incluyen condiciones meteorológicas, topográficas, etc. De

esta manera, cuando se analiza su composición química se identifican sustancias muy

variadas que son resultado de las fuentes de emisión que las generan y de las

alteraciones que sufren una vez que las partículas se hallan en la atmósfera. Un

porcentaje importante de la composición de esas partículas está formado por los

metales pesados.

El estudio realizado se ha centrado en el análisis de un total de 18 elementos

que comprenden arsénico, antimonio, bario, cadmio, cobre, cobalto, cromo, estroncio,

hierro, magnesio, manganeso, níquel, plomo, potasio, sodio, talio, vanadio y zinc.

Estos metales se han agrupado atendiendo a las características de los propios

elementos y a sus posibles fuentes de emisión. Así, sodio, magnesio y estroncio se

han identificado como indicadores de origen marino y/o mineral. Plomo, arsénico,

cadmio y níquel se vinculan a aportes antropogénicos y corresponden a los metales

recogidos en la normativa sobre calidad del aire (Pacyna, 1986; Ali and Abbas, 2006;

Johansson y col., 2009; Pulles y col., 2012). Hierro, manganeso, cobre y zinc

proceden, principalmente, de actividades industriales y procesos de resuspensión del

suelo (Warren y Birch, 1987; Pacyna y col., 2007; Querol y col., 2007). La presencia de

vanadio en un ambiente urbano viene asociado a procesos de combustión de

carburantes (Barwisw, 1990; Moreno y col., 2010) y el resto de metales se vinculan a

fuentes varias, también antropogénicas, de poca intensidad.

En el proyecto se han analizado un total de 188 muestras que se corresponden

con las determinaciones de PM10 obtenidas mediante el sistema en discontinuo a lo

largo del periodo de julio de 2011 a junio de 2012.

A partir de la matriz de datos diarios se han obtenido los valores máximos y se

han calculado las concentraciones medias de cada metal en las dos áreas de Muskiz.

La Tabla 4.1.1 recoge todos los datos medios y máximos determinados, a excepción

de los de tres metales: bario, cromo y talio, ya que en un alto porcentaje (>30%) de

21


muestras sus concentraciones son inferiores a sus respectivos límites de detección. La

suma de las concentraciones medias registradas en los dos lugares se incluye al final

de la tabla.

De todos los elementos, el más abundante, con las concentraciones medias y

máximas mas elevadas, es el sodio (coloreado en azul junto a los demás metales del

grupo marino/mineral). En el punto de San Julián el valor medio (1.080 ng/m3) es algo

superior al obtenido en el área de la Estación (876 ng/m3), en ambos casos muy por

encima de los niveles del resto de metales. Algo similar ocurre al comparar los

máximos de concentración con 4.490 ng/m3 en San Julián y 3.712 ng/m3 en la

Estación.

Tabla 4.1.1. Niveles de concentración de metal en los aerosoles de la Estación y de San

Julián. Periodo julio 2011- junio 2012.

Metal

Concentración (ng/m3)

Media Máxima

Estación San Julián Estación San Julián

Sodio 876 1.080 3.712 4.490

Magnesio 106 144 476 551

Potasio 93,6 116 376 395

Estroncio 1,07 1,57 3,74 6,78

Plomo 10,6 8,97 57,0 35,9

Arsénico 0,39 0,38 1,64 1,54

Cadmio 0,21 0,17 1,27 0,77

Níquel 1,97 2,01 7,17 6,96

Vanadio 1,61 2,12 6,36 8,08

Hierro 204 231 759 1.184

Manganeso 8,75 10,6 32,5 34,1

Zinc 63,8 66,2 442 343

Cobre 4,97 5,57 29,4 23,1

Antimonio 0,99 0,87 10,0 5,50

Cobalto 0,09 0,11 0,32 0,43

Total 1.374 1.670

22


La presencia de sodio se halla claramente influenciada por el aerosol marino que

se incorpora al ambiente urbano/industrial de la zona, en especial, al punto más

cercano a la costa, San Julián. Un comportamiento similar se observa para el

magnesio que, aunque presenta niveles bastante más bajos que los del sodio, sigue

su misma pauta con cantidades medias algo mayores en San Julián (144 ng/m3) que

en la Estación (106 ng/m3). En los mismos términos se puede hablar de los valores

máximos, que siguen la tendencia del sodio, ya que el registrado en el área del centro

urbano (476 ng/m3) es menos intenso que en San Julián (551 ng/m3).

En cuanto al segundo elemento más abundante de los analizados, corresponde

al hierro (en la tabla coloreado en verde) y, mientras que la presencia de sodio en los

aerosoles tiene un origen natural marino, el hierro se asocia a emisiones industriales y

a los procesos de resuspensión del material particulado depositado en el suelo. La

concentración media de hierro en el área de San Julián (231 ng/m3) ha sido más

elevada que en el punto de la Estación (204 ng/m3).

Acompañando al hierro en su grupo (en color verde, vamos a llamarlo

“antropogénico”) se encuentran, en orden decreciente de concentración, el zinc, el

manganeso y el cobre. En todos los casos las concentraciones medias en el núcleo

urbano de la Estación son algo inferiores a las de San Julián. Además, se ha podido

ver que la relación de metal entre los dos puntos, San Julián/Estación, mantiene un

valor entre 1,1 y 1,2, independientemente del metal elegido.

A estos metales antropogénicos se les podrían unir el antimonio y cobalto

considerados minoritarios por su baja presencia en las dos áreas.

El grupo de elementos que se refiere a los metales regulados por la normativa

sobre la calidad del aire en inmisión se ha identificado en la tabla con color rosa. De

los cuatro metales, los mayores valores de concentración los muestra el plomo,

seguido del níquel, arsénico y cadmio, con niveles medios de 10,6 ng/m3 en el área de

la Estación y cerca de 9 ng/m3 en San Julián. Si analizamos los picos más elevados

registrados durante el año del proyecto se contempla que apenas llegan a los 50

ng/m3 en el primer punto y superan ligeramente los 30 ng/m3 en el segundo. Los otros

tres elementos muestran valores más bajos, uno o dos órdenes de magnitud inferiores

al plomo, y concentraciones bastante similares entre los dos puntos.

23


Con el fin de evaluar la magnitud de estos datos en relación a lo indicado en la

normativa, en la Tabla 4.1.2 se presentan las determinaciones obtenidas en este

estudio y los valores límites establecidos en la legislación vigente y la que se aplicará

a partir del día 31 de diciembre de 2012.

Tabla 4.1.2. Niveles medios de concentración de plomo, arsénico, cadmio y níquel en los

aerosoles de la Estación y San Julián. Periodo julio 2011-junio 2012. Valores límite de la

normativa (Directiva 2008/50/CE): (&) vigente), (*) a partir del 31/12/2012.

Metal

concentración media

(ng/m3)

valor límite media anual

(ng/m3)

Estación San Julián Normativa

Plomo 10,6 8,97 500 (&)

Arsénico 0,39 0,38 6 (*)

Cadmio 0,21 0,17 5 (*)

Níquel 1,97 2,01 20 (*)

A la vista de los datos de plomo se comprueba que los niveles medios

comentados, incluso los máximos, entre 30 ng/m3 y 50 ng/m3 se encuentran muy

alejados del límite contemplado en la legislación vigente de 500 ng/m3. En cuanto al

arsénico, se han obtenido concentraciones medias casi idénticas en los dos puntos

(0,39 ng/m3 y 0,38 ng/m3, respectivamente) y alejadas del valor objetivo de 6 ng/m3.

Para el cadmio las mediciones se han movido en torno a 0,2 ng/m3 y la normativa

señala 5 ng/m3 como límite anual. Los niveles de níquel se han mantenido alrededor

de 2 ng/m3 cuando el máximo permitido como media anual es diez veces superior, 20

ng/m3.

Por último, hay que indicar que cuando se compara la suma del metal

determinado en la atmósfera de San Julián (1.670 ng/m3) respecto al registrado en la

zona de la Estación (1.374 ng/m3) se observa que la relación de los dos valores es de

1,21, similar a la indicada para los metales “antropogénicos” y los de procedencia

marina.

24


Como se ha mencionado al comentar la Tabla 4.1.2, se ha visto que los

elementos regulados mantienen niveles inferiores a los límites establecidos. Sin

embargo para el resto de los analizados no se dispone de una referencia que permita

evaluar la magnitud de su concentración. En este sentido, se han tomado los valores

medios anuales de algunos de los metales asociados a un origen antropogénico y se

han comparado, como ejemplo, con los de cuatro ambientes urbanos diferentes (Tabla

4.1.3). La primera de las columnas se refiere a las mediciones de este proyecto

(Estación - San Julián), la segunda a un núcleo urbano al que se le atribuye una baja

contaminación (Arruti y col., 2011), la tercera corresponde a un medio urbano con

ciertos aportes industriales (Cantón y col., 2012), la tercera a un área de elevado

tráfico rodado (Querol y col., 2008) y la cuarta recoge los valores de una atmósfera

urbana con importantes focos industriales (Querol y col., 2008).

Tabla 4.1.3. Niveles de concentración de metal en zonas urbanas. (*) Este estudio, (1)

Arruti y col., 2011, (2) Cantón y col., 2012, (3 y 4) Querol y col., 2008.

Metal Muskiz (*)

Urbana (1)

Urbana (2)

Urbana (3)

Urbana (4)

Plomo 10,6 - 8,97 6,9 17,7 57 103

Níquel 1,97 - 2,01 1,5 2,07 7 33

Arsénico 0,38 - 0,39 0,3 0,4 1,5 1,8

Antimonio 0,87 - 0,99 - 0,60 10 2

Cadmio 0,21 - 0,17 0,2 0,26 0,7 1,2

Cobre 4,97 - 5,57 6,0 13,9 49 33

Manganeso 8,75 - 10,6 31,6 16,2 23 87

Zinc 63,8 - 66,2 - 81,8 98 420

Vanadio 1,61 - 2,12 1,2 - - -

Cobalto 0,09 - 0,11 - - 0,4 0,5

Las concentraciones de metales en el aire de Muskiz se pueden considerar

similares a las encontrados en un área urbana (1), a la que se le asigna una baja

contaminación por metales, y a las indicadas en la zona (2), con ciertos aportes de

contaminantes industriales, y son claramente inferiores a los detectados en la zona (3),

característica de tráfico, y a los mostrados en el área urbana (4), en la que existe una

25


elevada contribución de actividades industriales reflejada en los elevados valores de

zinc, plomo y níquel.

Los datos presentados hasta aquí hacen referencia mayoritariamente a las

concentraciones medias. Si, como se ha podido comprobar, los niveles de PM10 han

oscilado entre un intervalo amplio de valores, de igual forma se puede esperar que las

concentraciones de metales también se vean alteradas de una muestra a otra. Para

poder apreciar con detalle dichas variaciones se han efectuado las representaciones

gráficas de la evolución de las concentraciones durante el tiempo de estudio en los

dos enclaves. A continuación se muestran algunas de estas representaciones.

La Figura 4.1.4 muestra la evolución temporal del sodio, en la que la línea azul

dibuja el perfil de concentración correspondiente al área de San Julián y la línea roja al

descrito por los niveles detectados en las muestras de la Estación.

0

1000

2000

3000

4000

5000

7-7-

2011

30-7

-201

1

23-8

-201

1

16-9

-201

1

10-1

0-20

11

3-11

-201

1

27-1

1-20

11

21-1

2-20

11

14-1

-201

2

7-2-

2012

2-3-

2012

26-3

-201

2

19-4

-201

2

13-5

-201

2

6-6-

2012

30-6

-201

2

Sodio Estación

Sodio San Julián

conc

entr

ació

n (n

g/m

3 )

Figura 4.1.4. Variación de la concentración de sodio (ng/m3) en los aerosoles de la

Estación y San Julián. Periodo julio 2011- junio 2012.

Prácticamente, para casi todos los días muestreados la concentración detectada

en San Julián es superior a la encontrada en la Estación, con una evolución con

subidas y bajadas de nivel paralela a lo largo de todo el año. Los picos altos y los

momentos de menor concentración de sodio se registran los mismos días en ambos

enclaves y lo hacen de manera aleatoria en el tiempo lo que indica que el sodio en

estas partículas no presenta estacionalidad alguna.

26


Por otra parte, ese paralelismo de las dos líneas es una indicación de que el

sodio de uno y otro lugar proceden de la misma fuente, el aerosol marino. Para

constatar esta procedencia común se ha procedido a tomar las mediciones de sodio

en los dos puntos y se ha realizado la Figura 4.1.5.

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 1000 2000 3000 4000

y = 60 + 1,2x R= 0,91

sodi

o S

an J

uliá

n (n

g/m

3 )

sodio Estación (ng/m3) Figura 4.1.5. Gráfica de correlación entre las concentraciones medias diarias de sodio

(ng/m3) en la atmósfera de la Estación y San Julián. Periodo: julio 2011- junio 2012.

En la representación gráfica se pone de manifiesto la excelente correlación entre

las dos concentraciones, expresada mediante el elevado coeficiente R (0,91), próximo

a la unidad. Sólo unos pocos puntos se hallan dispersos alrededor de la recta y se

localizan, principalmente, en la zona de concentraciones altas, por encima de los

2.000 ng/m3. La pendiente de la línea representa la relación del nivel de sodio en las

partículas de San Julián respecto a las de la Estación y, como se ha señalado es algo

superior a la unidad, del orden de 1,2 veces.

Al inicio de este apartado se ha indicado que uno de los metales que acompañan

al sodio es el magnesio. Éste es también un metal de origen marino pero con la

diferencia de que sus cantidades son mucho menores, tal y como se ha desprendido

de los datos de la Tabla 4.1.1.

La Figura 4.1.6 recoge la evolución conjunta de los dos elementos determinados

en el punto de la Estación. En esta ocasión las líneas verde (magnesio) y gris (sodio)

dibujadas en la figura reflejan una gran variabilidad de niveles que se extiende a todo

el tiempo del año muestreado.

27


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0

100

200

300

400

500

600

1-7-

2011

25-7

-201

1

18-8

-201

1

12-9

-201

1

6-10

-201

1

30-1

0-20

11

24-1

1-20

11

18-1

2-20

11

11-1

-201

2

5-2-

2012

29-2

-201

2

24-3

-201

2

18-4

-201

2

12-5

-201

2

5-6-

2012

30-6

-201

2

Sodio Estación

Magnesio Estación

Magnesio E

stación (ng/m3)

Sod

io E

stac

ión

(ng/

m3 )

Figura 4.1.6. Variación de la concentración (ng/m3) de sodio y magnesio en los aerosoles

de la Estación. Periodo julio 2011- junio 2012.

Las concentraciones más bajas se registraron en determinados momentos de los

meses de enero y marzo de 2012 y los máximos en días puntuales del mes de agosto

de 2011 y de marzo y mayo de 2012. Por otro lado, las variaciones de concentración

son prácticamente paralelas en los dos metales, poniendo de manifiesto los días en

que se registra mayor o menor influencia del aerosol marino. De nuevo, se percibe una

buena correlación entre los dos metales, hecho que se corrobora cuando se

representan las concentraciones de uno frente al otro (Figura 4.1.7). El coeficiente de

correlación obtenido (R = 0,96) es aún más alto que el anterior.

0

800

1600

2400

3200

4000

0 100 200 300 400 500

y = 91 + 7,4x R= 0,96

sodi

o E

stac

ión

(ng/

m3 )

magnesio Estación (ng/m3) Figura 4.1.7. Gráfica de correlación entre las concentraciones medias (ng/m3) diarias de

sodio y magnesio en la Estación. Periodo: julio 2011- junio 2012.

28


Dentro del listado de metales ya se ha indicado que el hierro ha sido el más

abundante de los denominados “antropogénicos”. Si tomamos los valores diarios en la

Estación y en San Julián y los representamos conjuntamente, el resultado es la gráfica

de la Figura 4.1.8.

0

200

400

600

800

1000

1200

7-7-

2011

30-7

-201

1

23-8

-201

1

16-9

-201

1

10-1

0-20

11

3-11

-201

1

27-1

1-20

11

21-1

2-20

11

14-1

-201

2

7-2-

2012

2-3-

2012

26-3

-201

2

19-4

-201

2

13-5

-201

2

6-6-

2012

30-6

-201

2

Hierro Estación

Hierro San Julián

conc

entr

ació

n (n

g/m

3 )

Figura 4.1.8. Variación de la concentración (ng/m3) de hierro en los aerosoles de la


La línea azul describe la serie temporal de hierro en San Julián y la línea roja la

de la Estación. También aquí, en la mayoría de las ocasiones las concentraciones en

San Julián se sitúan por encima de las de la Estación, trazando una silueta bastante

parecida en los dos casos pero diferente a la comentada para los metales marinos,

sodio y magnesio. Esto indica que unos y otros metales no comparten los mismos

focos de emisión a la atmósfera.

Con todo ello, la representación de la correlación entre los niveles de hierro de la

Estación frente a los de San Julián (Figura 4.1.9) muestra que una gran parte de los

datos mantienen una buena relación, especialmente en la zona de concentraciones

más bajas, aunque también se registran puntos más dispersos en torno a la línea,

correspondientes a los niveles más altos, que son los responsables de la disminución

del coeficiente de correlación R hasta un valor de 0,80.

Algunos de estos puntos corresponden a picos elevados, como el observado en

San Julián en el mes de septiembre de 2011, o a desfases entre las concentraciones

de las dos zonas que provocan el cambio en la relación.

29


0

200

400

600

800

1000

0 200 400 600 800 1000

y = 51 + 0,88x R= 0,80

hier

ro S

an J

uliá

n (n

g/m

3 )

hierro Estación (ng/m3)

Figura 4.1.9. Gráfica de correlación entre las concentraciones (ng/m3) medias diarias de

hierro en la Estación y San Julián. Periodo: julio 2011- junio 2012.

Con respecto a los metales regulados por normativa o en vías de regulación, en

primer lugar se va a mostrar la evolución temporal del plomo, que se recoge en la

Figura 4.1.10. Al hilo de lo ya expuesto sobre la abundancia relativa de metales en los

aerosoles de la zona, llama la atención que, aunque la mayor parte del periodo las

concentraciones en los dos puntos siguen una evolución muy parecida, en ciertas

ocasiones los niveles detectados en la Estación sobrepasan a los encontrados en San

Julián. Los días en los que esto ocurre se localizan en los meses de octubre de 2011 y

febrero y marzo de 2012.

0

10

20

30

40

50

60

7-7-

2011

30-7

-201

1

23-8

-201

1

16-9

-201

1

10-1

0-20

11

3-11

-201

1

27-1

1-20

11

21-1

2-20

11

14-1

-201

2

7-2-

2012

2-3-

2012

26-3

-201

2

19-4

-201

2

13-5

-201

2

6-6-

2012

30-6

-201

2

Plomo Estación

Plomo San Julián

conc

entr

ació

n (n

g/m

3 )

Figura 4.1.10. Variación de la concentración (ng/m3) de plomo en los aerosoles de la


30


Si se analiza la gráfica de correlación entre los datos de plomo de la Estación y

de San Julián (Figura 4.1.11a) la relación es relativamente elevada (R=0,83) con

prácticamente todos los puntos alineados alrededor de la recta a excepción de tres

que se desmarcan claramente (rodeados con un círculo gris). Cuando se eliminan de

la base de datos, el valor del coeficiente R mejora sensiblemente hasta llegar a 0,93,

muy cercano a la unidad (Figura 4.1.11b).

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80

y = 2,32 + 0,63x R= 0,83

plom

o S

an J

uliá

n (n

g/m

3 )

plomo Estación (ng/m3)

0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20 25 30 35 40

y = 0,72 + 0,85x R= 0,93

plom

o S

an J

uliá

n (n

g/m

3 )

plomo Estación (ng/m3) Figura 4.1.11. Gráfica de correlación entre las concentraciones medias (ng/m3) diarias de

plomo en la Estación y San Julián. Periodo: julio 2011- junio 2012.

Un análisis de las características meteorológicas de los días que corresponden a

las muestras eliminadas, que son los picos mencionados en la Figura 4.1.10, ha

revelado un predominio muy marcado de viento del Sur en dichos días.

La serie temporal de concentraciones medias de vanadio en los dos puntos de

muestreo de Muskiz se muestra en la Figura 4.1.12. Este metal se considera

característico de actividades relacionadas con la combustión de productos derivados

del petróleo. Los perfiles de concentración determinados en ambos puntos dibujan, al

igual que en el resto de los metales ya descritos, una evolución muy parecida entre sí

pero muy variable a lo largo del tiempo, con una gran amplitud entre los picos más

elevados y los más bajos. Tanto unos como otros se distribuyen irregularmente

durante el periodo del trabajo, sin mostrar un comportamiento estacional.

a) b)

31


0

2

4

6

8

10

7-7-

2011

30-7

-201

1

23-8

-201

1

16-9

-201

1

10-1

0-20

11

3-11

-201

1

27-1

1-20

11

21-1

2-20

11

14-1

-201

2

7-2-

2012

2-3-

2012

26-3

-201

2

19-4

-201

2

13-5

-201

2

6-6-

2012

30-6

-201

2

Vanadio Estación

Vanadio San Juliánco

ncen

trac

ión

(ng/

m3 )

Figura 4.1.12. Variación de la concentración (ng/m3) de vanadio en los aerosoles de la


Se aprecian de nuevo concentraciones de este metal algo superiores en las

muestras de San Julián que en las de la Estación. En la Tabla 4.1.1 se indicaba que la

concentración en el primer punto era de 2,12 ng/m3, frente a la del segundo de 1,61

ng/m3, una diferencia algo más acusada que la de otros metales de fuentes no

naturales. La correlación entre los valores diarios de los dos lugares viene dada por un

coeficiente R de 0,85, relativamente elevado y comparable al de los otros metales

antropogénicos.

Después de haber obtenido los datos diarios de los metales y analizado su

comportamiento temporal, se ha podido comprobar que la variabilidad de las

concentraciones es una de las características comunes a los metales estudiados en

las partículas de los dos puntos. Sin embargo, los cambios de nivel se han producido,

en general, de manera proporcional entre los distintos metales por lo que la

composición global del contenido de metal en el material particulado se ha mantenido

más o menos constante.

A partir de los valores medios anuales se ha determinado la contribución relativa

de cada uno de los elementos al total de metal cuantificado. La mayor contribución

corresponde, en los dos ambientes, al sodio (en torno al 64-65%), pero si se tienen en

cuenta sólo los elementos considerados antropogénicos los resultados son los que se

exponen en la Tabla 4.1.4.

32


Tabla 4.1.4. Composición relativa de los metales analizados en los aerosoles de la

Estación y San Julián. Periodo julio 2011-junio 2012.

Metal

Contenido en metal

(%)


Plomo 3,56 2,73

Arsénico 0,13 0,12

Cadmio 0,07 0,05

Níquel 0,66 0,61

Vanadio 0,54 0,65

Hierro 68,6 70,5

Manganeso 2,94 3,22

Zinc 21,4 20,2

Cobre 1,67 1,70

Antimonio 0,33 0,26

Cobalto 0,03 0,03

Los porcentajes son muy parecidos en los dos lugares y están marcados por la

abundancia de hierro (69-70%) y zinc (20-21%). El resto de los componentes no

suponen más del 10%, con el plomo (alrededor del 3-4%) y manganeso (3%) a la

cabeza; algo menos el cobre (2%) y por debajo del 1% los demás elementos. Cuando

se representan estos valores (Figura 4.1.13) se comprueba que las diferencias entre

los dos puntos son mínimas.

Fe

Zn

Pb

MnFe

Zn

Pb

Mn

Fe

Zn

Pb

MnFe

Zn

Pb

Mn

Fe

Zn

Pb

Mn

Figura 4.1.13. Representación gráfica del contenido porcentual de metal en las partículas

en suspensión, PM10, determinadas en a) la Estación y b) San Julián. Periodo: julio 2011- junio

2012.

a) b)

33


Todo ello avala lo ya descrito a lo largo de este capítulo en relación al gran

parecido que tienen las partículas de la atmósfera de la Estación y de San Julián, tanto

en su evolución como en su composición de metales.

34


4.1.2.1. Evaluación de las concentraciones de metal es con la dirección del

viento

En los comentarios expuestos sobre los valores del sodio y magnesio y su

variación en el tiempo, se ha señalado que en determinados momentos del año se

registraron valores muy bajos y por el contrario en otros los máximos fueron realmente

altos. En este caso, los días de mayor concentración se detectaron en el mes de

agosto de 2011 y marzo y mayo de 2012, en días con viento predominante del Norte.

Asimismo, el análisis de los datos de plomo ha mostrado que se han detectado

concentraciones relativamente elevadas coincidentes con prevalencia de viento sur.

Por tanto, la dirección del viento se revela como un factor a tener en cuenta a la

hora de evaluar los niveles de los distintos metales. Como se ha comentado en el

Capítulo 2 en la descripción de la meteorología en el área de estudio, la dirección de

viento predominante en Muskiz es la S-SSO. Sin embargo, dependiendo de la época

del año, también pueden prevalecer vientos del sector ONO-N, situación que es más

habitual en verano. Dada la ubicación de los dos puntos de muestreo, colocados

prácticamente sobre un eje norte-sur, con parte de la refinería en medio, se ha

realizado una evaluación de las variaciones de las concentraciones de los metales con

la dirección del viento.

Antes de la discusión de los resultados obtenidos hay que señalar dos aspectos

a tener en cuenta.

Por un lado, los datos de concentraciones de metales corresponden a promedios

diarios y los datos de dirección de viento, obtenidos de la Red de Vigilancia de la

Calidad del Aire del Gobierno Vasco corresponden a promedios horarios. Para poder

obtener una dirección de viento para un día determinado se ha recurrido a determinar

tanto la dirección como el cuadrante más frecuentes. Por tanto, los promedios según la

dirección del viento se van a calcular por cuadrantes (norte, este, sur, oeste).

Por otro lado, la baja frecuencia de vientos de componente este hace que haya

muy pocos días con viento prevalente de este sector y ninguno de ellos coincide con

un día en que se haya recogido una muestra de partículas en suspensión. Así, se van

a comparar las medias obtenidas en los cuadrantes norte, sur y oeste.

La Figura 4.1.14 refleja claramente que en el punto de la Estación los metales

del grupo que hemos denominado “antropogénico” hierro, zinc, manganeso, cobre,

35


antimonio, cobalto, y el de los regulados, plomo, arsénico, cadmio y, en menor medida,

níquel, muestran valores medios más elevados con vientos del cuadrante sur. En

cambio, los asociados al aerosol marino, sodio y magnesio, exhiben niveles medios

más elevados en días con predominio de viento del Norte.


0,01

0,1

1

10

100

1000

10000

Na

Mg K Sr

Fe

Zn

Mn

Cu

Sb

Co

Pb As

Cd Ni V

conc

entr

ació

n (n

g/m

3)

Pb As

Cd Ni V

Figura 4.1.14. Concentraciones medias de metales en la Estación y de los regulados,

junto con el vanadio, en San Julián, según la dirección de viento. Periodo julio 2011-junio 2012.

En cuanto al punto de San Julián, los resultados son prácticamente los mismos

que para el de la Estación, con la excepción de níquel y vanadio, que muestran

comportamientos diferentes. En San Julián presentan valores medios más elevados

con vientos del cuadrante sur, mientras que en el punto de la estación el vanadio es

más elevado con vientos de componente norte, y el níquel presenta concentraciones

medias muy similares entre el cuadrante norte y el sur. Este hecho indica la existencia

de una fuente de estos elementos situada al norte de la Estación y al sur de San

Julián.

Resumiendo, el sodio y el magnesio se asocian al aerosol marino, cuyo aporte

se favorece con vientos del Norte; la mayoría de los otros metales, de origen

eminentemente antropogénico, aumenta sus concentraciones cuando prevalece viento

sur; finalmente, este análisis con la dirección del viento revela que la actividad de la

refinería puede ocasionar un aporte adicional de níquel y vanadio.

Norte Sur Oeste Norte Sur Oeste

36


4.1.2.2. Evaluación de las correlaciones de los met ales

A lo largo de esta exposición de los resultados referidos a los metales, se han

ido apuntando posibles focos de emisión a la atmósfera del área de estudio. La

identificación de las fuentes de donde proceden estos contaminantes es un punto

esencial a tener en cuenta dentro del estudio de la calidad del aire en una zona

determinada. El análisis de cada uno de los metales analizados y de su

comportamiento en relación a todos los demás ayuda a conocer su procedencia.

En este sentido, se han evaluado las correlaciones entre los distintos metales

presentes en el mismo punto y entre las dos ubicaciones del estudio, ya que un

análisis de estas características es un primer paso para dilucidar si los contaminantes

provienen o no de las mismas fuentes. A partir de los valores del coeficiente de

correlación (R) obtenido para cada par de variables (concentración de metal) se

obtiene lo que se denomina “matriz de correlaciones”.

Dicha matriz se muestra en la Figura 4.1.15, en forma de gráfico de superficie,

en la que están representados los valores de los coeficientes de correlación entre los

pares de metales, dispuestos en los ejes “x” e “y”. Los elementos determinados en el

punto de la estación vienen señalados con (E) y los correspondientes a San Julián por

(SJ).

Los coeficientes se representan en una escala de color en la que los colores más

intensos corresponden a los valores más elevados. Así, por ejemplo, las zonas rojas

indican que los compuestos implicados están altamente correlacionados, por lo que

pueden estar asociados a focos o fuentes de origen similares. Cuanto menos intenso

es el color menor es el coeficiente, hasta llegar al blanco que corresponde a valores

entre -0,2 y 0,2 y son indicativos de ausencia de correlación entre los contaminantes.

La figura revela, por un lado, que sodio y magnesio sólo se correlacionan entre

ellos (y más levemente con el estroncio) y que incluso con algunos de los demás

elementos la correlación es negativa (zonas azules), es decir, cuando su

concentración aumenta, la de los otros tiende a disminuir. Esto se puede atribuir a un

efecto de “limpieza” de las brisas marinas, que sin embargo aportan sodio y magnesio.

El área de la figura está dominada por el color rojo y el naranja fuerte, por lo que

la mayoría de los metales se correlacionan significativamente y de forma positiva.

37


PM

10 (

E)

Na

(E)

Mg

(E)

K (

E)

Sr

(E)

Fe

(E)

Zn

(E)

Mn

(E)

Cu

(E)

Sb

(E)

Co

(E)

Pb

(E)

As

(E)

Cd

(E)

Ni (

E)

V (

E)

PM

10 (

SJ)

Na

(SJ)

Mg

(SJ)

K (

SJ)

Sr

(SJ)

Fe

(SJ)

Zn

(SJ)

Mn

(SJ)

Cu

(SJ)

Sb

(SJ)

Co

(SJ)

Pb

(SJ)

As

(SJ)

Cd

(SJ)

Ni (

SJ)

V (

SJ)

PM10 (E)

Na (E)

Mg (E)

K (E)

Sr (E)

Fe (E)

Zn (E)

Mn (E)

Cu (E)

Sb (E)

Co (E)

Pb (E)

As (E)

Cd (E)

Ni (E)

V (E)

PM10 (SJ)

Na (SJ)

Mg (SJ)

K (SJ)

Sr (SJ)

Fe (SJ)

Zn (SJ)

Mn (SJ)

Cu (SJ)

Sb (SJ)

Co (SJ)

Pb (SJ)

As (SJ)

Cd (SJ)

Ni (SJ)

V (SJ)

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

Figura 4.1.15. Matriz de correlaciones entre las concentraciones de metales y PM10

determinados en la atmósfera de la Estación (E) y San Julián (SJ), representada como un

diagrama de superficie.

Respecto a las correlaciones entre metales en el mismo punto, ambas

localizaciones muestran, en general, coeficientes elevados entre la mayoría de los

metales determinados, en especial en San Julián, indicando una gran relación entre

ellos, que puede atribuirse a que provienen del mismo origen. Aparte de los

mencionados sodio y magnesio, el potasio, el estroncio y el vanadio son los elementos

que presentan correlaciones más débiles con los demás, sugiriendo unos focos de

emisión diferentes.

38


En relación a las correlaciones entre elementos entre las dos ubicaciones, se

observan algunas bastante elevadas, caso de sodio, magnesio, potasio, manganeso,

plomo, arsénico, níquel y vanadio, y en general, correlaciones significativas, con

coeficientes entre 0,6 y 0,8 (naranja fuerte), lo que indica que altas (o bajas)

concentraciones de dichos metales en un punto se corresponden con niveles también

altos (o bajos) en el otro.

39


4.2. Compuestos Orgánicos Volátiles4.2. Compuestos Orgánicos Volátiles4.2. Compuestos Orgánicos Volátiles4.2. Compuestos Orgánicos Volátiles

Los compuestos orgánicos volátiles (COVs) son una importante familia de

contaminantes atmosféricos que según la definición dada por el Real Decreto

102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire, se identifican

como "todos los compuestos orgánicos procedentes de fuentes antropogénicas y

biogénicas, distintos del metano, que puedan producir oxidantes fotoquímicos por

reacción con óxidos de nitrógeno en presencia de luz solar”.

Esta definición desvela dos aspectos importantes de los COVs: por un lado que

pueden ser emitidos por fuentes tanto naturales como antropogénicas y, por otro, que

participan en reacciones fotoquímicas en la atmósfera.

En cuanto al origen de estas sustancias en una atmósfera urbana como a la que

se refiere esta memoria, las fuentes naturales se asocian, principalmente, a emisiones

procedentes de la vegetación de la zona. Los compuestos más característicos de este

tipo de focos se refieren a hidrocarburos como el β-pineno, limoneno, etc.

En relación a las fuentes antropogénicas, se pueden señalar una gran variedad

de procesos en los que se emiten COVs, como son todos aquellos relacionados con el

uso, manipulación y procesado de combustibles derivados del petróleo y disolventes,

tanto de índole industrial como doméstica. Son muchos y muy diversos los

compuestos emitidos a la atmósfera, dependiendo tanto del foco emisor como de las

condiciones en las que se produzca la emisión. Así, los gases procedentes de los

tubos de escape de los vehículos presentan una composición rica en hidrocarburos

más o menos ligeros que no se han quemado en el proceso de la combustión

(Fontaine y Gallo, 2002). Por otra parte, las actividades vinculadas con disolventes

contribuyen con productos como acetatos, éteres, compuestos clorados, etc (Baroja y

col, 2005; Buzcu y Fraser, 2006; Barrero y Cantón, 2007).

Aunque, en ocasiones, la presencia en el aire de una determinada familia o

grupo de compuestos se puede asociar a focos específicos de origen, en general los

compuestos que se identifican en el ambiente no son exclusivos de uno u otro tipo de

fuente, por lo que puede ocurrir que un mismo compuesto se asocie a varios orígenes

diferentes. Un ejemplo de lo expuesto, común y muy característicos de los núcleos

40


urbanos, es el presentado por los hidrocarburos aromáticos benceno, tolueno,

etilbenceno y xilenos, denominados BTEX (Zhao y col., 2004). Estos son productos

que se encuentran en las emisiones del tráfico rodado, pero también se detectan en

ambientes industriales que, si están localizados en áreas cercanas al núcleo urbano,

pueden afectar a la composición del aire del municipio.

Algo similar ocurre con algunos hidrocarburos alifáticos de bajo peso molecular

como pentano, hexano, etc, que, aunque su fuente principal son las emisiones del

tráfico rodado, también se encuentran ligados a procesos de evaporación y

manipulación de combustibles (Leuchner y Rappenglück, 2010).

Por otra parte, como ya se ha comentado, uno de los aspectos de interés de la

presencia de estos COVs en la atmósfera es su participación en procesos

fotoquímicos en la generación de oxidantes, como el ozono. En presencia de luz solar

y oxidantes estos compuestos pueden formar peróxidos, que al descomponerse

favorecen los procesos de formación de ozono (Carter, 1994 y 2007).

En definitiva, la diversidad de COVs que se pueden encontrar en el aire urbano

puede ser muy amplia. Sin embargo, a la hora de evaluar la calidad del medio se fija la

atención en aquellos contaminantes que resultan de interés por algún motivo especial,

bien por estar regulados en la normativa vigente, bien por poseer una reconocida

toxicidad. Algunos ejemplos de ellos son el 1,3-butadieno, el benceno o el estireno,

considerados carcinógenos para el ser humano (Ramírez y col., 2012).

En este estudio, mediante la metodología descrita en el Capitulo 3, se ha

determinado la concentración de un amplio número de compuestos orgánicos volátiles

detectados en los dos puntos de muestreo.

Para la determinación de la composición de los COVs en el aire ambiente de

Muskiz se han tomado las muestras recogidas simultáneamente en los dos puntos del

estudio. Del total de 293 muestras válidas, 146 en el punto de la Estación y 147 en

San Julián, que se indicaba en el Capítulo 3 de esta memoria, 270 corresponden a las

tomadas en paralelo, es decir, 135 muestras en cada punto, que se han utilizado para

el estudio de comparación entre las dos zonas del municipio.

En cada una de las muestras se han identificado y cuantificado un total de 36

compuestos orgánicos volátiles que se recogen en la tabla de la Figura 4.2.1.

41


Estos COVs se han agrupado en cinco grandes familias, diferenciadas en la lista

por un color distinto: hidrocarburos alifáticos (Al, naranja), hidrocarburos aromáticos

(Ar, amarillo), compuestos biogénicos (Bi, verde), compuestos oxigenados (Ox, rosa) y

compuestos clorados (Cl, azul).

Tomando como referencia el número de COVs incluido en cada grupo, se puede

ver que los más numerosos son los grupos de los hidrocarburos alifáticos y los

aromáticos (naranja y amarillo, respectivamente), y que hay pocos pertenecientes a

las demás familias. Es decir, los hidrocarburos predominan entre los COVs

identificados. Además, es interesante conocer también la abundancia de unos sobre

otros. Como ejemplo representativo, se presenta la Figura 4.2.1, un perfil

cromatográfico típico de la atmósfera estudiada en el que cada pico corresponde a los

compuestos identificados, consignados en la tabla adjunta. Hay que señalar que los

isómeros m- y p-xileno coeluyen en un mismo pico, y que m- y p-etiltolueno se han

contado como si fueran un mismo compuesto. Además, junto con el o-xileno coeluye el

α-pineno.

Los picos más intensos, señalados en amarillo, corresponden a los números 10

(benceno), 15 (tolueno), 21 y 22 (xilenos) y 20 (etilbenceno), hidrocarburos aromáticos

que comúnmente se denominan BTEX. Al mismo tiempo, también destacan otros

picos algo más bajos, caso de los números 2 (metilciclopentano), 9 (heptano), 11

(metilciclohexano) ó 14 (octano), todos hidrocarburos alifáticos (coloreados en naranja)

que, aunque son algo menos intensos, tienen una importante presencia en el conjunto

del perfil.

Por otra parte, el resto de grupos de compuestos no presentan picos relevantes

por lo que, además de haberse detectado en un número reducido, se hallan en menor

abundancia respecto a los demás compuestos. Es el caso de los compuestos clorados

(nº 12 y 17) que se asocian, generalmente, a emisiones de procesos industriales de

desengrase y lavado en seco, o de los acetatos de etilo (nº 7) y butilo (nº 18),

identificados como componentes usuales en formulaciones de disolventes industriales.

Todo esto indica que la atención del estudio debe ir dirigida, principalmente, a los

hidrocarburos. Y por tanto, el siguiente paso es determinar los niveles de

concentración registrados para ellos en las muestras estudiadas.

42


4 . 7 4 7

Figura 4.2.1. R

epresentación cromatográfica de los com

puestos orgánicos volátiles (CO

Vs) identificados

y cuantificados en el aire ambiente de M

uskiz. Hidrocarburos alifáticos (A

l) y aromáticos (A

r), compuestos

biogénicos (Bi), oxigenados (O

x) y clorados (Cl).

nº com

puesto grupo

1

2,4-dimetilpentano

Al

2 m

etilciclopentano A

l 3

ET

BE

O

x 4

2-metilhexano

Al

5 ciclohexano

Al

6 3-m

etilhexano A

l 7

acetato de etilo O

x 8

2,2,4-trimetilpentano

Al

9 heptano

Al

10 benceno

A

r 11

metilciclohexano

Al

12 tricloroetileno

Cl

13 2,3,4-trim

etilpentano A

l 14

octano A

l 15

tolueno A

r 16

isobutilmetilcetona

Ox

17 tetracloroetileno

Cl

18 acetato de butilo

Ox

19 nonano

Al

20 etilbenceno

Ar

21 m

,p-xileno A

r 22

o-xileno+ α

-pineno A

r+B

i 23

estireno A

r 24

decano

Al

25 β

-pineno B

i 26

m,p-etiltolueno

Ar

27 1,3,5-trim

etilbenceno A

r 28

o-etiltolueno A

r 29

1,2,4-trimetilbenceno

Ar

30 lim

oneno B

i 31

undecano

Al

32 dodecano

A

l 33

tridecano A

l 34

tetradecano A

l 35

pentadecano

Al

36 hexadecano

Al

1 2 3 4

35 34

33

36

26

25 22

28 7

6 5

8 12

14 11

18

20

19

17

21

15

10

9

16 27

24

23

29

32 31

30 13

43


Tras la identificación de los COVs se ha procedido a su cuantificación, de la que

la Tabla 4.2.1 da cuenta, de manera individualizada y en los dos puntos muestreados,

los valores máximos, medios y desviación típica de las concentraciones obtenidas en

el periodo completo desde febrero de 2011 hasta junio de 2011.

Además, también se ha calculado la concentración media de cada COV para el

periodo anual que va desde julio de 2011 a junio de 2012. El motivo de esta

diferenciación de valores medios ha sido la necesidad de disponer de concentraciones

medias anuales que permitan, como más adelante se verá, poder ser comparados con

lo establecido en la normativa vigente. La elección del mes de julio como comienzo del

periodo anual ha venido determinada por la campaña de muestreo en paralelo de las

partículas en suspensión iniciada en ese mes y finalizada en junio de 2012. De ese

modo, se ha contado con concentraciones medias anuales de COVs y PM10

coincidentes en el tiempo.

Al pie de la tabla se ha incluido la concentración total de COVs analizados y las

de los dos grupos predominantes, hidrocarburos alifáticos y aromáticos, que aparecen

coloreados.

En primer lugar hay que decir que, cuando se comparan las columnas de los

valores medios de los dos periodos analizados, el completo y el anual, las diferencias

detectadas entre ellos han sido mínimas, por lo que de ahora en adelante las

concentraciones sobre niveles medios estarán referidas a los datos del ciclo anual

indicados en gris.

Si se evalúa la columna correspondiente a la Estación se puede comprobar que

todos los compuestos, a excepción del tolueno, han registrado niveles inferiores a 1

µg/m3. La concentración media de tolueno (1,29 µg/m3) es claramente superior a las

registradas para el resto de COVs (entre 0,05 µg/m3 y 0,76 µg/m3).

Sin embargo, al evaluar los valores de la columna gris correspondiente a los

niveles medios obtenidos en San Julián se comprueba que todos los COVs tienen

concentraciones medias más elevadas que en el área de la Estación y además hay un

buen número de compuestos que superan 1 µg/m3 (coloreados en naranja y amarillo

en la tabla).

44


Tabla 4.2.1. Estadísticos descriptivos (máximo, media aritmética y desviación típica) de

las concentraciones (µg/m3) de compuestos orgánicos volátiles determinadas en los dos puntos

de muestreo de Muskiz. (1. Hidrocarburos alifáticos, 2. Hidrocarburos aromáticos).


Compuesto Todo el periodo

(n=146)

julio 2011- junio 2012 (n= 106)

Todo el periodo (n=147)

julio 2011- junio 2012 (n= 109)

máx. media desv. media máx. media desv. media

1 2,4-dimetilpentano 0,57 0,11 0,09 0,10 1,53 0,25 0,27 0,25

1 metilciclopentano 4,94 0,55 0,70 0,46 28,7 1,18 2,67 1,23

ETBE 1,65 0,32 0,24 0,33 4,29 0,62 0,61 0,65

1 2-metilhexano 2,67 0,35 0,44 0,35 17,9 1,00 1,88 1,07

1 ciclohexano 4,82 0,56 0,73 0,52 23,3 1,07 2,14 1,12

1 3-metilhexano 3,33 0,42 0,54 0,42 22,5 1,20 2,32 1,30

acetato de etilo 0,39 0,09 0,08 0,09 1,96 0,15 0,23 0,15

1 2,2,4-trimetilpentano 7,13 0,70 0,90 0,72 7,41 1,36 1,41 1,51

1 heptano 7,29 0,67 1,08 0,68 47,8 2,31 5,14 2,55

2 benceno 2,31 0,55 0,45 0,54 14,2 1,05 1,68 1,11

1 metilciclohexano 6,46 0,58 0,97 0,56 30,7 1,65 3,11 1,69

tricloroetileno 0,86 0,11 0,13 0,10 5,20 0,31 0,59 0,31

1 2,3,4-trimetilpentano 1,14 0,18 0,20 0,18 5,60 0,55 0,71 0,58

1 octano 5,47 0,47 0,77 0,48 36,0 1,59 3,67 1,75

2 tolueno 5,87 1,28 1,09 1,29 20,4 1,91 2,43 2,04

isobutilmetilcetona 0,94 0,14 0,16 0,14 4,83 0,33 0,57 0,33

tetracloroetileno 0,42 0,09 0,08 0,09 3,58 0,18 0,44 0,20

acetato de butilo 0,24 0,09 0,06 0,09 0,46 0,10 0,07 0,10

1 nonano 3,89 0,35 0,53 0,36 16,2 1,06 1,75 1,07

2 etilbenceno 1,23 0,25 0,22 0,25 6,41 0,42 0,65 0,44

2 m,p-xileno 3,71 0,76 0,69 0,76 14,3 1,21 1,58 1,24

2 o-xileno+ α-pineno 2,24 0,43 0,34 0,44 5,06 0,57 0,60 0,58

2 estireno 0,37 0,08 0,07 0,07 1,68 0,16 0,22 0,15

1 decano 1,47 0,22 0,24 0,21 6,00 0,57 0,75 0,56

β-pineno 1,09 0,19 0,15 0,20 1,23 0,19 0,16 0,21

2 m,p-etiltolueno 1,39 0,23 0,23 0,23 4,05 0,54 0,56 0,51

2 1,3,5-trimetilbenceno 0,68 0,13 0,10 0,13 1,34 0,26 0,25 0,23

2 o-etiltolueno 0,54 0,11 0,09 0,11 1,79 0,22 0,23 0,22

2 1,2,4-trimetilbenceno 0,93 0,18 0,15 0,18 2,88 0,37 0,38 0,36

limoneno 0,40 0,10 0,07 0,11 0,81 0,16 0,14 0,15

1 undecano 0,89 0,15 0,13 0,15 2,34 0,37 0,37 0,34

1 dodecano 0,52 0,13 0,10 0,11 1,68 0,22 0,23 0,21

1 tridecano 0,62 0,07 0,07 0,07 0,76 0,14 0,13 0,13

1 tetradecano 1,30 0,09 0,16 0,08 0,44 0,11 0,08 0,10

1 pentadecano 0,33 0,06 0,06 0,05 0,56 0,12 0,09 0,13

1 hexadecano 0,17 0,06 0,03 0,05 0,18 0,06 0,03 0,06

Total COVs alifáticos 5,55 15,7

Total COVs aromáticos 4,00 6,88

Total COVs 10,7 24,6

45


Entre ellos destaca el elevado valor del heptano (2,55 µg/m3) que supera incluso

al tolueno (2,04 µg/m3), que es el mayoritario en la Estación, convirtiéndose en el más

abundante de todos los COVs registrados en San Julián. Este es un hidrocarburo

alifático que, como se podrá ver a lo largo de la memoria, es característico en la

composición del aire de Muskiz.

A la vista de los datos coloreados se puede comprobar que, si bien las muestras

de San Julián tienen niveles superiores que las de la Estación, lo hacen en

proporciones distintas según sean hidrocarburos alifáticos o aromáticos.

Así, los componentes de los BTEX muestran relaciones en San Julián con

respecto a la Estación en torno a 1,6-1,8 llegando a 2,1 para el caso del benceno.

En cambio, cuando se comparan los niveles de determinados hidrocarburos

alifáticos, caso del heptano, 2-metilhexano o nonano de uno y otro lugar, la proporción

es aún mayor en las muestras de San Julián, con concentraciones que son del orden

de 3 a 4 veces las determinadas en la Estación.

Este comportamiento es menos marcado con los hidrocarburos alifáticos más

pesados como decano, undecano, dodecano, etc, que aunque alcanzan también

valores más altos en la atmósfera de San Julián, su proporción con respecto a los de

la Estación es más baja, en torno al doble.

Así, la concentración media de los hidrocarburos alifáticos ligeros (considerados

entre el 2,4-dimetilpentano y el nonano) alcanza un valor de 4,83 µg/m3 en la Estación

frente a los 14,4 µg/m3 de San Julián. La relación de este valor respecto del primero es

prácticamente 3. Por otro lado, si se selecciona el resto de los hidrocarburos alifáticos,

los más pesados, en el punto de la Estación suponen una media de 0,72 µg/m3,

exactamente la mitad de lo registrado en la zona de San Julián. Unos y otros

hidrocarburos alifáticos parecen tener contribuciones diferentes en los dos ambientes.

Para poder tener una visión gráfica de lo expuesto se ha realizado la

representación (Figura 4.2.2) de los valores individuales medios obtenidos en los

aerosoles tomados en paralelo (135 muestras en cada uno de los puntos) a lo largo

del estudio. La línea azul se refiere a las concentraciones medias registradas en San

Julián y la línea roja a las de la Estación.

46


0

0,5

1

1,5

2

2,5

2,4-

dim

etilp

enta

nom

etilc

iclo

pent

ano

ET

BE

2-m

etilh

exan

oci

cloh

exan

o3-

met

ilhex

ano

acet

ato

de e

tilo

2,2,

4-tr

imet

ilpen

tano

hept

ano

benc

eno

met

ilcic

lohe

xano

tric

loro

etile

no2,

3,4-

trim

etilp

enta

nooc

tano

tolu

eno

isob

utilm

etilc

eton

ate

trac

loro

etile

noac

etat

o de

but

ilono

nano

etilb

ence

nom

,p-x

ileno

o-xi

leno

+ α-

pine

noes

tiren

ode

cano

β-pi

neno

m,p

-etil

tolu

eno

1,3,

5-tr

imet

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tr

imet

ilben

ceno

limon

eno

unde

cano

dode

cano

trid

ecan

ote

trad

ecan

ope

ntad

ecan

ohe

xade

cano

Estación

San Julián

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.2. Representación de las concentraciones medias de COVs obtenidas en el

aire ambiente de Muskiz, en la Estación y en San Julián. Periodo: febrero 2011-junio 2012.

De la figura se desprende que todos los compuestos se encuentran en mayor

concentración en San Julián pero no en todos los casos en la misma proporción. Así,

compuestos como los acetatos de etilo y de butilo y el estireno registran niveles bajos

y muy parecidos. Esto es debido a que estos tres COVs, generalmente, son

característicos de ambientes industriales con actividades en las que intervienen

disolventes (fabricación de pinturas, muebles, plásticos, etc), y tienen una presencia

mínima en entornos urbanos (REFERENCIAS). Lo que indica que en las dos zonas de

Muskiz no se detecta influencia apreciable de emisiones de este tipo.

Por el contrario, hay algunos compuestos que muestran una diferencia

considerable entre los dos puntos. Los que más sobresalen son los hidrocarburos

alifáticos ligeros como 3-metilhexano, heptano, octano, que ya se ha apuntado han

alcanzado concentraciones 3-4 veces superiores a las determinadas en la Estación.

Todos ellos son compuestos que, en entornos urbanos proceden, fundamentalmente,

del tráfico rodado (Hellén y col., 2003; Na, 2006). Sin embargo, la comparación de sus

niveles en uno y otro punto parece indicar que en San Julián, además de las

emisiones de vehículos, deben existir aportes adicionales que contribuyan a

incrementar las concentraciones de los hidrocarburos alifáticos ligeros.

47


En cuanto a los hidrocarburos aromáticos más abundantes, los BTEX, las

diferencias de concentración entre los dos puntos corresponden a una relación inferior

a 2, a excepción del benceno que la supera ligeramente. Al igual que ocurre con los

hidrocarburos alifáticos ligeros, la principal fuente de estos compuestos en el medio

urbano son las emisiones del tráfico, con una composición caracterizada por un cierto

predominio de tolueno, seguido de los xilenos.

Como se ha mencionado, a excepción del benceno, los otros componentes de

los BTEX presentan unas relaciones de niveles medios entre San Julián y la Estación

muy similares entre sí, sugiriendo que en ambas zonas tienen focos de origen

comunes. El benceno, en cambio, alcanza una proporción en el ambiente de San

Julián significativamente mayor, dando a entender que además del procedente de la

fuente de tráfico representada por los otros COVs (TEX), existe algún aporte adicional

que hace aumentar su presencia en este punto.

Todo lo expuesto hasta el momento se ha referido a los datos de valores medios

de los COVs analizados. Si se analiza la columna de niveles máximos correspondiente

al punto de la Estación, se puede observar que los compuestos que alcanzan las

concentraciones máximas no son los mismos que los que exhiben los valores medios

más elevados. Así, los niveles más altos los alcanzan los hidrocarburos ligeros

(heptano, metilciclohexano, octano, etc), con valores entre 5 y 7 µg/m3, mientras los

hidrocarburos aromáticos BTEX muestran valores máximos, en general, menos

elevados.

Como se ha visto al comentar los datos medios, la composición media de COVs

en el punto de la Estación está marcada, principalmente, por tolueno y xilenos, aunque

en algunos momentos del estudio se hayan detectado concentraciones de

hidrocarburos alifáticos ligeros mayores que las de los propios BTEX. Esto indica que

ha ocurrido de forma lo suficientemente puntual como para no influir significativamente

en el valor de la concentración media, es decir se ha detectado en unos pocos días del

muestreo.

Cuando se analizan las concentraciones máximas registradas en San Julián, los

valores más elevados corresponden a los mismos hidrocarburos alifáticos ligeros que

se han identificado como máximos en la Estación, con la diferencia de que los niveles

48


alcanzados en San Julián son significativamente más elevados. Por ejemplo, el

compuesto que presenta la concentración máxima en los dos ambientes es el heptano,

que en la zona de la Estación ha alcanzado 7,29 µg/m3 frente a los cerca de 48 µg/m3

que se han registrado en el punto de San Julián. En este caso los COVs con mayores

niveles medios son también los que han mostrado las concentraciones máximas, lo

que indica que en la composición de la atmósfera de esta zona predominan los

hidrocarburos alifáticos ligeros sobre los BTEX.

A la vista de las concentraciones de COVs registradas en este estudio, cabe la

pregunta de si los niveles detectados se pueden considerar elevados, medios o bajos.

Ante esta cuestión, lo primero que habría que hacer es consultar la normativa vigente

sobre calidad de aire en inmisión.

El único COV que está regulado por la legislación es el benceno, con un valor

límite para la concentración media anual de 5 µg/m3, considerando un año civil, es

decir entre el 1 de enero y el 31 de diciembre. En este caso, dado que el muestreo se

inició en febrero, no se dispone del mencionado año civil, sin embargo, se ha

calculado un valor medio para el periodo anual comprendido entre julio de 2011 y junio

de 2012, que es orientativo y representativo de la concentración media anual.

La concentración media anual de benceno en el punto de la Estación ha sido de

0,54 µg/m3, aproximadamente la mitad que en San Julián, 1,11 µg/m3 y claramente por

debajo del valor límite.

El valor límite se establece con objeto de preservar la salud de la población, por

lo que se podría decir que todos los demás COVs, que no tienen una toxicidad tan

elevada, y cuyas concentraciones medias se encuentran por debajo de esos 5 µg/m3

en el aire ambiente de Muskiz, no van a suponer un riesgo apreciable para la salud.

Una segunda indicación para evaluar la magnitud de los niveles encontrados se

puede encontrar mediante una comparación con otros ambientes. Para ello se han

recogido datos medios anuales de un ambiente típico urbano, como es el de Donostia-

San Sebastián, donde la mayor fuente de COVs la constituye el tráfico de vehículos.

La Figura 4.2.3 muestra los perfiles de concentración media de los COVs estudiados

49


en los tres emplazamientos, en azul San Julián, en rojo la Estación y en verde

Donostia- San Sebastián.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2-m

etilh

exan

o

cicl

ohex

ano

3-m

etilh

exan

o

acet

ato

de e

tilo

2,2,

4-tr

imet

ilpen

tano

hept

ano

benc

eno

met

ilcic

lohe

xano

tric

loro

etile

no

2,3,

4-tr

imet

ilpen

tano

octa

no

tolu

eno

isob

utilm

etilc

eton

a

tetr

aclo

roet

ileno

acet

ato

de b

utilo

nona

no

etilb

ence

no

m,p

-xile

no

o-xi

leno

+ α

-pin

eno

estir

eno

deca

no

β-pi

neno

m,p

-etil

tolu

eno

1,3,

5-tr

imet

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tr

imet

ilben

ceno

limon

eno

unde

cano

dode

cano

trid

ecan

o

tetr

adec

ano

pent

adec

ano

EstaciónSan JuliánDonostia

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.3. Representación de los perfiles de composición medios obtenidos en

paralelo en los puntos de muestreo de la Estación y de San Julián de Muskiz y en el ambiente

urbano de Donostia–San Sebastián.

En líneas generales se observa que las concentraciones medias detectadas en

los dos puntos de Muskiz son del orden de las obtenidas en Donostia-San Sebastián.

Sin embargo, hay diferencias cuantitativas apreciables, sobre todo en el caso de San

Julián.

Atendiendo a las concentraciones en la Estación (línea roja) se aprecia bastante

similitud con las detectadas en Donostia, donde destacan las concentraciones de

BTEX, asociadas a las emisiones del tráfico, que son algo más elevadas que las

encontradas en el citado punto de Muskiz. En términos generales, las concentraciones

medias de COVs en Donostia-San Sebastián superan a las de las muestras de la

Estación, con la excepción de algunos hidrocarburos ligeros, que no mantienen la

misma proporción con los demás hidrocarburos que la mostrada en el punto urbano de

tráfico, sugiriendo fuentes distintas de estos compuestos en Muskiz.

En cuanto a las concentraciones medias detectadas en San Julián (línea azul),

las diferencias con los niveles encontrados en Donostia-San Sebastián (línea verde)

50


son más evidentes que en el caso anterior. El perfil de las dos líneas no es paralelo,

no sigue una silueta similar, lo que implica que la relación entre las concentraciones de

los mismos compuestos en uno y otro ambiente no mantienen iguales proporciones.

Unos pocos COVs (como estireno, tetracloroetileno), a los que se les atribuye un

origen industrial de fuentes que no se localizan en ninguna de las dos áreas, muestran

concentraciones bajas y muy parecidas en ambos puntos.

Los TEX, tolueno, etilbenceno y xilenos, se presentan también en San Julián en

concentraciones inferiores a las detectadas en Donostia-San Sebastián, reflejando la

importancia de las emisiones de los vehículos en este punto urbano.

Por último, hay que señalar que las concentraciones de todos los hidrocarburos

alifáticos con un número de átomos de carbono entre 6 y 9 son claramente más

elevadas en San Julián, destacando las concentraciones de los señalados con círculos

en la gráfica. Esto es una muestra de que la presencia de esos compuestos en la

atmósfera de Muskiz no se asocia a fuentes de una atmósfera urbana típica.

Con el fin de apreciar mejor este comportamiento, en la siguiente gráfica (Figura

4.2.4), se han representado las proporciones relativas de los dos grupos de

hidrocarburos, alifáticos y aromáticos, atendiendo a su volatilidad.

En primer lugar, los alifáticos entre C6 y C9 y los alifáticos considerados más

“pesados”, de entre 10 y 15 átomos de carbono, y, en segundo lugar, los aromáticos

BTEX y los calificados como “pesados”, que son aquellos con 9 átomos de carbono.

0%

10%

20%

30%

40%

50%60%

70%

80%

90%

100%

Estación San Julián Donostia

alifáticos (C6-C9) alifáticos (C10-C15)

aromáticos BTEX aromáticos C9

Figura 4.2.4. Representación de las proporciones relativas de los hidrocarburos alifáticos

y aromáticos diferenciando entre “ligeros” y “pesados” en los dos puntos de Muskiz y en el

ambiente urbano de Donostia–San Sebastián.

39%

47%

27%

59%

29%

48%

51


Como ya se ha comentado, el punto de Donostia tiene su principal fuente de

COVS en el tráfico y el grupo mayoritario son los BTEX (color verde claro) que

suponen el 48% del total de hidrocarburos, seguido de los alifáticos “ligeros” (color

azul claro) con 29% del total. Esto contrasta con lo encontrado en San Julián, donde

se invierten las proporciones y predominan los hidrocarburos alifáticos ligeros, con el

59% de la concentración total de hidrocarburos frente al 27% de los BTEX. El punto de

la Estación se encuentra con una composición intermedia, entre la del ambiente

urbano de Donostia-San Sebastián y el de San Julián. Los alifáticos “ligeros” y los

BTEX adquieren el 39% y el 47% del total de hidrocarburos, respectivamente.

Con respecto a los dos grupos de hidrocarburos alifáticos y aromáticos

“pesados” (con coloraciones azul y verde más intensas), se observa que mientras en

los dos puntos de Muskiz los porcentajes están entre 6-7%, en Donostia-San

Sebastián las dos fracciones tienen un mayor peso, alrededor de 10-12 % del total de

hidrocarburos.

Todo lo visto hasta ahora revela que el aire ambiente de Muskiz presenta una

composición que difiere de la de un ambiente urbano típico, en cuanto a una superior

proporción de hidrocarburos alifáticos ligeros, y además resulta algo distinta de un

punto a otro. Este hecho apunta a la presencia de posibles fuentes que emiten estos

compuestos y que no se corresponden en los tres medios o, al menos, no con iguales

contribuciones.

Cuando se quiere evaluar la procedencia de COVs en un ambiente concreto,

una de las estrategias empleadas es analizar las relaciones de determinados

compuestos entre sí. Así, se han tomado los BTEX y algunos de los hidrocarburos

alifáticos más representativos de los perfiles ya vistos y se han calculado algunas

relaciones. Si los valores de dichas relaciones obtenidas en puntos distintos son

parecidos se puede considerar un indicio de que sus orígenes de emisión son los

mismos. Como ejemplo, en la Tabla 4.2.2 se han recogido algunas de estas relaciones

establecidas entre algunos de los COVs estudiados en cuatro entornos diferentes, los

dos puntos del proyecto (la Estación y San Julián), uno en Donostia-San Sebastián y

el municipio de Zierbena, por cercanía al de Muskiz.

52


Tabla 4.2.2. Valores de relaciones de compuestos orgánicos volátiles en muestras de

aerosoles de Donostia-San Sebastián, Muskiz (Estación y San Julián) y Zierbena.

Relación de COVs Donostia Estación San Julián Zierbena

tolueno / benceno 3,31 2,39 1,84 2,07

tolueno / m,p-xileno 1,61 1,70 1,65 1,70

m,p-xileno / benceno 2,05 1,45 1,11 1,22

heptano / octano 1,29 1,41 1,46 1,28

heptano / nonano 1,35 1,89 2,40 1,44

heptano / 3-metilhexano 0,82 1,62 1,96 1,50

Respecto a las tres primeras relaciones, entre hidrocarburos aromáticos, se

puede observar que mientras la proporción tolueno/m,p-xileno se mueve en un margen

de valores estrechos, de 1,61 a 1,70, las otras dos varían de manera significativa

según la zona de estudio. En Donostia-San Sebastián las concentraciones de estos

contaminantes proceden, como se ha indicado, de las emisiones del tráfico rodado y

los valores de las relaciones de los distintos compuestos son similares a las que se

obtienen en esa fuente. Partiendo de este hecho, se puede decir que, si los demás

lugares presentaran valores de las relaciones parecidos, se les podría adjudicar

también el mismo origen. Sin embargo, los valores de la relación tolueno/benceno y

m,p-xileno/benceno, son claramente inferiores a los de Donostia en los dos puntos de

Muskiz y en el de Zierbena. Esto indica que los niveles de benceno son, en proporción,

más elevados, señalando a San Julián como el área donde hay mayor cantidad de

benceno, seguido de Zierbena y finalmente de la Estación, la atmósfera más parecida

a la urbana. Todo esto pone de manifiesto la existencia de una fuente o fuentes

adicionales de benceno que se suman a la propia del tráfico y que llevan a que tenga

una mayor presencia relativa en el entorno geográfico de Muskiz-Zierbena,

principalmente en San Julián.

En cuanto a los resultados de las otras tres relaciones, referidas a los

hidrocarburos alifáticos, la atmósfera urbana de Donostia-San Sebastián presenta en

todos los casos valores inferiores a los otros puntos y el motivo es la mayor

53


concentración de heptano en relación a octano y nonano. Esto es algo que se percibe

en las áreas de Muskiz y Zierbena, pero no exactamente por igual en ambos

municipios. Por ejemplo, la relación heptano/nonano en las muestras de aire de

Donostia-San Sebastián alcanza un valor de 1,35, un poco más alto en Zierbena

(1,44), después en la Estación (1,89) y el máximo en San Julián (2,40). Es en esta

zona donde se han observado las concentraciones más altas de heptano, superiores a

las que se detectan en áreas con importante parque móvil y que provocan un

incremento de su nivel medio anual.

Como se ha visto, las relaciones entre COVs se han utilizado para evidenciar

fuentes diferentes a las del ambiente urbano. También se ha comprobado que en

Muskiz los hidrocarburos alifáticos ligeros tienen cierta relevancia, en detrimento de los

aromáticos, cuya presencia puede tener mayor o menor contribución de emisiones del

tráfico. Para determinar este punto, se han evaluado las correlaciones entre los dos

compuestos mayoritarios de ambas familias (heptano y tolueno, respectivamente) en

los dos puntos del estudio (la Estación y San Julián) y en Donostia-San Sebastián,

siguiendo el método propuesto por Cantón y col., 2009, 2010, 2011.

En la Figura 4.2.5 se han representado las concentraciones de heptano frente a

las de tolueno determinadas en los tres ambientes. Los puntos en azul se refieren a

los datos diarios obtenidos en San Julián, los rojos pertenecen a la Estación y los

verdes a Donostia-San Sebastián.

0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20 25

Estación

San Julián

Donostia

y = 0,61x R2= 0,58y = 1,70x R2= 0,91 y = 0,16x R2= 0,94

hept

ano

(µg/

m3 )

tolueno (µg/m3) Figura 4.2.5. Representación de las correlaciones entre heptano y tolueno en los dos

puntos de Muskiz y en el ambiente urbano de Donostia–San Sebastián.

54


La figura revela que cada punto analizado tiene una proporción heptano/tolueno

(la pendiente de la recta de ajuste) diferente. Los casos extremos son Donostia (0,16)

y San Julián (1,70) y el punto de la Estación se queda en medio, con una relación

heptano/tolueno promedio de 0,61.

Por otra parte, se observa que la correlación entre estos dos compuestos en San

Julián (R2=0,91) y en Donostia (R2=0,94) son muy elevadas, casi cercanas a la unidad,

lo que normalmente indica que los compuestos en cuestión proceden de la misma

fuente. En Donostia-San Sebastián esa fuente es el tráfico y en San Julián, otra

distinta pero con un gran peso sobre los COVs analizados.

No ocurre lo mismo en la Estación, donde tolueno y heptano presentan una

correlación más baja (R2=0,58) dando a entender que ambos compuestos pueden

tener procedencias diferentes. Esta baja correlación es fruto de una mayor dispersión,

que corresponde a valores de la relación heptano/tolueno (en adelante h/t) variables.

Dicha relación se ha evaluado en profundidad, en primer lugar analizando su

distribución de valores, y en segundo lugar discriminado las muestras en función de

dichos valores. De esta manera, las muestras recogidas en la Estación se clasifican en

tres grupos, a los que hemos denominado de tipo I (h/t < 0,30), tipo II (0,30 < h/t <

0,70) y tipo III (h/t > 0,70).

Al representar los valores de la concentración de heptano frente a la de tolueno

en la Estación, diferenciando las muestras según el tipo al que pertenecen (Figura

4.2.6), se comprueba que la correlación en cada grupo aumenta.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6

tipo IIItipo IItipo I

y = 1,12x R2= 0,83 y = 0,49x R2= 0,87 y = 0,18x R2= 0,79

hept

ano

(µg/

m3 )

tolueno (µg/m3) Figura 4.2.6. Representación de las correlaciones entre heptano y tolueno en el punto de

la Estación, en función del tipo de muestra.

55


Se obtienen coeficientes R2 elevados, de 0,79 (tipo I), 0,83 (tipo II) y 0,87 (tipo

III), y las pendientes de las rectas varían de 0,18 para el tipo I, 0,49 para el tipo II y

1,12 para el tipo III.

Si comparamos estos resultados con los descritos en la anterior gráfica, Figura

4.2.5, la recta de ajuste de las muestras denominadas tipo I presenta una pendiente de

0,18, muy similar a la obtenida en el punto urbano de San Sebastián (0,16); las

muestras de tipo III se ajustan a una recta con una pendiente superior a 1

(concentración de heptano mayor que la de tolueno), parecido a lo que se observaba

en el punto de San Julián (1,70); finalmente, las muestras de tipo II, se quedan en una

posición intermedia, con una pendiente de 0,49.

Además, los perfiles de composición medios para cada tipo de muestra

presentan diferencias apreciables entre sí (Figura 4.2.7). Por un lado, las muestras de

los tipos I y II muestran concentraciones similares, claramente inferiores a las de las

de tipo III. Por otro lado, donde más se aprecian estas diferencias es en los

hidrocarburos alifáticos “ligeros” y el perfil de composición de las muestras de tipo I es

muy similar al mostrado en la Figura 4.2.3 para el ambiente urbano de Donostia.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2,4-

dim

etilp

enta

nom

etilc

iclo

pent

ano

ET

BE

2-m

etilh

exan

oci

cloh

exan

o3-

met

ilhex

ano

acet

ato

de e

tilo

2,2,

4-tr

imet

ilpen

tano

hept

ano

benc

eno

met

ilcic

lohe

xano

tric

loro

etile

no2,

3,4-

trim

etilp

enta

nooc

tano

tolu

eno

isob

utilm

etilc

eton

ate

trac

loro

etile

noac

etat

o de

but

ilono

nano

etilb

ence

nom

,p-x

ileno

o-xi

leno

+ α

-pin

eno

estir

eno

deca

noβ-

pine

nom

,p-e

tilto

luen

o1,

3,5-

trim

etilb

ence

noo-

etilt

olue

no1,

2,4-

trim

etilb

ence

nolim

onen

oun

deca

nodo

deca

notr

idec

ano

tetr

adec

ano

pent

adec

ano

hexa

deca

no

tipo Itipo IItipo III

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.7. Representación de los perfiles de composición medios obtenidos en el aire

ambiente de Muskiz en el punto de muestreo de la Estación, diferenciando entre tipos de

muestras atendiendo a los valores de la relación heptano/tolueno.

56


Resumiendo, en el punto de la Estación se pueden diferenciar tres tipos de

muestras (o lo que es lo mismo, de días), con perfiles de composición diferenciados.

Las muestras de tipo I tienen una relación h/t y un perfil de composición similar a los

que se encuentran en un ambiente urbano. Las muestras de tipo III muestran una

relación h/t superior a 1 y un perfil de composición parecido al encontrado en San

Julián. Por último, las muestras de tipo II exhiben una relación h/t y un perfil intermedio

entre los dos comentados. Así, podemos hablar de días de tipo “urbano”, de tipo “San

Julián” o de tipo “mezcla”.

Considerando todo lo que se ha expuesto hasta ahora, queda patente que el aire

ambiente de Muskiz tiene unas características singulares en cuanto a la composición

de los COVs, que son más acusadas en el punto de San Julián que en el de la

Estación. Esto apunta a las emisiones de la refinería como causantes de la alteración

del perfil de composición respecto del que sería esperable encontrar en un ambiente

urbano típico, y que parecen tener una mayor incidencia sobre el núcleo de San Julián.

Este último punto se ha comprobado haciendo la misma clasificación de las

muestras de San Julián, según la relación h/t en tipo I (“urbano”), tipo II (“mezcla”) y

tipo III (“San Julián”) y comparando los resultados obtenidos con los de la Estación. La

proporción de días de cada categoría observada en cada punto de muestreo se recoge

en la Figura 4.2.8, que muestra una gran disparidad entre ambos.

El tipo I es el predominante en la Estación, con el 52% de los días muestreados,

frente a sólo el 17% de muestras de este tipo en el punto de San Julián.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%


tipo I tipo II tipo III

Figura 4.2.8. Representación de la proporción de días clasificados según la relación

heptano/tolueno: tipo I, II y III en los dos puntos del estudio.

52%

46%

37%

36%

17%

12%

57


Por el contrario, en San Julián casi la mitad de las muestras son de tipo III, que

en el caso de la Estación su número es mucho menor, un 12% del total de días.

Las muestras de tipo II (que hemos denominado “mezcla”) mantienen

porcentajes muy parejos en los dos enclaves: en la Estación han supuesto el 36% del

total y en San Julián el 37%.

En definitiva, en el punto de la Estación, del total de días analizados, alrededor

de la mitad corresponde a días de tipo “urbano”, algo más de un tercio son días de

“mezcla” y poco más de la décima parte corresponden a días de tipo “San Julián”. En

cambio, en San Julián la situación se invierte, con cerca de la mitad de días con

carácter de “San Julián”, el 36% de “mezcla” y menos de un quinto de tipo “urbano”.

Estas diferencias reflejan el hecho de que en un mismo día la composición de COVs

en el entorno de la Estación y en el de San Julián puede ser diferente. De hecho, esto

se produce en alrededor de dos tercios de los días analizados.

Teniendo en cuenta que las muestras de tipo “San Julián” son aquellas que

tienen una relación heptano/tolueno claramente diferente de la de un ambiente urbano,

que su perfil de composición está enriquecido en hidrocarburos alifáticos ligeros y que

sus concentraciones medias son más elevadas, es razonable pensar que dichas

características estén motivadas por la incidencia de las emisiones de la refinería, por

lo que a partir de ahora este grupo se va a llamar “refinería”.

La representación a lo largo del tiempo de muestreo de las concentraciones de

heptano diferenciando los días según la relación h/t puede servir para ilustrar la

frecuencia con la que se detectan las diferentes influencias (Figura 4.2.9).

En el punto de la Estación los días de influencia de refinería (tipo III, color azul)

se han concentrado, principalmente, en algunos días de abril de 2011 y febrero y

marzo de 2012. Por el contrario, en San Julián parecen estar más uniformemente

repartidos por todo el periodo de muestreo. Además, también se aprecia que los días

de tipo III son los que generalmente presentan, en los dos lugares, las

concentraciones de heptano más elevadas.

Por otra parte, la comparación de las dos gráficas ilustra la gran variabilidad de

las concentraciones medias diarias durante el estudio y la disparidad de niveles que

58


existe entre los dos puntos evaluados: mientras que el fondo de escala del eje “y” de

representación de la Estación alcanza los 8 µg/m3, la de San Julián llega a 50 µg/m3.

0

1

2

3

4

5

6

7

8


conc

ent

raci

ón (

µg/m

3 )

0

10

20

30

40

50

1-2-

11

3-3-

11

2-4-

11

3-5-

11

2-6-

11

2-7-

11

2-8-

11

1-9-

11

1-10

-11

1-11

-11

1-12

-11

31-1

2-11

31-1

-12

1-3-

12

31-3

-12

1-5-

12

31-5

-12

1-7-

12


conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.9. Concentraciones de heptano en la atmósfera de Muskiz, en la Estación

(arriba) y en San Julián (abajo), diferenciando entre días de tipo I, II y III.

Además, la figura revela que las concentraciones elevadas no se producen de

manera simultánea en los dos puntos, es decir, no parece haber correlación entre las

concentraciones detectadas en las dos ubicaciones.

Para evaluar este hecho con más detalle, se han analizado las series temporales

de las concentraciones determinadas en ambos puntos para un mismo compuesto, en

concreto el benceno, regulado en la normativa vigente.

En la Figura 4.2.10 se representa la evolución de los niveles medios diarios de

benceno en la Estación (color rojo) y San Julián (color azul) a lo largo del periodo de

muestreo.

59


0

5

10

151-

2-11

3-3-

11

2-4-

11

3-5-

11

2-6-

11

2-7-

11

2-8-

11

1-9-

11

1-10

-11

1-11

-11

1-12

-11

31-1

2-11

31-1

-12

1-3-

12

31-3

-12

1-5-

12

31-5

-12

1-7-

12

Estación

San Julián

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.10. Evolución de las concentraciones de benceno en los puntos de la Estación

y de San Julián a lo largo del periodo de muestreo.

A la vista de las dos siluetas se puede apuntar que en determinados momentos

del muestreo (meses de primavera y verano) las concentraciones de benceno son, en

general, similares en ambos puntos y además las más bajas del estudio. Sin embargo,

en el mes de marzo de 2011 y en especial en el periodo noviembre-diciembre de 2011,

los niveles en San Julián son claramente más altos y siguen una pauta diferente a los

detectados en la Estación.

Este periodo de mayor disparidad y concentraciones más elevadas en San Julián

corresponde a una época en la que el viento predominante fue de dirección SSO. Por

el contrario, durante el verano, que predominó el viento de componente norte, los

niveles en ambos puntos fueron, como se ha visto, menores y más parejos.

Para poder visualizar esta conducta de los COVs y las condiciones del viento en

la zona, se ha representado, junto a los dos perfiles del benceno de la Figura 4.2.10, la

dirección prevalente (tomada como la moda de la dirección del viento sectorizada en

intervalos de 22,5º) para cada día del estudio (línea en discontinuo verde) (Figura

4.2.11).

Se puede apreciar cómo los picos elevados registrados en San Julián se

corresponden con días en los que hubo una predominancia de vientos de componente

Sur.

60


0

5

10

15

0

45

90

135

180

225

270

315

360

1-2-

11

3-3-

11

2-4-

11

3-5-

11

2-6-

11

2-7-

11

2-8-

11

1-9-

11

1-10

-11

1-11

-11

1-12

-11

31-1

2-11

31-1

-12

1-3-

12

31-3

-12

1-5-

12

31-5

-12

1-7-

12

Estación San Julián dirección del viento

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )dirección del viento (º)

Figura 4.2.11. Evolución de las concentraciones de benceno en los puntos de la Estación

y de San Julián y dirección del viento predominante a lo largo del periodo de muestreo.

Por tanto, se puede intuir que la dirección del viento va a ser un factor importante

determinante de las concentraciones de los compuestos orgánicos volátiles en el aire

ambiente de Muskiz. Este punto va a ser objeto de un análisis más detallado a

continuación.

61


4.2.1. Evaluación de las concentraciones de COVs co n la dirección

del viento

De forma similar al estudio realizado con los metales analizados en las partículas

en suspensión, se han evaluado las concentraciones de COVs con la dirección del

viento. Tal y como se indicaba en el mencionado apartado, hay que tener en cuenta

varios aspectos.

En primer lugar, la dirección de viento más frecuente en Muskiz es del sector S-

SSO, y en menor medida, en ocasiones, del ONO-N.

En segundo, para combinar los datos diarios de COVs con los datos horarios de

dirección de viento, se ha recurrido a determinar tanto la dirección como el cuadrante

más frecuentes de cada día. Por tanto, las concentraciones medias según la dirección

del viento se han calculado por cuadrantes (norte, este, sur, oeste).

Por último, los vientos de componente este son muy infrecuentes, por lo que se

van a comparar las medias obtenidas en los cuadrantes norte, sur y oeste.

En la Figura 4.2.12 se mustran los perfiles de composición medios obtenidos

cuando el viento predominante es del cuadrante norte.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

2,4-

dim

etilp

enta

nom

etilc

iclo

pent

ano

ET

BE

2-m

etilh

exan

o2,

3-di

met

ilpen

tano

3-m

etilh

exan

oac

etat

o de

etil

o2,

2,4-

trim

etilp

enta

nohe

ptan

obe

ncen

om

etilc

iclo

hexa

notr

iclo

roet

ileno

2,3,

4-tr

imet

ilpen

tano

octa

noto

luen

ois

obut

ilmet

ilcet

ona

tetr

aclo

roet

ileno

acet

ato

de b

utilo

nona

noet

ilben

ceno

m,p

-xile

noo-

xile

no+

α-pi

neno

estir

eno

deca

noβ-

pine

nom

,p-e

tilto

luen

o1,

3,5-

trim

etilb

ence

noo-

etilt

olue

no1,

2,4-

trim

etilb

ence

nolim

onen

oun

deca

nodo

deca

notr

idec

ano

tetr

adec

ano

pent

adec

ano

hexa

deca

no

Estación

San Julián

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.12. Representación de los perfiles de composición media de compuestos

orgánicos volátiles obtenidos en el aire ambiente de Muskiz, en la Estación y San Julián,

cuando el viento prevalente es del cuadrante norte.

62


En este caso, las concentraciones medias obtenidas en la Estación (línea roja)

son superiores a las detectadas en San Julián (línea azul), prácticamente para la

totalidad de los COVs identificados, y en especial para los hidrocarburos alifáticos

ligeros.

Sin embargo, la situación se invierte con vientos del cuadrante sur, con

concentraciones más elevadas en el punto de San Julián que en el de la Estación

(Figura 4.2.13). Además, en este caso se aprecia un cambio en las proporciones

relativas de los compuestos, caracterizado por una disminución de las concentraciones

de hidrocarburos alifáticos ligeros respecto a los aromáticos en la Estación en

comparación con San Julián. Así, el perfil obtenido en la zona de la Estación es

parecido al mostrado anteriormente para el aire ambiente de Donostia-San Sebastián,

y también los que hemos denominado como “tipo I (urbano)” y “tipo II (mezcla)” en la

clasificación de las muestras según la relación h/t. Asimismo, el perfil de composición

en San Julián con vientos del sur se asimila al obtenido para el “tipo III (refinería)”.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2,4-

dim

etilp

enta

nom

etilc

iclo

pent

ano

ET

BE

2-m

etilh

exan

o2,

3-di

met

ilpen

tano

3-m

etilh

exan

oac

etat

o de

etil

o2,

2,4-

trim

etilp

enta

nohe

ptan

obe

ncen

om

etilc

iclo

hexa

notr

iclo

roet

ileno

2,3,

4-tr

imet

ilpen

tano

octa

noto

luen

ois

obut

ilmet

ilcet

ona

tetr

aclo

roet

ileno

acet

ato

de b

utilo

nona

noet

ilben

ceno

m,p

-xile

noo-

xile

no+

α-pi

neno

estir

eno

deca

noβ-

pine

nom

,p-e

tilto

luen

o1,

3,5-

trim

etilb

ence

noo-

etilt

olue

no1,

2,4-

trim

etilb

ence

nolim

onen

oun

deca

nodo

deca

notr

idec

ano

tetr

adec

ano

pent

adec

ano

hexa

deca

no

Estación

San Julián

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.13. Representación de los perfiles de composición media de compuestos

orgánicos volátiles obtenidos en el aire ambiente de Muskiz, en la Estación y San Julián,

cuando el viento prevalente es del cuadrante sur.

En cuanto a las concentraciones determinadas en las muestras de los días con

vientos predominantes del Oeste, se representan en la Figura 4.2.14, junto con las

63


obtenidas en los otros dos cuadrantes, en cada uno de los puntos. En el caso de la

zona de la Estación, los niveles medios con vientos del cuadrante oeste son

claramente inferiores a las detectadas con vientos de los otros dos cuadrantes. En

cuanto al punto de San Julián, las concentraciones medias con vientos del Oeste son

muy similares a las encontradas con vientos del cuadrante norte, y notablemente

inferiores a las correspondientes al cuadrante sur.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

nortesuroeste

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2,4-

dim

etilp

enta

nom

etilc

iclo

pent

ano

ET

BE

2-m

etilh

exan

o2,

3-di

met

ilpen

tano

3-m

etilh

exan

oac

etat

o de

etil

o2,

2,4-

trim

etilp

enta

nohe

ptan

obe

ncen

om

etilc

iclo

hexa

notr

iclo

roet

ileno

2,3,

4-tr

imet

ilpen

tano

octa

noto

luen

ois

obut

ilmet

ilcet

ona

tetr

aclo

roet

ileno

acet

ato

de b

utilo

nona

noet

ilben

ceno

m,p

-xile

noo-

xile

no+

α-p

inen

oes

tiren

ode

cano

β-pi

neno

m,p

-etil

tolu

eno

1,3,

5-tr

imet

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tr

imet

ilben

ceno

limon

eno

unde

cano

dode

cano

trid

ecan

ote

trad

ecan

ope

ntad

ecan

ohe

xade

cano

nortesuroeste

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.14. Representación de los perfiles de composición medios obtenidos en el aire

ambiente de Muskiz en los puntos de muestreo de la Estación (arriba) y de San Julián (abajo)

para cada cuadrante de la dirección del viento.

A la vista de las dos últimas figuras se puede decir que existe una fuente de

compuestos orgánicos volátiles situada entre los dos puntos de muestreo, es decir, al

norte del punto de la estación y al sur de San Julián, ubicación que corresponde con

parte de la planta de la refinería.

64


4.2.2. Análisis de correlaciones entre compuestos o rgánicos volátiles

Todo lo expuesto hasta ahora revela que el aire ambiente de Muskiz tiene unas

características particulares que lo diferencian del de un ambiente urbano típico y que

dicha singularidad está relacionada con la presencia de la refinería en el entorno del

municipio. También se ha visto que las concentraciones y la composición de estos

compuestos muestran una variabilidad espacial apreciable, hasta tal punto que pueden

ser claramente diferentes en dos puntos del municipio. En este sentido, tal y como se

ha hecho en el apartado correspondiente a las partículas en suspensión y los metales,

también se han evaluado las correlaciones entre los distintos COVs presentes en el

mismo punto y entre las dos ubicaciones del estudio.

Por un lado, el estudio de correlaciones va a indicar si los compuestos pueden

provenir o no de las mismas fuentes y, por otro, si esas fuentes afectan a ambos

puntos de muestreo de la misma forma.

A modo de ejemplo, en la Figura 4.2.15 se muestran las correlaciones obtenidas

entre un hidrocarburo aromático, el m,p-xileno, componente de los BTEX, y un

hidrocarburo alifático, el nonano. La gráfica de la izquierda se refiere a los datos de

concentración de las muestras de la Estación y la de la derecha a los aerosoles de

San Julián.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

y = 1,45x R= 0,81

m,p

-xile

no (

µg/m

3 )

nonano (µg/m3)

0

5

10

15

0 5 10 15 20

y = 0,97x R= 0,98

m,p

-xile

no (

µg/m

3 )

nonano (µg/m3) Figura 4.2.15. Diagramas de dispersión entre las concentraciones de m,p-xileno y

nonano determinadas en el punto de la Estación (izquierda) y en San Julián (derecha).

65


En ambos casos los coeficientes de correlación (R) son elevados, superiores a

0,8, pero en la gráfica correspondiente al punto de la Estación se observa una mayor

dispersión que hace que la correlación (R= 0,81) sea menor que en San Julián (R=

0,98). Esto indica que estos dos hidrocarburos se encuentran mejor relacionados entre

sí en San Julián que en la Estación, donde pueden tener una procedencia algo

distinta.

Unido a esto, el estudio de correlaciones permite también evaluar si las fuentes

de contaminantes afectan por igual a los dos puntos. Sirva de ejemplo de este aspecto

la gráfica mostrada en la Figura 4.2.16 en la que se representa la correlación entre las

concentraciones de nonano determinadas de forma paralela en ambos puntos.

0

5

10

15

20

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

y = 1,10 - 0,18x R= 0,08

nona

no (

San

Jul

ián)

(µg

/m3 )

nonano (Estación) (µg/m3) Figura 4.2.16. Diagrama de dispersión entre las concentraciones de nonano detectadas

en el punto de la Estación y en San Julián.

La representación muestra una recta de correlación con un coeficiente muy bajo

(R=0,08), próximo a cero, que se interpreta como la ausencia total de relación entre la

concentración de nonano en un punto respecto a la del otro. Además también se

desprende que, cuando en una de las ubicaciones las concentraciones son altas (en

relación a los niveles habituales en el punto) en el otro lugar no se detectan niveles

altos.

A partir de los valores del coeficiente de correlación (R) obtenido para cada par

de variables (concentración de COV) se obtiene lo que se denomina “matriz de

correlaciones”.

66


Dicha matriz se muestra en la Figura 4.2.17, en forma de gráfico de superficie,

en la que están representados los valores de los coeficientes de correlación entre los

pares de COVs, dispuestos en los ejes “x” e “y”. Los compuestos determinados en el

punto de la estación vienen señalados con (E) y los correspondientes a San Julián por

(SJ).

Al igual que en la gráfica correspondiente a los metales, los coeficientes se

representan en una escala de color en la que cuanto más intenso es el color más

elevado es el coeficiente. Así, por ejemplo, las zonas rojas indican compuestos

altamente correlacionados, y las blancas corresponden a valores entre -0,2 y 0,2,

indicativos de ausencia de correlación entre los contaminantes.

2,4-

dim

etilp

enta

no (

E)

met

ilcic

lope

ntan

o (E

)E

TB

E (

E)

2-m

etilh

exan

o (E

)2,

3-di

met

ilpen

tano

(E

)3-

met

ilhex

ano

(E)

hept

ano

(E)

benc

eno

(E)

met

ilcic

lohe

xano

(E

)2,

3,4-

trim

etilp

enta

no (

E)

octa

no (

E)

tolu

eno

(E)

nona

no (

E)

etilb

ence

no (

E)

m,p

-xile

no (

E)

o-xi

leno

+a-

pine

no (

E)

deca

no (

E)

b-pi

neno

(E

)m

,p-e

tilto

luen

o (E

)1,

3,5-

trim

etilb

ence

no (

E)

o-et

iltol

ueno

(E

)1,

2,4-

trim

etilb

ence

no (

E)

limon

eno

(E)

unde

cano

(E

)do

deca

no (

E)

2,4-

dim

etilp

enta

no (

SJ)

met

ilcic

lope

ntan

o (S

J)E

TB

E (

SJ)

2-m

etilh

exan

o (S

J)2,

3-di

met

ilpen

tano

(S

J)3-

met

ilhex

ano

(SJ)

hept

ano

(SJ)

benc

eno

(SJ)

met

ilcic

lohe

xano

(S

J)2,

3,4-

trim

etilp

enta

no (

SJ)

octa

no (

SJ)

tolu

eno

(SJ)

nona

no (

SJ)

etilb

ence

no (

SJ)

m,p

-xile

no (

SJ)

o-xi

leno

+a-

pine

no (

SJ)

deca

no (

SJ)

b-pi

neno

(S

J)m

,p-e

tilto

luen

o (S

J)1,

3,5-

trim

etilb

ence

no (

SJ)

o-et

iltol

ueno

(S

J)1,

2,4-

trim

etilb

ence

no (

SJ)

limon

eno

(SJ)

unde

cano

(S

J)do

deca

no (

SJ)

2,4-dimetilpentano (E)metilciclopentano (E)ETBE (E)2-metilhexano (E)2,3-dimetilpentano (E)3-metilhexano (E)heptano (E)benceno (E)metilciclohexano (E)2,3,4-trimetilpentano (E)octano (E)tolueno (E)nonano (E)etilbenceno (E)m,p-xileno (E)o-xileno+a-pineno (E)decano (E)b-pineno (E)m,p-etiltolueno (E)1,3,5-trimetilbenceno (E)o-etiltolueno (E)1,2,4-trimetilbenceno (E)limoneno (E)undecano (E)dodecano (E)2,4-dimetilpentano (SJ)metilciclopentano (SJ)ETBE (SJ)2-metilhexano (SJ)2,3-dimetilpentano (SJ)3-metilhexano (SJ)heptano (SJ)benceno (SJ)metilciclohexano (SJ)2,3,4-trimetilpentano (SJ)octano (SJ)tolueno (SJ)nonano (SJ)etilbenceno (SJ)m,p-xileno (SJ)o-xileno+a-pineno (SJ)decano (SJ)b-pineno (SJ)m,p-etiltolueno (SJ)1,3,5-trimetilbenceno (SJ)o-etiltolueno (SJ)1,2,4-trimetilbenceno (SJ)limoneno (SJ)undecano (SJ)dodecano (SJ)

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

Figura 4.2.17. Matriz de correlaciones entre las concentraciones de compuestos

orgánicos volátiles determinados en la atmósfera de Muskiz, puntos de la Estación y San

Julián, representada como un diagrama de superficie.

67


En la gráfica se observan cuatro zonas bien diferenciadas, dos con predominio

de colores rojos y naranjas, que corresponden a las correlaciones entre compuestos

en el mismo punto, y dos prácticamente de color blanco, conformadas por las

correlaciones entre compuestos entre las dos ubicaciones.

A simple vista se puede apreciar que en el punto de San Julián (área coloreada

en el cuadrante inferior derecho de la figura) la mayoría de los COVs se encuentran

muy correlacionados, con coeficientes en el intervalo 0,8-1. Esto indica que el

comportamiento de estos compuestos es muy similar, con lo que se pueden atribuir a

la misma fuente.

Hay algunos otros que se apartan ligeramente de dicha pauta, ya sea porque se

les adjudica fuentes distintas de emisión, caso del β-pineno, procedente de la

vegetación, por verse más afectados por procesos de reparto gas-partícula como en el

caso de los hidrocarburos alifáticos más pesados, o por algún otro factor diferenciador.

Prácticamente lo mismo que se ha comentado para el punto de San Julián se

puede decir de las correlaciones de los COVs en la zona de la Estación, con la

diferencia de que en este caso los pares con coeficientes entre 0,8 y 1 son menos

numerosos, lo que puede indicar que los compuestos correlacionados proceden de

más de una fuente significativa. Merecen especial mención los BTEX, cuyas

correlaciones con los hidrocarburos alifáticos ligeros no son tan elevadas como en San

Julián, y podrían indicar aportes adicionales de estos compuestos aromáticos en la

zona de la Estación.

Finalmente, resulta llamativo que las concentraciones de los compuestos

medidos en uno y otro punto no se correlacionen entre sí (evidenciado por las grandes

áreas blancas de la figura), lo que es indicativo de la gran variabilidad que existe en la

composición y niveles de COVs entre las dos zonas del municipio. Únicamente las

concentraciones de β-pineno tienen una correlación significativa y positiva entre los

dos puntos, consecuencia de su origen relacionado con emisiones de la vegetación,

más difusas y generalizadas y que pueden afectar a ambos puntos de muestreo de

forma similar.

68


4.2.3. Análisis de los compuestos benceno, tolueno y xileno (BTX)

proporcionados por la cabina de San Julián

La estación de la Red de Vigilancia de la Calidad del Aire del Gobierno Vasco

ubicada en San Julián cuenta entre su equipamiento con un medidor de BTX

(benceno, tolueno, xileno) que recoge datos horarios de las concentraciones de estos

COVs.

Los datos horarios pueden proporcionar una importante información sobre la

existencia de momentos puntuales con niveles elevados, el comportamiento de las

concentraciones a lo largo del día y de la semana, y pueden ser cruzados con la

información meteorológica horaria disponible.

A partir de los datos horarios se han calculado los promedios diarios, que se

pueden comparar con las determinaciones llevadas a cabo mediante el análisis de los

tubos de carbón activo, descritos al inicio de este capítulo.

En la tabla 4.2.3 se recogen los registros obtenidos para benceno, tolueno y

xileno a través de los dos métodos, en continuo (el sistema automatizado de la cabina)

y discontinuo (tubos de carbón activo) determinados entre los meses de julio de 2011 y

junio de 2012, así como los máximos horarios detectados.

Tabla 4.2.3. Valores de concentración (µg/m3) de los BTX determinados en San Julián en

continuo, por la estación de la Red de Vigilancia de la Calidad del Aire (máximo horario y

máximo diario), y en discontinuo, por tubos de carbón activo (máximo diario) entre enero de

2011 y junio de 2012. También se incluyen los valores medios obtenidos en el año de estudio

de julio 2011 a junio 2012.

Sistema Continuo Sistema Discontinuo

COV enero 2011-julio 2012

julio 2011-

junio 2012

febrero 2011-

julio 2012

julio 2011-

junio 2012

máximo (diario)

máximo (horario)

media máximo (diario)

media

benceno 12,5 40,4 0,94 14,2 1,11

tolueno 15,1 71,1 1,78 20,4 2,04

xileno 6,15 19,2 0,46 5,06 0,58

69


Como se pude ver, comparando las concentraciones medias de los tres COVs

obtenidas en el año de estudio (columnas coloreadas en gris), los dos sistemas de

análisis dan valores similares: el benceno se encuentra en torno a 1 µg/m3, el tolueno

alrededor de 2 µg/m3 y el xileno sobre 0,5 µg/m3.

Algo parecido ocurre cuando se observan las concentraciones máximas diarias

en las que el orden de prelación es similar a las medias. En primer lugar se halla el

tolueno (15,1 µg/m3 y 20,4 µg/m3, respectivamente), benceno (12,5 µg/m3 y 14,2

µg/m3, respectivamente) y xileno (5,06 µg/m3 y 6,15 µg/m3, respectivamente). El

pequeño desfase entre los valores comparados puede deberse, en parte, a la distinta

infraestructura empleada en los dos métodos.

En cuanto a la columna de los niveles máximos horarios, hay que decir que la

determinación de estos valores es una de las grandes ventajas de la técnica en

continuo, que permite una mayor resolución temporal. Estos valores alcanzan niveles

muy superiores a los registros máximos diarios. La concentración máxima horaria de

tolueno (71,1 µg/m3) es casi cinco veces el máximo diario y algo similar se produce

con el benceno, con un máximo horario (40,4 µg/m3) que triplica al valor diario más

elevado de los registrados para este compuesto (12,5 µg/m3).

De los tres compuestos analizados de manera automática el que mayor interés

despierta es precisamente el benceno, debido a su regulación en la normativa de

calidad del aire. El hecho de que se hayan detectado picos máximos diarios superiores

a 12 µg/m3 y que la media del periodo analizado esté por debajo de 1 µg/m3 lleva a

pensar que los niveles de benceno han sido variables en el tiempo. Esto se puede

constatar a la vista de la Figura 4.2.18 en la que se muestra la serie temporal de las

concentraciones horarias (línea roja) y diarias (línea azul) de benceno registradas en

San Julián desde enero de 2011 a junio de 2012.

En la figura se puede apreciar que hay valores máximos horarios que superan

los 10 µg/m3 repartidos por prácticamente todo el periodo, a excepción de los meses

de junio y julio de 2011, en que las concentraciones máximas rondan los 5 µg/m3. Los

picos horarios más elevados alcanzan niveles de casi 40 µg/m3 y se han detectado en

los meses de marzo de 2011 y enero de 2012. A partir de este último mes se aprecia

una mayor frecuencia de las ocasiones en que se superan los 20 µg/m3 (8 veces en

2011 frente a 25 veces en la primera mitad del año 2012). De forma paralela a los

70


valores máximos, el valor medio obtenido para el periodo de enero a junio de 2012

(1,06 µg/m3) es algo mayor al detectado en el mismo periodo del año anterior (0,91

µg/m3).

El valor máximo de las medias diarias obtenidas a partir de los datos del

analizador BTX también se detecta en 2012, concretamente el 9 de enero, en que se

obtuvo un promedio de 12,5 µg/m3.

0

10

20

30

40

50

7-1-

11

9-2-

11

13-3

-11

14-4

-11

16-5

-11

17-6

-11

19-7

-11

21-8

-11

22-9

-11

24-1

0-11

25-1

1-11

27-1

2-11

28-1

-12

1-3-

12

2-4-

12

4-5-

12

5-6-

12

datos horarios promedios diarios

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.18. Evolución de las concentraciones horarias y diarias de benceno en San

Julián determinadas por el analizador de BTX.

Hay que señalar que el hueco “en blanco” de la figura representa la ausencia de

datos del sistema analizador de BTX en continuo durante los meses de noviembre y

diciembre de 2011.

Con los datos recogidos en la Tabla 4.2.3 se ha podido ver que los rangos de

concentraciones de los tres COVs determinadas por los dos sistemas son, en general,

bastante similares, por lo que se pueden considerar comparables.

La Figura 4.2.19 presenta las concentraciones medias diarias obtenidas, durante

el periodo de febrero de 2011 a junio de 2012, a partir de los datos en continuo de la

estación de San Julián (línea roja) y los determinados en discontinuo, dos veces por

semana (línea azul), que incluyen los datos pertenecientes al periodo en “blanco” de

los meses de noviembre y diciembre de 2011.

71


0

5

10

15

1-2-

11

3-3-

11

2-4-

11

3-5-

11

2-6-

11

2-7-

11

2-8-

11

1-9-

11

1-10

-11

1-11

-11

1-12

-11

31-1

2-11

31-1

-12

1-3-

12

31-3

-12

1-5-

12

31-5

-12

1-7-

12

método continuo método discontinuo

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.19. Evolución de las concentraciones diarias de benceno en San Julián

obtenidas a partir de los datos del analizador de BTX (continuo) y las determinadas mediante el

análisis de tubos de carbón activo (discontinuo).

Como se puede apreciar, la concentración diaria máxima de benceno del estudio

se detectó en el periodo en el que no se dispone de los datos automáticos, por medio

del muestreo de COVs llevado a cabo mediante los tubos de carbono, en el que se

determinaron 14,2 µg/m3 el 1 de diciembre. En dicho periodo, entre el 1 de noviembre

y el 31 de diciembre, se detectaron una serie de valores comparativamente más

elevados que en el resto de meses cuya detección fue posible gracias al análisis en

discontinuo de los tubos de carbón activo.

Se ha evaluado la relación existente entre los valores de benceno obtenidos

mediante uno y otro método, que se muestra en la gráfica de la Figura 4.2.20.

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10

y = 0,09 + 1,06x R= 0,97

benc

eno

(ana

lizad

or B

TX

) (µ

g/m

3 )

benceno (tubos de carbón activo) (µg/m3) Figura 4.2.20. Diagrama de dispersión entre las concentraciones de benceno

determinadas en San Julián mediante el analizador de BTX y los tubos de carbón activo.

72


Existe una buena concordancia entre los valores medios diarios de benceno

obtenidos mediante los dos métodos, puesta de manifiesta por un coeficiente R

elevado, de 0,97, y además, por una recta de regresión en la que la pendiente está

próxima a la unidad, 1,06. Estos dos factores, coeficiente y pendiente, indican que, a

pesar de emplear técnicas muy diferentes, los dos sistemas presentan resultados

comparables. Lo que se deriva de todo ello es que utilizar las medidas realizadas con

los tubos de carbón activo como estimadores de las concentraciones medias de

benceno, puede ser de gran interés cuando no se dispone de las medidas en continuo.

Así, si se calculan las concentraciones medias mensuales de benceno por los

dos sistemas y se comparan entre sí (Figura 4.2.21) se puede ver que, las

concentraciones obtenidas mediante los tubos de carbón activo en los meses de

noviembre y diciembre de 2011 fueron 2,38 µg/m3 y 4,01 µg/m3, respectivamente,

superiores a las de los restantes meses del periodo analizado.

0

1

2

3

4

5

ene-

11

feb-

11

mar

-11

abr-

11

may

-11

jun-

11

jul-1

1

ago-

11

sep-

11

oct-

11

nov-

11

dic-

11

ene-

12

feb-

12

mar

-12

abr-

12

may

-12

jun-

12

continuo discontinuo

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.21. Evolución de las concentraciones medias mensuales de benceno en San

Julián determinadas por el analizador de BTX (continuo) y mediante el análisis de tubos de

carbón activo (discontinuo).

Es evidente que en aquellos meses en los que se ha contado con medidas de

los dos sistemas los trazos son muy similares, por lo que se puede pensar que si se

hubiera dispuesto de datos en continuo durante el tramo en “blanco”, la evolución de

sus niveles mensuales sería comparable a la mostrada en la figura para los tubos de

carbón activo.

73


Como ya se ha mencionado anteriormente, la resolución temporal horaria

alcanzada con el analizador BTX permite obtener perfiles de variación a lo largo del

día y del ciclo semanal. Estas variaciones pueden ser indicativas de las fuentes y de

los procesos que afectan a sus concentraciones en el aire. Así, por ejemplo, mientras

los contaminantes de origen natural no suelen presentar diferencias entre los días

laborables y del fin de semana, los contaminantes relacionados con el tráfico rodado

normalmente se caracterizan por picos en momentos de horas-punta. También pueden

dar una idea de cómo es la dispersión de los contaminantes, si los máximos decaen

rápidamente será buena, si por el contrario son amplios, es que puede haber

acumulación.

La Figura 4.2.22 muestra la evolución de las concentraciones de los BTX

determinadas por el analizador de la cabina de San Julián a lo largo del día,

diferenciando entre laborables y del fin de semana.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23

laborables sábado domingo

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

benceno tolueno xileno

Figura 4.2.22. Evolución de las concentraciones medias horarias de benceno, tolueno y

xileno en San Julián a lo largo del día, diferenciando entre laborables y del fin de semana.

De los tres compuestos, el tolueno (línea azul) es el más abundante, seguido de

benceno (línea rojo) y xileno (línea verde). Los perfiles describen un comportamiento

caracterizado por un máximo matinal, sobre las 9-10h y mínimos por la noche y al

mediodía. Durante el fin de semana las concentraciones son, en general, inferiores a

las de los días laborables. Habitualmente, en entornos urbanos, se suelen detectar dos

74


máximos diurnos, uno por la mañana y otro por la tarde, relacionados con las horas

punta de tráfico. En función de las condiciones de dispersión, el máximo vespertino

puede estar más o menos desarrollado, y en el caso de San Julián se observa que

dicho máximo es poco apreciable y se puede relacionar con unas condiciones de

dispersión favorables.

Esta evolución diurna depende por tanto de las fuentes de emisión y de las

condiciones atmosféricas, por lo que puede variar en función de la época del año. Para

comprobarlo, se han seleccionado las dos épocas extremas del ciclo anual, invierno y

verano, y se han calculado los promedios horarios.

La Figura 4.2.23 muestra los resultados obtenidos para el benceno en el área de

San Julián y también en el núcleo urbano de Donostia-San Sebastián y se observa

que su evolución es muy diferente dependiendo del periodo considerado.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23


conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

benceno (verano) benceno (invierno)

Figura 4.2.23. Evolución de las concentraciones medias horarias de benceno en a) San

Julián y b) Donostia-San Sebastián a lo largo del día, diferenciando entre laborables y del fin de

semana, en verano y en invierno.

En la atmósfera de San Julián, durante la época estival (línea roja), los días

laborables presentan un máximo intenso y bien definido por la mañana, mientras que

en los días del fin de semana las concentraciones empiezan a aumentar antes en la

madrugada, dando lugar a un máximo más amplio y menos definido. Sobre el

mediodía se alcanza el mínimo de concentración. En invierno (línea azul), la variación

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23laborables sábado domingo

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

benceno (verano) benceno (invierno)

Donostia

a)

b)

75


es más irregular y aparece un máximo vespertino, tanto en los días laborables como

en los del fin de semana. Además, los valores mínimos nocturnos y del mediodía son

superiores a los detectados en verano.

Al comparar esta gráfica con la de Donostia-San Sebastián se percibe que,

mientras en la zona de San Julián los perfiles tienen un aspecto de sierra, es decir,

con abruptas subidas y bajadas, propias de lugares donde se pueden producir grandes

variaciones de concentración en poco tiempo, en Donostia-San Sebastián las siluetas

descritas por los valores de concentración de benceno son más “suaves” como los que

se pueden encontrar en zonas típicamente urbanas.

La disponibilidad de datos horarios de COVs a lo largo del estudio, que ha sido

un elemento esencial para analizar la evolución temporal de estos contaminantes,

también ha permitido poder combinar todos estos resultados con los datos

meteorológicos, en especial con la dirección de viento. De esta manera, se han

evaluado las concentraciones medias de contaminantes según dicho parámetro,

obteniéndose las llamadas “rosas de contaminantes”.

La Figura 4.2.24 recoge las representaciones referidas a las concentraciones

medias de benceno y tolueno en los aerosoles del área de San Julián y la Figura

4.2.25 la perteneciente a la de xileno en el mismo enclave. Dichas representaciones

muestran, para los tres contaminantes analizados, máximos muy marcados en el

sector ENE-SE, mientras que en el resto de direcciones las concentraciones medias

obtenidas son claramente mucho menores.

02468

1012

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

0

5

10

15

20

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.24. Concentraciones medias de benceno (izquierda) y tolueno (derecha)

detectadas en la atmósfera de San Julián en función de la dirección del viento.

76


0

1

2

3

4

5

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.25. Concentraciones medias de xileno detectadas en San Julián en función de

la dirección del viento.

Hay que recordar que la frecuencia de vientos procedente del cuadrante este es

pequeña, apenas un 5 %. Por este motivo, cuando hemos evaluado anteriormente las

concentraciones diarias de COVs atendiendo a la dirección del viento, no aparecía

ningún perfil de composición asociado a este sector. Sin embargo, al disponer de

datos horarios, se puede comprobar que las concentraciones más elevadas de BTX

detectadas en San Julián se asocian, precisamente, a vientos del sector E-ESE.

Teniendo en cuenta las elevadas correlaciones observadas en San Julián entre

la mayoría de los COVs, BTX incluidos, parece razonable pensar que si se dispusiera

de datos horarios del resto de compuestos, sus rosas no serían muy diferentes de las

mostradas aquí.

77


4.2.4. Comparación con los datos de COVs de anterio res estudios

Entre los años 2003 y 2006 se llevaron a cabo, por parte de este mismo Grupo

de Ingeniería Química, varios estudios relativos a la calidad del aire en el municipio de

Muskiz, similares al que se refiere esta memoria (Cantón y col., 2004, 2005 y 2006).

Además de obtener información relevante en su momento, dichos estudios han

permitido disponer de una valiosa base de datos que se puede utilizar en este

momento para comparar la situación actual del aire ambiente de Muskiz con la de

unos años atrás.

El proyecto realizado entre los años 2005 y 2006 fue el último y el más completo

en cuanto a la determinación de COVs se refiere, ya que se realizó un muestreo de un

año en dos puntos del municipio, en paralelo, que corresponden precisamente a los de

la Estación y San Julián.

Como se ha mencionado en el Capítulo 3, la técnica utilizada para la

determinación de los COVs es la misma que se empleó en estudios anteriores, por lo

que los resultados obtenidos en la campaña de 2005-2006 y la actual son totalmente

comparables.

En aquella campaña se identificaron y cuantificaron un total de 28 COVs

presentes en las muestras de la Estación y de San Julián. Así, en este apartado, se

van a comparar las concentraciones obtenidas para los mismos compuestos en los

dos estudios.

La Tabla 4.2.4 muestra los valores medios de los COVs que se han determinado

en común en ambas campañas de muestreo, en los dos puntos del municipio.

Siguiendo el mismo criterio que se ha utilizado hasta ahora y para facilitar la

comparación visual, se han consignado en caracteres de color rojo los datos

correspondientes al punto de la Estación y en azul los de San Julián. Además, se han

sombreado en gris las columnas que hacen referencia a los datos medios de la

presente campaña, de julio de 2011 a junio de 2012.

A la vista de los valores referidos para la Estación, se puede apreciar que las

concentraciones obtenidas en la campaña a que hace referencia esta memoria son

inferiores a las que se encontraron en el estudio de 2005-2006.

78


En cuanto a las concentraciones detectadas en San Julián, ambas campañas

muestran niveles similares, si bien se aprecia cierto incremento de los de los

hidrocarburos alifáticos ligeros en este último estudio con respecto al de 2005-2006.

Tabla 4.2.4. Concentraciones (µg/m3) medias de Compuestos Orgánicos Volátiles

obtenidas en la atmósfera de Muskiz, en los puntos de la Estación y San Julián, en la presente

campaña y en la llevada a cabo en 2005-2006.

Estación (2005-2006)


San Julián (2005-2006)


2-metilhexano 0,58 0,35 0,73 1,07 3-metilhexano 0,71 0,42 0,90 1,30 2,2,4-trimetilpentano 0,90 0,72 1,66 1,51 heptano 1,12 0,68 1,58 2,55 benceno 1,05 0,54 1,05 1,11 metilciclohexano 1,05 0,56 1,53 1,69 tricloroetileno 0,20 0,10 0,31 0,31 2,3,4-trimetilpentano 0,33 0,18 0,58 0,58 octano 0,83 0,48 1,10 1,75 tolueno 2,28 1,29 2,10 2,04 isobutilmetilcetona 0,24 0,14 0,33 0,33 tetracloroetileno 0,07 0,09 0,09 0,20 nonano 0,59 0,36 0,86 1,07 etilbenceno 0,52 0,25 0,54 0,44 m,p-xileno 1,53 0,76 1,65 1,24 o-xileno+ α-pineno 0,54 0,44 0,57 0,58 estireno 0,11 0,07 0,11 0,15 decano 0,24 0,21 0,28 0,56 β-pineno 0,32 0,20 0,39 0,21 m,p-etiltolueno 0,44 0,23 0,49 0,51 1,3,5-trimetilbenceno 0,24 0,13 0,32 0,23 o-etiltolueno 0,18 0,11 0,16 0,22 1,2,4-trimetilbenceno 0,34 0,18 0,35 0,36

limoneno 0,13 0,11 0,16 0,15

Total COVs alifáticos 6,35 3,96 9,22 12,1

Total COVs aromáticos 7,23 4,00 7,34 6,88

Total COVs 14,5 8,60 17,8 20,2

El descenso de niveles observado en la Estación se puede considerar paralelo al

detectado en otros ambientes urbanos del entorno de los que este Grupo dispone

datos recogidos en las mismas épocas, como por ejemplo el de Donostia-San

Sebastián. En San Julián no se observa este descenso, debido principalmente a que la

79


fuente mayoritaria en este entorno no es el tráfico sino las emisiones industriales de la

planta de la refinería.

De una manera mucho más visual, se pueden observar los cambios que las

concentraciones han experimentado en este tiempo en las representaciones de los

perfiles de composición medios obtenidos en cada campaña (Figura 4.2.26).

0

0,5

1

1,5

2

2,5

2-m

etilh

exan

o

3-m

etilh

exan

o

2,2,

4-tr

imet

ilpen

tano

hept

ano

benc

eno

met

ilcic

lohe

xano

tric

loro

etile

no

2,3,

4-tr

imet

ilpen

tano

octa

no

tolu

eno

isob

utilm

etilc

eton

a

tetr

aclo

roet

ileno

nona

no

etilb

ence

no

m,p

-xile

no

o-xi

leno

+ α-

pine

no

estir

eno

deca

no

β-pi

neno

m,p

-etil

tolu

eno

1,3,

5-tr

imet

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tr

imet

ilben

ceno

limon

eno



conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2-m

etilh

exan

o

3-m

etilh

exan

o

2,2,

4-tr

imet

ilpen

tano

hept

ano

benc

eno

met

ilcic

lohe

xano

tric

loro

etile

no

2,3,

4-tr

imet

ilpen

tano

octa

no

tolu

eno

isob

utilm

etilc

eton

a

tetr

aclo

roet

ileno

nona

no

etilb

ence

no

m,p

-xile

no

o-xi

leno

+ α-

pine

no

estir

eno

deca

no

β-pi

neno

m,p

-etil

tolu

eno

1,3,

5-tr

imet

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tr

imet

ilben

ceno

limon

eno



conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.2.26. Perfiles de composición medios de COVs obtenidos en Muskiz en las

campañas de 2005-2006 y de 2011-2012 en los puntos de la Estación (arriba) y San Julián

(debajo).

Como se puede ver, cada punto de muestreo mantiene, más o menos, su

composición característica, con un perfil en la Estación que se asemeja al

80


característico de un ambiente urbano y otro en San Julián dominado por los

hidrocarburos alifáticos ligeros, propios de ambientes con aportes de productos de

petróleo. En este último punto hay que señalar que las concentraciones de heptano y

sus dos isómeros 2- y 3-metilhexano han experimentado un aumento significativo

entre las dos campañas.

Por último, es interesante apuntar que las proporciones de días en los que se

detectaron ambientes de tipo I (urbano), II (mezcla) y III (refinería) en función de la

relación heptano/tolueno han sido bastante parecidas a las obtenidas en la anterior, tal

y como se puede apreciar en la gráfica de la Figura 4.2.27. En el punto de San Julián

la proporción se mantiene prácticamente idéntica, mientras que en la Estación la

cantidad relativa de días de tipo urbano y de influencia de la refinería disminuyen en

cierta medida. Esto puede ser debido a que los intervalos de la relación

heptano/tolueno elegidos para la definición de los diferentes grupos son ligeramente

diferentes, por lo que en la primera campaña se obtuvieron menos días clasificados

como “mezcla”.

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%





tipo I tipo II tipo III

Figura 4.2.27. Representación de la proporción de días clasificados según la relación

heptano/tolueno: tipo I, II y III en los dos puntos del estudio.

Esta comparación con datos previos ha servido para comprobar que a pesar de

que las concentraciones hayan podido experimentar algún cambio, la composición del

aire ambiente en los puntos analizados mantiene sus características singulares.

81


4.3. Contaminantes fisicoquímicos4.3. Contaminantes fisicoquímicos4.3. Contaminantes fisicoquímicos4.3. Contaminantes fisicoquímicos

La Red de Vigilancia de la Calidad del Aire del Gobierno Vasco dispone de dos

estaciones en el municipio de Muskiz, una en el punto de la Estación y otra en San

Julián, equipadas con analizadores automáticos que determinan en continuo la

concentración de algunos de los contaminantes regulados por la normativa vigente

(monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3), partículas en

suspensión con diámetro inferior a 10 µm (PM10), dióxido de azufre (SO2) y benceno).

En el punto de la Estación se mide CO, O3, PM2,5 y SO2, mientras que en el de

San Julián se determinan NO, NO2, O3, PM10 y SO2, a los que se suman el sulfuro de

hidrógeno y los compuestos orgánicos volátiles benceno, tolueno y xileno (BTX).

Una vez obtenidos los datos en formato horario han sido depurados, filtrados y

procesados. Se han calculado los valores promedios diarios de cada uno de los

parámetros y, a partir de ellos se han obtenido los estadísticos descriptivos (mínimo,

máximo, media aritmética) que dan una idea de cómo son las concentraciones de

estos contaminantes en el aire ambiente de Muskiz.

Como ya se ha indicado en las determinaciones de los COVs y metales, el

periodo de estudio al que se ha referido esta memoria para el análisis conjunto de

todas las mediciones ha sido el comprendido desde el 1 julio de 2011 al 30 de junio de

2012. Sin embargo, como se verá más adelante en el Capítulo 5 referente a la

normativa sobre calidad del aire, la regulación se refiere a un año civil, esto es, del 1

de enero al 31 de diciembre. Por este motivo, aunque el periodo de muestreo incluye

algunos meses del año anterior y otros del año en curso, hay que considerar todo el

periodo anual de 2011 a la hora de aplicar la legislación.

Por otra parte, a la hora de comparar los resultados con los de otros enclaves u

otros años, siempre son más accesibles los datos correspondientes a años civiles. Así,

en las tablas que se exponen a continuación se van a consignar principalmente los

valores correspondientes a los datos de 2011 e incluir, de manera adicional, los

valores obtenidos en el periodo de estudio, es decir entre julio de 2011 y junio de

2012.

La Tabla 4.3.1 muestra los estadísticos descriptivos (mínimo, máximo y media

aritmética) de los valores medios diarios registrados en los dos puntos del estudio

durante el año 2011 y la media del periodo anual de julio de 2011 a junio de 2012.

82


Tabla 4.3.1. Estadísticos descriptivos de las concentraciones (µg/m3) medias diarias de

los contaminantes mayoritarios determinados por las estaciones de la Red de Vigilancia de la

Calidad del Aire en Muskiz en 2011. También se incluyen los valores medios obtenidos en el

periodo de estudio (julio 2011-junio 2012).

Estación

San Julián

año 2011 julio 2011-

junio 2012 año 2011

julio 2011-

junio 2012

mín. máx. media media N mín. máx. media media N

CO 45 333 83 132 365

NO 0 26 3 3 356

NO2 2 41 13 12 356

O3 12 104 59 53 361 17 118 63 60 356

PM10 4 61 22* 21* 362

PM2,5 0 28 10 9 365

SO2 2 33 5 5 363 1 59 9 8 355

H2S 0 25 4 3 359

* Se aplica un factor de 1,2 (genérico) y se descuentan las intrusiones saharianas

Por un lado, la tabla revela que los únicos contaminantes que se determinan en

común en las dos cabinas son el ozono y el dióxido de azufre, por lo que sólo se podrá

hacer una comparación entre los dos puntos para estos dos parámetros.

Respecto al ozono se puede apreciar que los valores referidos al punto de San

Julián son muy similares (sólo ligeramente más elevados) a los detectados en el punto

de la Estación. Esto es esperable, ya que éste es un contaminante secundario, que se

genera en la atmósfera por reacciones fotoquímicas, que dependen de las

concentraciones de precursores y de las condiciones meteorológicas (radiación solar,

temperatura y humedad, principalmente) y no tanto de fuentes locales, por lo que su

variabilidad espacial es pequeña.

En cuanto al dióxido de azufre, la comparación de niveles muestra que los

detectados en San Julián son algo más elevados (del orden de 1,5 a 1,8 veces) que en

el entorno del punto de la Estación.

En relación a las medidas de partículas en suspensión, son diferentes: en San

Julián se determina el nivel de PM10, (regulado en la normativa) y en la cabina de la

Estación el contenido de PM2,5, o partículas con diámetro inferior a 2,5 µm.

83


Tal y como se indica en la tabla, los datos automáticos de PM10 han sido

corregidos con un factor genérico de 1,2 (según el Real Decreto 102/2011, relativo a la

mejora de la calidad del aire), y se han descontado las intrusiones saharianas (aporte

de materia en suspensión que se origina en el Sahara y que puede ser transportado

largas distancias), siguiendo la metodología desarrollada conjuntamente entre el

Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de España y la Agência

Portuguesa do Ambiente. Así, la concentración media anual de PM10 en San Julián en

2011 fue de 22 µg/m3, lejos de los 40 µg/m3 que como límite para la media anual

establece la legislación (ver capítulo 5 de Normativa).

En cuanto a las PM2,5, determinadas en el punto de la Estación, su valor medio

(10 µg/m3) está por debajo del valor objetivo propuesto por la Unión Europea de 25

µg/m3 para la media anual.

Por otra parte, en relación al resto de los contaminantes gaseosos, el único cuyo

valor medio anual está regulado es el de dióxido de nitrógeno. La concentración media

determinada durante el año 2011 en San Julián ha sido de 13 µg/m3 y, como se verá

más adelante, se encuentra lejos del valor límite legislado (40 µg/m3).

La concentración media de óxido nítrico, de forma paralela a la de NO2, es

también baja, lo que se puede corresponder con lo visto en los niveles de monóxido de

carbono hallados del punto de la Estación. En cuanto al sulfuro de hidrógeno, es un

contaminante para el que existe un valor objetivo, y es para los valores horarios.

Con todo ello, hay que mencionar que los valores mostrados en la tabla son

propios de ambientes considerados de baja o baja-moderada contaminación y ni

siquiera los picos máximos pueden considerarse elevados. Una manera de comprobar

la situación atmosférica de los dos puntos es compararla con la de otros municipios del

entorno. La Figura 4.3.1 muestra los valores medios obtenidos en el año 2011 en

Muskiz y en otros lugares de la Comunidad Autónoma Vasca. La gráfica muestra las

concentraciones de cada contaminante ordenadas de menor a mayor, por lo que

rápidamente se puede situar al punto considerado dentro de una “escala de

contaminación”.

Los contaminantes primarios monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno, que

en ambientes urbanos se asocian principalmente al tráfico, en Muskiz presentan

valores que los localizan en la parte más baja de sus respectivas escalas.

84


Figura 4.3.1. Concentraciones medias anuales de los contaminantes determinados en

las estaciones de la Red de Vigilancia de la Calidad del Aire de la Comunidad Autónoma

Vasca. Rojo: punto de la Estación; azul: punto de San Julián; gris, resto de estaciones.

1

10

100

1000

concentración (µg/m3)

PM

10

NO

CO

O3

SO

2

NO

2

PM

2,5

85


El ozono, por el contrario, muestra valores medios próximos a la parte más alta

de la distribución. Este es un contaminante secundario, que se genera en la atmósfera

por reacciones fotoquímicas, que dependen de las concentraciones de precursores y

de las condiciones meteorológicas (radiación solar, temperatura y humedad,

principalmente). Estas reacciones son complejas y generalmente conducen a la

“destrucción” de ozono troposférico cuando las concentraciones de óxido nítrico son

elevadas. Es por este motivo que los niveles medios de ozono suelen ser más

elevados en zonas rurales, cosa que también sucede en Muskiz, cuyas

concentraciones medias se sitúan próximas a las detectadas en los entornos naturales

de Jaizkibel, Pagoeta o Valderejo.

En cuanto al dióxido de azufre, se sitúa en la parte media o en el punto máximo

de la distribución, dependiendo del punto considerado. Aquí hay que señalar que en

general las concentraciones medias de SO2 en la CAV son bajas, inferiores a 10 µg/m3

en todos los casos.

Por último, las partículas en suspensión, los dos parámetros, PM10, que se mide

en San Julián, y PM2,5, que se determina en la cabina de la Estación, se sitúan en la

parte media y media-baja de la escala, respectivamente.

Después de vistos y analizados todos los estadísticos descriptivos de los

parámetros físico-químicos hay que señalar que la concentración media del monóxido

de carbono es especialmente baja, inferior incluso a las de parques naturales como

Pagoeta y Valderejo. Tal es así que la concentración máxima detectada en la Estación

para el año 2011 se ha encontrado por debajo de algunas de las medias anuales

reflejadas en la figura. Esto nos ha llevado a pensar que tal vez haya existido algún

problema con los datos referidos a este contaminante. Para comprobarlo, hemos

recurrido a comparar la serie temporal de las concentraciones medias diarias a lo largo

de todo el periodo, junto con las obtenidas en Zierbena (por cercanía) y en el Parque

Natural de Valderejo (por ser una estación de fondo rural). Estas series temporales se

han representado en la Figura 4.3.2.

Lo primero que llama la atención son los valores mínimos que se obtienen en la

Estación, con un fondo constante de alrededor de 50 µg/m3 entre abril de 2011 y enero

de 2012 y que contrasta fuertemente con los valores mínimos que se registran en

Zierbena y Valderejo.

86


0

100

200

300

400

500

600

1-1-

2011

17-1

-201

12-

2-20

1119

-2-2

011

7-3-

2011

24-3

-201

19-

4-20

1125

-4-2

011

12-5

-201

128

-5-2

011

14-6

-201

130

-6-2

011

16-7

-201

12-

8-20

1118

-8-2

011

4-9-

2011

20-9

-201

16-

10-2

011

23-1

0-20

118-

11-2

011

25-1

1-20

1111

-12-

2011

28-1

2-20

1113

-1-2

012

29-1

-201

215

-2-2

012

2-3-

2012

19-3

-201

24-

4-20

1220

-4-2

012

7-5-

2012

23-5

-201

29-

6-20

1225

-6-2

012

Estación Zierbena Valderejo

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.3.2. Evolución de las concentraciones medias diarias de monóxido de carbono

entre enero de 2011 y junio de 2012, en los puntos de la Estación, Zierbena y Valderejo.

También es apreciable la correlación existente entre las evoluciones registradas

en Zierbena y Valderejo, pauta que la serie temporal de Muskiz no sigue. Por último es

llamativo el abrupto incremento de las concentraciones medias diarias a partir de

marzo de 2011, tras un periodo sin datos. Todo ello apunta a unos datos cuanto

menos “extraños”. Por todo ello, se ha considerado no hacer un análisis detallado de

las concentraciones de este contaminante.

En definitiva, a tenor de lo expuesto para el monóxido de carbono, se puede

decir que un análisis detallado de las series temporales de los valores medios diarios

es una buena herramienta para poder detectar valores atípicos en el medio de estudio

y además puede revelar la existencia de ciclos de carácter estacional. Así, a

continuación se van presentar las series temporales de las concentraciones medias

diarias del resto de contaminantes determinadas en los puntos de Muskiz, junto con

las obtenidas en Zierbena en el mismo periodo, a modo de comparación.

La primera de las series pertenece a la del óxido nítrico (Figura 4.3.3). El perfil

que se dibuja muestra unas concentraciones muy bajas en San Julián, que contrastan

con las que se detectan en el mismo periodo en Zierbena. Por otra parte, se puede

apreciar un claro comportamiento estacional en la evolución del perfil de Zierbena, con

87


máximos en invierno y mínimos en verano que, aunque con menor amplitud, también

puede intuirse en Muskiz.

0

20

40

60

80

100

1-1-

2011

17-1

-201

12-

2-20

1119

-2-2

011

7-3-

2011

24-3

-201

19-

4-20

1125

-4-2

011

12-5

-201

128

-5-2

011

14-6

-201

130

-6-2

011

16-7

-201

12-

8-20

1118

-8-2

011

4-9-

2011

20-9

-201

16-

10-2

011

23-1

0-20

118-

11-2

011

25-1

1-20

1111

-12-

2011

28-1

2-20

1113

-1-2

012

29-1

-201

215

-2-2

012

2-3-

2012

19-3

-201

24-

4-20

1220

-4-2

012

7-5-

2012

23-5

-201

29-

6-20

1225

-6-2

012

San Julián Zierbena

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.3.3. Evolución de las concentraciones medias diarias de óxido nítrico entre

enero de 2011 y junio de 2012, en San Julián y en Zierbena.

Si se analizan los niveles de dióxido de nitrógeno en San Julián (recogidos en la

Figura 4.3.4) son también inferiores, aunque más parecidos, a los registrados en

Zierbena, y también siguen una evolución muy similar, con máximos y mínimos

coincidentes en el tiempo. Esto se debe al carácter parcialmente secundario del NO2,

que se produce por oxidación del óxido nítrico, lo que hace que sus concentraciones

tengan una variabilidad espacial menor.

0

10

20

30

40

50

60

1-1-

2011

17-1

-201

12-

2-20

1119

-2-2

011

7-3-

2011

24-3

-201

19-

4-20

1125

-4-2

011

12-5

-201

128

-5-2

011

14-6

-201

130

-6-2

011

16-7

-201

12-

8-20

1118

-8-2

011

4-9-

2011

20-9

-201

16-

10-2

011

23-1

0-20

118-

11-2

011

25-1

1-20

1111

-12-

2011

28-1

2-20

1113

-1-2

012

29-1

-201

215

-2-2

012

2-3-

2012

19-3

-201

24-

4-20

1220

-4-2

012

7-5-

2012

23-5

-201

29-

6-20

1225

-6-2

012

San Julián Zierbena

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.3.4. Evolución de las concentraciones medias diarias de dióxido de nitrógeno

entre enero de 2011 y junio de 2012, en los puntos de San Julián y Zierbena.

88


De la misma manera que lo observado con el NO, también se detecta un ciclo

estacional, con valores mínimos en verano.

En cuanto al ozono, las evoluciones mostradas en la Figura 4.3.5 para los tres

enclaves, la Estación, San Julián y Zierbena, muestran un perfil muy parecido con

niveles de concentración comparables.

0

20

40

60

80

100

120

140

1-1-

2011

17-1

-201

12-

2-20

1119

-2-2

011

7-3-

2011

24-3

-201

19-

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1125

-4-2

011

12-5

-201

128

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011

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-201

130

-6-2

011

16-7

-201

12-

8-20

1118

-8-2

011

4-9-

2011

20-9

-201

16-

10-2

011

23-1

0-20

118-

11-2

011

25-1

1-20

1111

-12-

2011

28-1

2-20

1113

-1-2

012

29-1

-201

215

-2-2

012

2-3-

2012

19-3

-201

24-

4-20

1220

-4-2

012

7-5-

2012

23-5

-201

29-

6-20

1225

-6-2

012

Estación San Julián Zierbena

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.3.5. Evolución de las concentraciones medias diarias de ozono entre enero de

2011 y junio de 2012, en los puntos de la Estación, San Julián y Zierbena.

Se distingue un marcado ciclo estacional, con máximos en primavera y mínimos

en invierno. Esta conducta se debe a que el ozono, como contaminante secundario

generado por reacciones fotoquímicas en la atmósfera, no depende tanto de fuentes

locales de emisión como de las propias condiciones atmosféricas en la zona. De esta

manera, las concentraciones máximas de ozono se dan en la época primaveral y

estival dado que es cuando la radiación solar y la temperatura son más altas.

La baja variabilidad espacial de las concentraciones de ozono queda reflejada en

la Figura 4.3.6, que muestra elevada la correlación entre los niveles de ozono medidos

en ambos puntos, con un coeficiente de correlación R de 0,92.

89


0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

y = 1,41 + 1,08x R= 0,92

O3 (

µg/m

3 ) S

an J

uliá

n

O3 (µg/m3) Estación

Figura 4.3.6. Diagrama de dispersión entre las concentraciones medias diarias de ozono

determinadas en los puntos de la Estación y San Julián.

En cuanto a la evolución de las concentraciones medias diarias de dióxido de

azufre a lo largo del periodo considerado (Figura 4.3.7), se observa cierta deriva en los

datos de San Julián (incremento paulatino del valor mínimo, claramente apreciable en

el periodo junio-agosto de 2011), que no llegan a ser desproporcionados.

Los niveles, en general, se mantienen bastante homogéneos por debajo de los

10 µg/m3 y no se detectan muchos valores por encima de 20 µg/m3 (hay que

mencionar que el valor límite diario para este contaminante es de 125 µg/m3) (ver

Capítulo 5).

0

20

40

60

80

100

120

1-1-

2011

17-1

-201

12-

2-20

1119

-2-2

011

7-3-

2011

24-3

-201

19-

4-20

1125

-4-2

011

12-5

-201

128

-5-2

011

14-6

-201

130

-6-2

011

16-7

-201

12-

8-20

1118

-8-2

011

4-9-

2011

20-9

-201

16-

10-2

011

23-1

0-20

118-

11-2

011

25-1

1-20

1111

-12-

2011

28-1

2-20

1113

-1-2

012

29-1

-201

215

-2-2

012

2-3-

2012

19-3

-201

24-

4-20

1220

-4-2

012

7-5-

2012

23-5

-201

29-

6-20

1225

-6-2

012

Estación San Julián Zierbena

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.3.7. Evolución de las concentraciones medias diarias de dióxido de azufre entre

enero de 2011 y junio de 2012, en los puntos de la Estación, San Julián y Zierbena.

90


En el periodo de noviembre a diciembre de 2011 se aprecia una serie de picos

elevados de concentración, tanto en San Julián como en el municipio vecino de

Zierbena, y en cambio no tan intensos en la Estación. En esta área se ven menos

máximos, que normalmente no coinciden en el mismo tiempo que los detectados en

San Julián y se producen tanto en verano como en invierno.

A diferencia de lo visto anteriormente con el ozono, las concentraciones de

dióxido de azufre determinadas en los dos lugares de Muskiz no tienen una buena

correlación. Para dibujar el gráfico de dispersión correspondiente a este contaminante

(Figura 4.3.8) se han eliminando de la matriz de datos los recogidos desde el mes de

junio a mediados de agosto. Aún así, la correlación es baja, con un coeficiente R

menor que 0,2, comprobándose que valores elevados en la Estación coinciden con

valores bajos en San Julián y viceversa.

Este hecho sugiere que los puntos están afectados por emisiones puntuales

cercanas. De otro modo, la propia dispersión atmosférica haría que se igualaran en

cierta medida las concentraciones de SO2 en ambos puntos de la misma manera que

(como se verá a continuación) sucede con las partículas en suspensión.

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50

y = 6,96 + 0,25x R= 0,16

SO

2 (µg

/m3 )

San

Jul

ián

SO2 (µg/m3) Estación

Figura 4.3.8. Diagrama de dispersión entre las concentraciones medias diarias de

dióxido de azufre determinadas en los puntos de la Estación y San Julián.

Al comentar la Tabla 4.3.1 se hacía referencia a las dos medidas diferentes de

partículas que se han efectuado en Muskiz: PM10 (el parámetro regulado en la

legislación), en San Julián, y PM2,5 en la Estación.

91


En la Figura 4.3.9 se han representado las series temporales de ambas medidas,

así como la de las PM10 determinadas en Zierbena. Las tres evoluciones presentan un

comportamiento muy parecido entre ellas y si se comparan las medidas de PM10, se

aprecia que los niveles en San Julián son menores que los de Zierbena.

0

20

40

60

80

100

1-1-

2011

17-1

-201

12-

2-20

1119

-2-2

011

7-3-

2011

24-3

-201

19-

4-20

1125

-4-2

011

12-5

-201

128

-5-2

011

14-6

-201

130

-6-2

011

16-7

-201

12-

8-20

1118

-8-2

011

4-9-

2011

20-9

-201

16-

10-2

011

23-1

0-20

118-

11-2

011

25-1

1-20

1111

-12-

2011

28-1

2-20

1113

-1-2

012

29-1

-201

215

-2-2

012

2-3-

2012

19-3

-201

24-

4-20

1220

-4-2

012

7-5-

2012

23-5

-201

29-

6-20

1225

-6-2

012

Estación (PM2,5

) San Julián (PM10

) Zierbena (PM10

)

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.3.9. Evolución de las concentraciones medias diarias de partículas en

suspensión entre enero de 2011 y junio de 2012, en la atmósfera de Muskiz (PM2,5 en la

Estación y PM10 en San Julián) y en Zierbena (PM10).

No se define un ciclo estacional marcado, aunque sí se observan valores más

elevados en algunos momentos de la primavera y del otoño. Hay que señalar que las

series temporales mostradas en la figura no han sido transformadas mediante el factor

de corrección, ni se les ha descontado las cargas debidas a las intrusiones

Saharianas; de eso se dará cuenta en el Capítulo 5, referente a la normativa.

Las concentraciones de partículas en suspensión en el área de San Julián

(PM10) y en la Estación (PM2,5) mantienen una buena correlación, tal y como se refleja

en la gráfica de la Figura 4.3.10, con un coeficiente R de 0,85. Este es un valor algo

inferior al comentado para los datos del ozono (R = 0,92), pero bastante cercano a la

unidad.

92


0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30

y = 1,99 + 1,68x R= 0,85

PM

10 (

µg/m

3 ) S

an J

uliá

n

PM2,5

(µg/m3) Estación

Figura 4.3.10. Diagrama de dispersión entre las concentraciones medias diarias de

partículas en suspensión determinadas en la atmósfera de Muskiz en la Estación (PM2,5) y en

San Julián (PM10).

Esto corrobora lo observado con las mediciones en discontinuo de las partículas

en suspensión, comentadas en el apartado 4.1, en las que se apreciaba una buena

correlación entre los dos puntos.

93


4.3.1. Evaluación de los ciclos diarios y semanales de los

contaminantes

La resolución temporal horaria permite obtener los perfiles medios de variación a

lo largo del día y del ciclo semanal de las concentraciones de los contaminantes. A

partir de estas evoluciones se pueden detectar comportamientos dependientes de las

actividades humanas (relacionados con los ciclos diurno-nocturno, semanal y laboral)

o los que están motivados por las condiciones atmosféricas, que dependen de los

ciclos día-noche, pero no de los semanales. Por este motivo, se han representado las

evoluciones medias de los contaminantes a lo largo del día, diferenciando entre

laborables y del fin de semana. En las figuras que se van a mostrar a continuación, las

horas están expresadas como UTC (tiempo universal coordinado) y para obtener la

hora local oficial hay que sumar una hora en horario de invierno (entre noviembre y

marzo) y dos en horario de verano (entre abril y octubre). En el texto, para facilitar la

comprensión de los resultados, se hará referencia a la hora local.

Los valores obtenidos en los dos puntos de Muskiz se han representado junto

con los registrados en otros cuatro ambientes diferentes: dos municipios cercanos

(Santurtzi y Zierbena) y otros dos ambientes considerados de referencia, uno urbano

característico de tráfico (Av. Tolosa, en Donostia-San Sebastián) y otro de fondo rural

(Pagoeta).

El primero de los contaminantes analizados ha sido el óxido nítrico. La Figura

4.3.11 recoge la evolución horaria media de los datos determinados en San Julián y en

los lugares indicados.

Los niveles son bajos, comparables a los del Parque Natural de Pagoeta, y

claramente inferiores a los registrados en los municipios vecinos.

En puntos urbanos de tráfico, como la Avenida de Tolosa, se suelen observar

dos máximos diurnos de este contaminante, coincidentes con las horas-punta. En el

caso de San Julián detecta un pico máximo matinal durante los días laborables que

luego casi desaparece durante el fin de semana.

94


0

10

20

30

40

50

60

70

2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23


conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

NO (San Julián) NO (Santurtzi) NO (Zierbena)NO (Av. Tolosa) NO (Pagoeta)

Figura 4.3.11. Evolución de las concentraciones medias horarias de óxido nítrico a lo

largo del día, diferenciando entre laborables y del fin de semana, en el punto de San Julián y

otros lugares de la CAV.

Si se analizan los resultados del dióxido de nitrógeno en San Julián (Figura

4.3.12), se comprueba que, con la excepción de Pagoeta, son niveles inferiores a los

de los demás lugares representados.

0

10

20

30

40

50

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2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23


conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

NO2 (San Julián) NO2 (Santurtzi) NO2 (Zierbena)NO2 (Av. Tolosa) NO2 (Pagoeta)

Figura 4.3.12. Evolución de las concentraciones medias horarias de dióxido de nitrógeno

a lo largo del día, diferenciando entre laborables y del fin de semana, en el punto de San Julián

y otros lugares de la CAV.

95


En esta ocasión los perfiles de evolución de los ambientes urbanos, incluido el

de San Julián, dibujan una silueta muy caracterizada por dos máximos diurnos, que

disminuyen de intensidad durante los días del fin de semana, y valores mínimos que

se registran durante la noche y al mediodía.

El ciclo diurno del ozono en los dos puntos de Muskiz y en el resto de

ubicaciones seleccionadas a modo de comparación se representa en la Figura 4.3.13.

Debido a su carácter secundario, muestra un máximo tras el mediodía, cuando la

radiación solar y la temperatura son máximas, que va disminuyendo a lo largo de la

tarde y valores mínimos a primera hora de la mañana, cuando las concentraciones de

óxidos de nitrógeno empiezan a aumentar rápidamente debido al incremento de

emisiones y a una capa de mezcla todavía baja.

0

10

20

30

40

50

60

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80

90

2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23


conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

O3 (Estación) O3 (San Julián) O3 (Santurtzi)O3 (Zierbena) O3 (Av. Tolosa) O3 (Pagoeta)

Figura 4.3.13. Evolución de las concentraciones medias horarias de ozono a lo largo del

día, diferenciando entre laborables y del fin de semana, en los puntos de la Estación, San

Julián y otros lugares de la CAV.

Las concentraciones de este contaminante suelen ser más elevadas durante los

días del fin de semana, debido a unas menores concentraciones de óxidos de

nitrógeno. Por este motivo, los niveles de ozono en la atmósfera de Muskiz son los

más altos de entre los puntos urbanos representados en la gráfica.

96


En cuanto a la evolución de las concentraciones horarias medias para los días

laborables y del fin de semana del dióxido de azufre (Figura 4.3.14), el perfil medio

muestra un amplio máximo diurno centrado al mediodía y valores más bajos durante

parte de la tarde y la noche. No se aprecian grandes diferencias entre la evolución en

los días laborables y la de los del fin de semana.

Comparando las siluetas dibujadas para cada unos de los ambientes recogidos

en la gráfica, la línea referida a San Julián dibuja un perfil aserrado lo que indica que

en ciertos momentos del estudio se han detectado niveles puntuales intensos de este

contaminante contrastando con lo observado en la Estación donde la evolución es de

formas mucho más suaves.

0

2

4

6

8

10

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16

18

2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23


conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

SO2 (Estación) SO2 (San Julián) SO2 (Santurtzi)SO2 (Zierbena) SO2 (Av. Tolosa) SO2 (Pagoeta)

Figura 4.3.14. Evolución de las concentraciones medias horarias de dióxido de azufre a

lo largo del día, diferenciando entre laborables y del fin de semana, en los puntos de la

Estación, San Julián y otros lugares de la CAV.

En relación a los valores cuantitativos, cabe decir que los niveles detectados en

San Julián son ligeramente superiores a los registrados en Zierbena y Santurtzi, y que

los medidos en el punto de la Estación se encuentran a medio camino entre los

mencionados y los de la Avenida de Tolosa y el Parque Natural de Pagoeta.

Como conclusión de todo lo expuesto, se puede apuntar que se han visto varios

tipos de comportamientos: unos caracterizados por la presencia de dos máximos

97


diurnos, que normalmente reflejan la incidencia de emisiones del tráfico rodado; otros,

por la presencia de un solo máximo que suele aparecer centrado alrededor del

mediodía, y que se puede asociar a unas emisiones no relacionadas con el tráfico y

algunos casos en los que las diferencias entre días laborables y del fin de semana no

son muy grandes, indicando la existencia de los contaminantes estudiados, ya sea por

fuentes naturales (totalmente independientes del ciclo semanal) o por fuentes

antropogénicas como algunas industrias que trabajan en continuo.

Por último, los datos sobre las concentraciones de partículas en suspensión

(PM10) determinadas en San Julián (Figura 4.3.15) exhiben en los días laborables un

máximo a media mañana (11-12 h) para decaer hasta alrededor de las 15 h, momento

tras el que se produce un segundo máximo de menor intensidad, que decae

lentamente hasta la noche. En los días del fin de semana el máximo matinal

disminuye, llegando a desaparecer el domingo. Precisamente, en domingo el perfil es

bastante similar al que se registra en el punto de fondo rural de Pagoeta, en el que los

valores mínimos se detectan en la primera mitad del día y luego aumentan por la

tarde.

0

5

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2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23


conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

PM10 (San Julián) PM10 (Santurtzi) PM10 (Zierbena)PM10 (Av. Tolosa) PM10 (Pagoeta)

Figura 4.3.15. Evolución de las concentraciones medias horarias de PM10 a lo largo del

día, diferenciando entre laborables y del fin de semana, en el punto de San Julián y otros

lugares de la CAV.

98


Los municipios vecinos de Santurtzi y Zierbena, presentan una evolución y

valores de concentración bastante parecidas entre sí pero diferentes a lo observado en

San Julián. En el caso de las dos localidades vecinas lo que se constata es la

existencia de valores nocturnos elevados que van aumentando para dar un amplio

máximo matinal, que decrece hasta pasado el mediodía para volver a empezar a

aumentar por la noche. Además, los perfiles de variación en estos casos no son

“limpios” sino que se puede apreciar una silueta aserrada, típica de áreas donde se

producen abruptos incrementos de concentración.

En relación a los niveles detectados en Muskiz, se puede decir que son inferiores

a los registrados de las poblaciones de Santurtzi y Zierbena, del mismo orden de los

que se registran en el punto urbano de la Avenida de Tolosa, y superiores a las

concentraciones medidas en el Parque Natural de Pagoeta.

La otra medida de partículas en suspensión, PM2,5, que se determina en el punto

de la Estación, refleja una evolución a lo largo del día en la que se visualizan los dos

máximos típicos de las zonas urbanas (Figura 4.3.16), uno al inicio de la mañana y

otro, menos intenso, al final de la tarde coincidiendo con las horas punta del tráfico

rodado.

0

5

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15

20

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2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23


conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

PM2,5 (Estación) PM2,5 (Santurtzi) PM2,5 (Av. Tolosa)

Figura 4.3.16. Evolución de las concentraciones medias horarias de PM2,5 a lo largo del

día, diferenciando entre laborables y del fin de semana, en el punto de la Estación y otros

lugares de la CAV.

99


Los niveles del fin de semana son similares a los observados en los días

laborables, y se mantienen los dos máximos. En cuanto a los niveles, se podría decir

que durante el fin de semana son muy parecidos a los de la zona urbana de la Avenida

de Tolosa y en cambio, un poco más bajos los días laborables, especialmente durante

las primeras horas de la mañana. Por otra parte las concentraciones en la Estación

quedan muy por debajo del perfil registrado en Santurtzi, donde se detecta un amplio

máximo por la mañana y un mínimo por la tarde, para volver a aumentar durante las

horas nocturnas.

100


4.3.2. Evaluación de las concentraciones con la dir ección del viento

Las concentraciones horarias de contaminantes fisicoquímicos se han evaluado

con los datos de dirección de viento registrados en la cabina de la Estación,

considerados representativos de la zona, tal y como se señalaba en el apartado de la

descripción del área de estudio. Para cada dirección se han calculado los valores

medios de los parámetros y se han representado en diagramas polares, denominados

rosas de contaminantes. En cada una de ellas se han presentado los valores medios

obtenidos en cada dirección (separadas un grado) y en cada sector de 5º.

Hay que señalar que estos diagramas pueden proporcionar importante

información sobre la ubicación de las fuentes, ya que una forma alargada de los

gráficos es indicativa de una fuente próxima y localizada, mientras que una forma

circular indica fuentes difusas. Además, en este caso, al disponer de dos puntos de

muestreo, se han podido comparar las formas de un mismo contaminante en los dos

enclaves. Formas diferentes, han dado a entender que las fuentes estaban próximas,

mientras que gráficos muy parecidos han indicado que las fuentes de contaminantes

se situaban más alejadas.

Las rosas de los contaminantes determinados en la cabina de la zona de la

Estación (ozono, PM2,5 y dióxido de azufre) se muestran en la Figura 4.3.17, cada una

de ellas con una distribución característica. La línea roja se refiere a los valores

medios determinados cada grado en cada una de las direcciones y la línea azul a los

mismos datos en cada sector de 5º.

La representación del ozono muestra una figura bastante homogénea, circular,

algo excéntrica, indicativa de fuentes difusas. Las concentraciones medias más

elevadas se asocian a vientos de cuarto cuadrante (sector O-N) y del sector N-NE, es

decir, casi todos los vientos con componente Norte.

En cuanto a las PM2,5, su rosa presenta concentraciones medias algo más altas

en el primer cuadrante (sector N-E), y en general con todos los vientos de componente

Este. Se detecta un “máximo” en la distribución en el sector ESE-SE, indicando la

presencia de una fuente de partículas finas en esa dirección espacial. Con vientos de

componente Oeste la forma de la rosa es bastante homogénea y, por tanto, indica la

ausencia de focos considerables en esa región.

101


0

20

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60

80

100

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

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NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

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SSO

SO

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conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

01020304050607080

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.3.17. Rosas de concentración media de los contaminantes con la dirección del

viento en el punto de la Estación.

Por último, la rosa del dióxido de azufre dibuja un gráfico totalmente diferente a

los dos anteriores con unas líneas muy definidas que marcan, claramente, la presencia

de una fuente cercana, situada en la dirección NE-ENE, en la que se obtienen valores

medios muy elevados con respecto a las demás direcciones. Se puede afirmar que se

trata de una fuente próxima debido al estrecho sector en el que se observan los

niveles altos, ya que si la fuente estuviera alejada, la propia dispersión horizontal haría

que éste se ensanchara.

Con respecto a las rosas de los contaminantes determinados en el punto de San

Julián (óxidos de nitrógeno, ozono, PM10 y dióxido de azufre), se muestran en la Figura

4.3.18. Los dos óxidos de nitrógeno muestran distribuciones muy parecidas, con

SO2

PM2,5 O3

102


máximos en el sector E-SE. En primer lugar, el dióxido de nitrógeno presenta una

mayor amplitud, ocupando el sector ENE-SE y, en ambos casos, las concentraciones

con vientos de componente Oeste son mínimas y bastante homogéneas. La marcada

forma de la rosa del óxido nítrico indica que hay una fuente de combustión próxima.

05

10152025303540

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

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NNNE

NE

ENE

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SE

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SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

020406080

100120

NNNE

NE

ENE

E

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SE

SSES

SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

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n (µ

g/m

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NNO

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entr

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n (µ

g/m

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40

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NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

NNO

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Figura 4.3.18. Rosas de concentración media de los contaminantes con la dirección del

viento en San Julián.

NO NO2

SO2

PM10 O3

103


El ozono exhibe una rosa muy parecida a la obtenida en el punto de la Estación,

poniendo de manifiesto que es un contaminante de carácter regional, poco

influenciado por la existencia de fuentes locales y que se asocia fundamentalmente a

vientos del cuarto cuadrante.

En términos parecidos a los del ozono se puede hablar de las partículas en

suspensión, ya que las rosas de PM10 en San Julián y de PM2,5 en el punto de la

Estación son muy similares, registrando máximos con vientos de componente Este,

especialmente del sector NNE-SE. La similitud de las formas de ambas rosas indica un

aporte mayoritario de fuentes, más o menos alejadas, situadas al Este del municipio.

Por último, en la representación del dióxido de azufre obtenida en el punto de

San Julián se observan concentraciones medias más elevadas en el sector ENE-SE,

especialmente en el ESE-SE, en claro contraste con lo expuesto en la rosa del punto

de la Estación. Este diferente comportamiento implica la presencia de una fuente lo

suficientemente próxima como para producir este efecto. En este caso, es evidente

que la fuente de dióxido de azufre es la refinería (Figura 4.3.19).

Figura 4.3.19. Rosas de dióxido de azufre sobre una fotografía aérea de la zona.

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

O

ONO

NO

NNO

NNNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSO

SO

OSO

O

ONO

NO

NNO

104


5. Normativa de Calidad del Aire5. Normativa de Calidad del Aire5. Normativa de Calidad del Aire5. Normativa de Calidad del Aire

5.1. Aplicación de la normativa a los datos del estudio5.1. Aplicación de la normativa a los datos del estudio5.1. Aplicación de la normativa a los datos del estudio5.1. Aplicación de la normativa a los datos del estudio

La evaluación de la calidad del aire comprende la determinación de las

concentraciones de los contaminantes y la comparación de dichas concentraciones

con los valores límite fijados por la legislación vigente. Dicha legislación obedece,

fundamentalmente, a criterios de protección de la salud humana y establece unos

valores umbrales a partir de los cuales la exposición a un determinado contaminante

puede suponer un riesgo. La legislación vigente se establece en el Real Decreto

102/2011 de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire, que recoge las

disposiciones de la Directiva 2008/50/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 21

de mayo de 2008, relativa a la calidad del aire ambiente y a una atmósfera más limpia

en Europa.

Los valores límite, como se ha mencionado, se basan en los efectos negativos

que sobre la salud (o los ecosistemas) pueden tener los contaminantes. Dichos

efectos pueden estar motivados por una exposición aguda o por una exposición

prolongada. Por este motivo, en ocasiones se suelen establecer varios valores límite

para un contaminante, uno para concentraciones elevadas en un corto periodo de

tiempo (exposición aguda) y otro para concentraciones durante un periodo más largo

(exposición prolongada). Así, es frecuente encontrar niveles regulados en horas,

medias de ocho horas (octohorarias), diarias y anuales. En ocasiones, el valor límite

hace referencia a un nivel que no puede ser superado en más de un determinado

número de veces en un periodo de tiempo dado. Por lo general, el periodo de

aplicación de la normativa hace referencia a un año civil, es decir del 1 de enero al 31

de diciembre.

En este caso, el periodo de muestreo en el que se ha contado con las

determinaciones de todos los parámetros analizados en el proyecto se ha extendido

desde julio de 2011 a julio de 2012. Este intervalo de tiempo, aunque es un ciclo anual

completo, no corresponde con un año civil, por lo que para poder aplicar la normativa

de forma estricta se han tomado los datos correspondientes al año civil 2011.

105


En la Tabla 5.1 se muestran los valores límite de las concentraciones de los

contaminantes contemplados en la Normativa vigente, junto con los valores obtenidos

en la atmósfera de Muskiz.

Tabla 5.1. Valores límite establecidos por la legislación para los contaminantes

mayoritarios en inmisión y concentraciones máximas y medias obtenidas en la estación de la

Red de Vigilancia de la Calidad del Aire de Muskiz en 2011.

Parámetro Valor límite protección salud humana

Valor límite a 01/01/11 Estación San Julián

CO Media de 10 mg/m3

ocho horas máxima en un día

8 h 10 mg/m3

0,5 mg/m3

(máx. octh.) -----

NO2 1h 200 µg/m3 (no se podrá superar en más de 18 ocasiones al año).

1h 200 µg/m3 ----- 90 µg/m3

(máx. horario)

1 año 40 µg/m3

1 año 40 µg/m3 ----- 13 µg/m3

(media anual)

O3 Umbral de protección de la salud 8h 120 µg/m3 (no más de 25 ocasiones al año)

8 h 120 µg/m3

143 µg/m 3

(máx. octh.)

3 sup.

152 µg/m 3

(máx. octh.)

15 sup.

Umbral de información a la población 1h 180 µg/m3

1 h 180 µg/m3

151 µg/m3

(máx. horario) 162 µg/m3

(máx. horario)

Umbral de alerta 1 h 240 µg/m3

1 h 240 µg/m3

PM10 24 h 50 µg/m3 (no se podrá superar en más de 35 ocasiones al año)

24 h 50 µg/m3 ----- 9*

1 año 40 µg/m3

1 año 40 µg/m3 ----- 22 µg/m3

SO2 1h 350 µg/m3 (no se podrá superar en más de 24 ocasiones al año)

1h 350 µg/m3

209 µg/m3

(máx. horario)

560 µg/m 3

(máx. horario)

2 sup.

24 h 125 µg/m3 (no se podrá superar en más de 3 ocasiones al año)

24h 125 µg/m3

33 µg/m3

(máx. diario) 59 µg/m3

(máx. diario)

benceno 1 año 5 µg/m3

1 año 5 µg/m3 0,55 µg/m3 1,24 µg/m3

Pb 1 año 500 ng/m3

1 año 500 ng/m3 10,6 ng/m3 8,59 ng/m3

* número de ocasiones en que se superan los 50 µg/m3.

106


El valor máximo horario de monóxido de carbono (CO), 2584 µg/m3, se

encuentra por debajo del valor límite legal para las medias de 8 horas, de 10000

µg/m3, cuyo valor máximo registrado en el año 2011 ha sido de 527 µg/m3 (Figura 5.1).

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

,001 ,0

1 ,1 1 5 10 20 30 50 70 80 90 95 99

99,9

99,9

9

99,9

99

CO (1h)CO (media móvil 8h)

conc

entr

ació

n (µ

g/m

3 )

Probabilidad acumulada

Figura 5.1. Curva de frecuencia acumulada de las concentraciones horarias y

octohorarias de CO en la atmósfera de Muskiz.

En relación al dióxido de nitrógeno (NO2) la concentración máxima horaria ha

alcanzado los 90 µg/m3, (Figura 5.2), un valor inferior al límite legal de 200 µg/m3, y su

media anual (13 µg/m3) tampoco ha superado el nivel límite establecido de 40 µg/m3.

0

20

40

60

80

100

,001 ,01 ,1 1 5 10 20 30 50 70 80 90 95 99

99,9

99,9

9

99,9

99

dióxido de nitrógeno

conc

ent

raci

ón (

µg/m

3 )


Figura 5.2. Curva de frecuencia acumulada de las concentraciones horarias de NO2 en la

atmósfera de Muskiz.

107


En cuanto al ozono, el valor límite de 120 µg/m3 para las medias octohorarias se

ha superado en 3 y 15 días en la Estación y San Julián, respectivamente, (Figura 5.3),

dentro de los 25 permitidos por la legislación. Los límites para los valores horarios no

se han superado.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10 30 50 70 90 110 130 150

Estación

Oca

sion

es

O3 (µg/m3)

valor límite

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10 30 50 70 90 110 130 150 170

San Julián

Oca

sion

es

O3 (µg/m3)

valor límite

Figura 5.3. Histograma de frecuencia de los valores máximos diarios de las medias

octohorarias de ozono en la atmósfera de Muskiz; a) Estación, b) San Julián.

Respecto a las PM10 (Figura 5.4), en San Julián se detectaron 9 superaciones

del valor límite medio diario, 50 µg/m3, claramente por debajo de las 35 que permite la

normativa. La concentración media anual, 22 µg/m3, es también inferior al límite

establecido como media anual (40 µg/m3).

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80

medias diarias

Oca

sion

es

PM10

(µg/m3)

valor límite

Figura 5.4. Histograma de frecuencia de los valores medios diarios de PM10 en San

Julián.

a) b)

108


Para finalizar, en la Figura 5.5 se muestran los resultados obtenidos de dióxido

de azufre. Durante el año 2011 el valor máximo horario de SO2 fue de 209 y 560

µg/m3, en la Estación y en San Julián, respectivamente.

0

100

200

300

400

500

600

,001 ,01 ,1 1 5 10 20 30 50 70 80 90 95 99

99,9

99,9

9

99,9

99

EstaciónSan Julián

conc

ent

raci

ón (

µg/m

3 )


Figura 5.5. Curva de frecuencia acumulada de las concentraciones diarias de SO2 en la

atmósfera de Muskiz.

El valor registrado en San Julián queda por encima del valor límite establecido

en la legislación (350 µg/m3), pero no se alcanzan las 24 superaciones que permite la

legislación. Por otra parte, los máximos de las medias diarias han sido de 33 y 59

µg/m3, en la Estación y San Julián, respectivamente, alejados de los 125 µg/m3 que se

contemplan en la normativa actual como concentración límite diaria (Figura 5.5).

109


5.2. Ín5.2. Ín5.2. Ín5.2. Índice de Calidad del Aire en el municipio de Muskiz dice de Calidad del Aire en el municipio de Muskiz dice de Calidad del Aire en el municipio de Muskiz dice de Calidad del Aire en el municipio de Muskiz

en el año 2011en el año 2011en el año 2011en el año 2011

A partir de los datos horarios y diarios se ha calculado el Índice de Calidad del

Aire (ICA), siguiendo una metodología similar a la utilizada por el Gobierno Vasco. El

ICA consiste en un valor adimensional, calculado a partir de las concentraciones de los

contaminantes regulados por la legislación, cuyo objetivo es proporcionar de una

forma clara y fácilmente entendible información sobre el estado de la calidad del aire.

Se basa en el cálculo, para cada uno de los contaminantes, de un valor denominado

“índice parcial” en el que se tienen en cuenta los valores límite establecidos en la

normativa vigente sobre calidad del aire (Tabla 5.2). Es un valor diario que se calcula

para cada estación de la Red de Vigilancia de la Calidad del Aire y que se considera

representativo de la calidad del aire de la zona donde se ubica dicha cabina.

Tabla 5.2. Concentraciones de cada contaminante considerado en el cálculo del ICA

junto con el intervalo de aplicación, correspondientes a un valor del ICA = 100 (valor límite).

PM10

(24h)

O3

(8h)

O3

(1h)

SO2

(24h)

SO2

(1h)

CO

(8h)

NO2

(1h)

Valor límite ( µµµµg/m 3) (ICA =100) 50 120 180 125 350 10000 200

Los valores límite y el promedio de aplicación (horario, octohorario, diario) se

emplean para calcular el índice parcial, asociado a la concentración de cada uno de

los cinco contaminantes. El valor 0 de la escala corresponde al nivel 0 de

concentración y el 100 corresponde al valor límite establecido en la legislación para

cada uno de los contaminantes, según la Tabla 5.2. El valor del índice para cualquier

otra concentración se obtiene por interpolación lineal, según la ecuación:

Ip = C / VL *100

siendo C la concentración de un contaminante dado y VL su valor límite.

110


En la Tabla 5.3 se muestran las ecuaciones empleadas en cada caso junto con

el valor correspondiente al índice 100.

Tabla 5.3. Ecuaciones utilizadas para el cálculo del índice de calidad del aire (C=

concentración).

Contaminante Valor del

índice parcial 0

Valor del índice

parcial 100

Ecuación para el cálculo del

índice parcial Comentarios

CO

monóxido de

carbono

0 10 mg/m3 ICACO= 0,01·C Máximo de las medias móviles de 8 horas

NO2

dióxido de

nitrógeno

0 200 µg/m3 ICANO2 = 0,5·C

Valor máximo horario

O3

ozono

troposférico

0

120 µg/m3 ICAO3= 0,83·C

Máximo de las medias móviles de 8 horas

*180 µg/m3 ICAO3= 0,55·C


PM10

partículas de

menos de 10

µm

0 50 µg/m3 ICAPM10 = 2·C** Valor medio de 24 horas

SO2

dióxido de

azufre

0

125 µg/m3 ICASO2 = 0,80·C Valor medio de 24 horas

*350 µg/m3 ICASO2 = 0,28·C


* Siempre que los valores límite horarios superen ese valor se calcula el índice parcial a partir de la ecuación establecida con estos valores límites horarios.

** El valor de la concentración proporcionada por el equipo automático se corrige con un factor de corrección genérico de 1,2.

El “índice global”, que es el que define la calidad del aire en la zona estudiada,

viene dado por el peor de los índices parciales obtenidos, es decir, por el contaminante

que presente peor comportamiento. A partir de los valores del ICA se establece una

clasificación de la calidad del aire en varias categorías: “buena”, “admisible”,

“moderada”, “mala”, “muy mala” y “peligrosa”, cada una representada por un color

determinado. Por definición, si la calidad del aire es “moderada”, “mala”, “muy mala” o

111


“peligrosa” implica que al menos uno de los contaminantes considerados ha superado

el valor límite establecido en la legislación.

La Tabla 5.4 resume la clasificación obtenida para los días del año 2011 en

función de la calidad del aire registrada en las dos cabinas de la Red de Vigilancia de

la Calidad del Aire de Muskiz (la Estación y San Julián). Por otra parte, siguiendo la

filosofía del ICA, que toma el peor valor como el índice del día, el ICA representativo

del municipio se ha tomado como el peor obtenido entre los dos puntos de muestreo y

figura en la tabla como Muskiz.

Tabla 5.4. Resumen del número de días clasificados según el Índice de Calidad del Aire.

Índice de Calidad del Aire en Muskiz en el año 2011

N total Buena Admisible Moderada Mala Muy

mala

Peligrosa

Estación 84 278 3 0 0 0 365

San Julián 48 289 21 5 1 0 364

Muskiz 43 295 21 5 1 0 365

Si se analizan los datos de la última fila, la de Muskiz, se observa que la

categoría más abundante es la “admisible”, con alrededor del 81% de los días de

2011, seguida de la “buena” con una proporción del 12%. Ambas categorías definen

los días en los que ningún parámetro de los que se han medido ha superado los

valores límite, y en este caso ha sido 338 días (más del 92% de los días del año). El

resto de mediciones corresponden a 21 días con calidad del aire “moderada”, 5 de

categoría “mala” y uno de “muy mala”, el 14 de junio, debido a dióxido de azufre.

Estos valores referidos a Muskiz como municipio son muy similares a los que se

han registrado en el punto de San Julián y algo diferentes de los obtenidos en el punto

de la Estación, donde el número de días con calidad del aire “buena” aumenta hasta

un 23%, que sumados a los de calidad “admisible” alcanzan un total de 362 días en

2011, con únicamente 3 días con calidad del aire “moderada” (Figura 5.6). Hay que

mencionar aquí que los contaminantes que se miden en una cabina y en otra no son

los mismos, y que hoy en día es más habitual observar superaciones de los límites de

112


dióxido de nitrógeno o de PM10 (determinados en San Julián) que de los de monóxido

de carbono (medido en la Estación).

23%

76%

1% 0,5%

Estación 2011

Buena

Admisible

Moderada

Mala

Muy mala

Peligrosa

13%

80%

6%0,5%

San Julián 2011

Figura 5.6. Distribución porcentual de los días según el ICA en la atmósfera de Muskiz

en el año 2011.

Por contaminantes, han superado los valores límite el ozono (en tres ocasiones

en la Estación y en 13 en San Julián), las PM10 (12 días) y el valor horario de SO2 (2

días) (ver Tabla 5.5). Hay que mencionar que, a diferencia de la normativa aplicada

para las PM10, en el cálculo del ICA no se han descontado las intrusiones saharianas y

por eso el número de superaciones difiere del mostrado en la Tabla 5.1.

Tabla 5.5. Resumen del número de superaciones por parámetro registradas en el año

2011 en el municipio de Muskiz.

Parámetro PM10 O3 O3

(1h) SO2

SO2

(1h) CO NO2 total

Nº superaciones 12 13 2 27

Si se analizan los datos medios mensuales del ICA se comprueba que en el

punto de la Estación y a excepción de los meses de abril y junio, no se han registrado

días con calidad del aire peor que “admisible”, es decir, en los que se han superado

113


los valores límite (Figura 5.7). De todos ellos, el mes con un mejor índice de calidad

del aire ha sido noviembre en el que más de la mitad de los días corresponden a

calidad “buena”. En global, el mes con peor calidad del aire fue abril, con 8 días con

calidad del aire “moderada” y 2 de categoría “mala”.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

ener

o

febr

ero

mar

zo

abril

may

o

juni

o

julio

agos

to

sept

iem

bre

octu

bre

novi

embr

e

dici

embr

e

Por

cent

aje

de d

ías

segú

n IC

A

Estación 2011

PeligrosaMuy malaMalaModeradaAdmisibleBuena

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

ener

o

febr

ero

mar

zo

abril

may

o

juni

o

julio

agos

to

sept

iem

bre

octu

bre

novi

embr

e

dici

embr

e

Por

cent

aje

de d

ías

segú

n IC

A

San Julián 2011


0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

ener

o

febr

ero

mar

zo

abril

may

o

juni

o

julio

agos

to

sept

iem

bre

octu

bre

novi

embr

e

dici

embr

e

Por

cent

aje

de d

ías

segú

n IC

A

Muskiz 2011


Figura 5.7. Distribución porcentual de los días según el ICA para cada mes del año en la

atmósfera de Muskiz en el año 2011.

114


6666. Conclusiones. Conclusiones. Conclusiones. Conclusiones

La realización del proyecto que recoge esta memoria ha tenido como objetivo

evaluar la calidad del aire en el municipio de Muskiz mediante el muestreo y análisis

de los principales contaminantes presentes en los aerosoles de dos puntos de la

población, el centro urbano, denominado la Estación, y la zona de San Julián.

La campaña de toma de muestras se ha extendido desde el 1 de febrero de

2011 al 30 de junio de 2012 y los parámetros analizados han comprendido las

partículas en suspensión (PM10) y su contenido de metales (julio de 2011 a junio de

2012) y los compuestos orgánicos volátiles (COVs) junto a los contaminantes

mayoritarios (monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, ozono y dióxido de azufre)

(desde el inicio al final del periodo).

A continuación se indican las conclusiones más relevantes:

1. En cuanto a las partículas en suspensión:

- El valor medio anual de PM10 determinado en los dos puntos ha sido muy

parecido, con 14,1 µg/m3 en la Estación y 14,9 µg/m3 en San Julián y comparable a

los registros obtenidos en atmósferas urbanas de baja-moderada contaminación por

material particulado en suspensión.

- La evolución de los datos diarios de PM10 durante todo el periodo de muestreo

ha descrito perfiles muy parecidos en los dos puntos, coincidiendo en el tiempo

tanto los valores más elevados como los más bajos del estudio. La correlación entre

las concentraciones diarias de PM10 de uno y otro enclave es muy elevada, lo que

indica la presencia de fuentes comunes de emisión.

- Los aerosoles muestran una gran variabilidad en los niveles de PM10 de unos

días a otros y las concentraciones medias son el resultado de un amplio rango de

niveles que van desde valores mínimos, en torno a 3 µg/m3 y máximos cercanos a

40 µg/m3.

- Atendiendo a la normativa vigente sobre las partículas PM10, se ha evaluado

con las mediciones realizadas en continuo en San Julián, y se cumple tanto con

respecto al valor medio anual, que es inferior al valor límite de 40 µg/m3, como al

115


número de superaciones del valor límite diario de 50 µg/m3, muy por debajo de las

35 ocasiones al año que permite la legislación.

2. Respecto a los metales en las partículas:

- Se han analizado un total de 188 muestras de aerosol y en ellas se han

determinado 18 elementos clasificados en dos grandes grupos: indicadores de

emisiones marinas y/o minerales (sodio, magnesio, potasio y estroncio) y

antropogénicos, el resto de los metales (arsénico, antimonio, bario, cadmio, cobre,

cobalto, cromo, hierro, manganeso, níquel, plomo, talio, vanadio y zinc) vinculados,

principalmente, a actividades industriales y al tráfico rodado.

- Las concentraciones diarias de los metales presentan, al igual que en las

partículas, una gran variabilidad con perfiles de evolución similares en los dos

puntos. En la mayoría de los casos las muestras de San Julián, además de tener

cantidades más altas de partículas, también tienen niveles de metal ligeramente

superiores a los de la Estación. El total medio de metal en San Julián ha sido de

1.670 ng/m3 frente a los 1.374 ng/m3 en la Estación

- El metal mayoritario ha sido el sodio con niveles medios de concentración en

San Julián (1.080 ng/m3) y en la Estación (876 ng/m3) muy superiores al resto de

elementos. El motivo de ello han sido los aportes procedentes de los aerosoles

marinos que suponen alrededor del 78-80% de todo el metal analizado en las

partículas.

- El análisis de los metales antropogénicos ha señalado al hierro como el

elemento más abundante del grupo. Sus concentraciones medias han sido 4 a 5

veces inferiores a las correspondientes del sodio, 204 ng/m3 y 231 ng/m3, en la

Estación y San Julián, respectivamente; seguidas por las del zinc, alrededor de 64-

66 ng/m3, respectivamente, y después plomo y manganeso con valores de 9 ng/m3

a 10 ng/m3, respectivamente. La secuencia decreciente de las concentraciones se

completa con cobre, níquel y vanadio, entre 2 ng/m3 y 6 ng/m3, y los demás

metales, arsénico, cadmio, antimonio y cobalto, que se hallan por debajo de 1

ng/m3. Estos niveles medios son del mismo orden que los determinados en áreas

calificadas de baja-moderada contaminación por metales.

- La composición de metal antropogénico presente en los aerosoles de los dos

lugares es muy parecida y está marcada por la abundancia de, en primer lugar el

116


hierro (69% - 70%) y en segundo lugar el zinc (20% - 21%). El resto de los

componentes suman menos del 10% del contenido total de metal y de ellos el

plomo es el más abundante con una contribución del 3% - 4%.

- Se han detectado correlaciones muy elevadas entre los niveles de un mismo

metal en los dos enclaves lo que indica que procede de fuentes comunes asociadas

a las actividades urbanas e industriales en la zona.

- En cuanto a la legislación, el valor medio anual de plomo (único metal

actualmente bajo control), en torno a los 9 ng/m3 - 10 ng/m3, está muy alejado del

límite medio anual establecido en 500 ng/m3. Arsénico, cadmio y níquel son los tres

metales para los que la normativa establece valores objetivo a controlar a partir del

1 de enero de 2013 y en el caso del arsénico sus concentraciones medias en los

dos puntos (0,39 ng/m3 y 0,38 ng/m3) distan del objetivo de 6 ng/m3 que no debe ser

superado. Para el cadmio las mediciones se han movido en torno a 0,2 ng/m3 y la

normativa señala 5 ng/m3 como objetivo de límite anual. Los niveles de níquel se

han mantenido alrededor de 2 ng/m3 cuando el máximo permitido como objetivo de

media anual es diez veces superior, 20 ng/m3.

- Las concentraciones de metales en las dos zonas se ha visto influenciadas

por las condiciones meteorológicas, en concreto por la dirección del viento. En

ambos puntos los metales antropogénicos, entre ellos plomo, arsénico, cadmio y

níquel, han alcanzado valores más elevados en aquellos días con predominio del

viento del Sur y en cambio, los metales considerados marinos, como sodio y

magnesio, han abundado más en días con predominio de viento del Norte,

procedentes del mar.

3. Los compuestos orgánicos volátiles (COVs):

- Se han identificado y cuantificado un total de 36 COVs agrupados en cinco

familias diferentes; hidrocarburos alifáticos y aromáticos, compuestos oxigenados,

clorados y biogénicos.

- Los perfiles de los COVs han mostrado cambios importantes de unos días a

otros, con incrementos y descensos de niveles que, a diferencia de lo visto en las

partículas, no se producen de manera paralela en los dos enclaves. No se observa

un comportamiento de estacionalidad con los resultados obtenidos durante el

periodo anual.

117


- Las concentraciones medias en el punto de San Julián han sido de dos a tres

veces superiores a las del punto de la Estación, con una cantidad total de 24,6

µg/m3 frente a 10,7 µg/m3. Estos valores son del orden de los registrados por este

Grupo de Investigación durante la campaña del año 2006 (20,4 µg/m3 en San Julián

y 16,2 µg/m3 en la Estación) y se pueden considerar bajos-moderados en

comparación con los de otros ambientes urbanos.

- Del total de los COVs presentes en las dos zonas, más de la mitad viene dada

por el grupo de los hidrocarburos alifáticos. Les siguen en abundancia los

hidrocarburos aromáticos que suponen en torno al 40% del total en la Estación y

30% en San Julián y después, el resto de las sustancias determinadas.

- Los hidrocarburos aromáticos benceno, tolueno y xilenos, que en ambientes

urbanos son mayoritarios y proceden del tráfico, en los aerosoles estudiados

presentan concentraciones no muy elevadas y distintas de uno a otro punto.

Mientras que en la Estación las concentraciones de estos compuestos muestran

relaciones que se asemejan a las de un ambiente típico urbano, en el punto de San

Julián la proporción de benceno es bastante mayor indicando una contribución

adicional a la del tráfico.

- Los niveles medios de hidrocarburos alifáticos ligeros (entre C6 y C9) y en

especial de heptano, son en los dos puntos bastante más elevados que los

registrados en áreas urbanas, manteniendo mayores valores en San Julián que en

la Estación. Los picos máximos diarios de heptano en el primero de los lugares han

alcanzado casi 50 µg/m3 frente a los 8 µg/m3 de la Estación.

- Los altos niveles de hidrocarburos alifáticos ligeros en relación a los de los

hidrocarburos aromáticos han revelado la incidencia en San Julián de fuentes que

se han relacionado con las actividades de la refinería. Esto no es tan evidente en el

punto de la Estación, donde el perfil medio de composición ha sido más parecido al

de un área urbana típica. Los resultados han señalado que en cerca del 80% de los

días muestreados en el punto de San Julián se ha detectado influencia de la

refinería, frente al 50% en el punto de la Estación.

- El único COV regulado por la legislación, el benceno, muestra una

concentración media anual (0,54 µg/m3 en la Estación y 1,11 µg/m3 en San Julián)

muy por debajo del valor límite medio anual (5 µg/m3).

118


- La ausencia de correlación entre las concentraciones de COVs de ambos

puntos indica la incidencia de emisiones locales que afectan de manera desigual a

cada localización.

- El análisis de las concentraciones de COVs con la dirección del viento permite

señalar a las actividades de la refinería como principal fuente de hidrocarburos

alifáticos ligeros a la atmósfera de Muskiz. Cuando el viento sopla del norte las

concentraciones de estos compuestos aumentan en la Estación, mientras que si es

del Sur, lo hacen en San Julián.

4- En cuanto a los contaminantes fisicoquímicos:

- Todos los parámetros determinados por las dos estaciones de la Red de

Vigilancia de la Calidad del Aire del Gobierno Vasco ubicadas en los lugares

muestreados están dentro de los límites establecidos por la legislación.

- Los óxidos de nitrógeno presentan concentraciones bajas, propias de

ambientes con escasa contaminación. El ozono, en cambio, debido a su carácter

secundario, se encuentra en valores más elevados que en otros ambientes urbanos

de la Comunidad Autónoma Vasca, con niveles comparables a entornos rurales,

donde este contaminante aparece en mayor concentración.

- El dióxido de azufre se ha relacionado con emisiones de la refinería, lo que

puede motivar que la concentración media determinada en San Julián sea la más

alta de las obtenidas en la Red de Vigilancia de la Calidad del Aire de la Comunidad

Autónoma Vasca, si bien la concentración media anual no llega a 10 µg/m3. El nivel

medio anual en la Estación es significativamente menor, de unos 5 µg/m3, y se sitúa

en un término medio con respecto al resto de mediciones de la Comunidad

Autónoma.

-Atendiendo al Índice de Calidad del Aire (ICA) determinado en la zona

durante el año 2011, según los criterios establecidos por el Gobierno Vasco, el 92%

de los días fueron calificados de calidad “buena” o “admisible”.

119


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