FUENTES, NIVELES Y EVOLUCIÓN DE CONTAMINANTES … · 2006-11-02 · Fuentes, niveles y evolución...

Fuentes, niveles y evolución de contaminantes atmosféricos indicadores de la calidad del aire en el País Vasco

2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Oc2ª jornada técnica sobre contaminación atmosférica. Bilbao. 4,Octubre, 2006 tubre, 2006

FUENTES, NIVELES Y EVOLUCIÓN DE FUENTES, NIVELES Y EVOLUCIÓN DE

CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

INDICADORES DE INDICADORES DE

LA CALIDAD DEL AIRE EN EL PAÍS VASCOLA CALIDAD DEL AIRE EN EL PAÍS VASCO

Dra. Lourdes Cantón Ortíz de PinedoGrupo de Ingeniería Química

Facultad de CC Químicas.UPV.San Sebastián



Estudio de la Calidad del Aire

- Entornos, Ambientes

- Típicos Urbanos

- Urbanos con aportes industriales

- Industriales

- Períodos de estudio

- Corto en el tiempo (problema puntual)

- Largo, continuado (evaluación temporal)



Estudio de la Calidad del Aire Emplazamientos analizados




- Planteamiento del proyecto

Conocer la situación atmosférica del área a partir de la determinación de

parámetros de controlambiental

- Estrategia de muestreo

- Análisis específico




- Obtención de datos

Aplicación de las Normativas vigentes(contaminantes en inmisión)

- horario, 24 h, media anual, etc

Nivel de contaminación del área



Gases Partículas


- Proyecto de estudio anual

Medio Atmosférico

Aerosol



Parámetros de medición

1) Físico-químicos:

Cabina de Control Atmosférico G.V.- Medición en continuo

- SO2, CO, NO, NO2, O3

- PM10, PM2,5


http://www1.euskadi.net/vima_ai_vigilancia/est_zona.apl?CodZona=@GOIHE.

http://www1.euskadi.net/vima_ai_vigilancia/historico.asp.




2) Químicos:


- Partículas- Metales, Hidrocarburos

- Gases- Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs)

Muestreadores en discontinuo24 horas

Determinaciones específicas




3) Meteorológicos:


- Temperatura- Radiación solar- Pluviometría- Velocidad y dirección del viento

Cabina de Control Atmosférico G.V.- Medición en continuo




AerosolAerosol

(Cabina de Control)

Gases

* SO2,NO2, NOx, O3, PM10

* COVs(Infraestructura de muestreo y análisis)

Partículas(PM10)

*Hidrocarburos(Infraestructura de muestreo (24h) y análisis)

* Metales PesadosCd,Cu,Fe,Mn,Ni,Pb,Zn(Infraestructura de muestreo (24 h) y análisis)




Toma de Muestras COVs (sistema discontinuo, 24 horas)

Lana devidrio

Sentido del flujo

Espuma polimérica

Carbón activo



Perfil de COVs en aerosoles urbanos

Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs Cromatografía Cromatografía

de de GasesGases

m,p-xileno

etilbenceno

o-xileno

tolueno

H.Csbenceno



H. Alifáticos

OxigenadosH. Aromáticos

TerpenosClorados

Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs



Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs (sistema en continuo) G.V

Valores medios horarios



Estireno

(11-12-2003) 7h

Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs (sistema en continuo)

Tolueno



Estireno

(11-12-2003) 8h

Determinación analítica de COVs (sistema en continuo)


10 veces mayor

Tolueno




Estireno

(11-12-2003) 9h


Tolueno



140

5

10

15

20

25to luen oe tilbence nom /p -xilen oo -xileno

Con

cent

raci

ón (µg

/m3 )

to luen oe tilbence nom /p -xilen oo-xileno

14140

5

10

15

20


Con

cent

raci

ón (µg

/m3 )


0

5

10

15

20


Con

cent

raci

ón (µg

/m3 )


laborables fin de semana


0 7 12 18 23 0 7 12 18 23

Tolueno Tolueno

Hora (GTM)




0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 1213 1415 1617181920 2122 23

laborablesC

once

ntra

ción

(µg

/m3 )

Hora (GMT)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 1213 1415 1617181920 2122 23

fin de semana

Con

cent

raci

ón (µg

/m3 )

Hora (GMT)

Estudio de la Calidad del Aire Determinación analítica de COVs (sistema en continuo)

Hora (GTM)

Isoprenolaborablesfin de semana




AerosolAerosol

(Cabina de Control Continuo)

Gases


* COVs(Infraestructura de muestreo y análisis)

Partículas(PM10)

*Hidrocarburos(Infraestructura de muestreo (24h) y análisis)


Benceno

* Metales PesadosCd,Cu,Fe,Mn,Ni,Pb,Zn(Infraestructura de muestreo (24 h) y análisis)

Pb,

(Benzo(a)pireno)




Partículas(PM10)

AerosolAerosol

Distribución(según tamaño de diámetro)

(Infraestructura de muestreo y análisis)

Impactador en cascada

Seis fracciones de partículas

(>10 µm – 0,61µm)-Medida gravimétrica-Metales pesados-Hidrocarburos




0

10

20

30

40

50

60Partículas InviernoPartículas VeranoPartículas Media Anual

D ( )0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 30

∆C

/ ∆lo

g D

p

InviernoVerano Media anual

Dp(µm)

Distribución de partículas



0

20

40

60

80

100

120Fe InviernoFe Verano Fe Media Anual

0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 3

[(∆

C/C

T)/∆lo

g D

p] x

100

0

10

20

30

40

50

60

70Pb InviernoPb VeranoPb Media Anual

0,08 0,61 1,3 2,7 4,9 10 3[(∆

C/C

T)/∆lo

g D

p] x

100

Estudio de la Calidad del Aire Distribución de metales en las partículas

Fe PbInvierno Verano Media anual

Dp(µm) Dp(µm)

InviernoVerano Media anual




Parámetros Físico-Químicos+

Parámetros Químicos

Información Meteorológica(condiciones ambientales)

Situación atmosférica del área de estudio

AerosolAerosol




Factor importante dispersiónde los contaminantes

H (GMT)

20:0016:0012:008:004:000:00

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

Velocidad del vientoVelocidad del viento

Vel

ocid

ad (m

/s)

Estación

Invierno

Otoño

Primavera

Verano

Inviernootoñoprimaveraverano

Hora (GTM)

- Velocidad de viento (parámetro meteorológico)




5

10

15

20

25

30

35

N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSO SO OSO O ONO NO NNO

InviernoVerano

N NNENE

ENE

E

ESE

SESSESSSO

SO

OSO

O

ONO

NONNO

Dirección del viento

Frec

uenc

ia

- Dirección del viento (parámetro meteorológico)



Estudio de la Calidad del Aire -Radiación Solar (parámetro meteorológico)

0 ,3

0 ,3 5

0 ,4

0 ,4 5

0 ,5

0 ,5 5

0 ,6

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0

y = 0 ,5 3 1 7 9 - 0 ,0 0 0 7 2 5 6 8 x R = 0 ,9 5 7 8 2

2

Radiación solar (W/m2)

B(a

)P/(B

(a)P

+B(e

)P

R = 0,957




0102030405060708090

100110120130

0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20

HernaniAtegorrietaAv. Tolosa

Con

cent

raci

ón (µg

/m3 )

Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

-Muestreo



Estudio de la Calidad del Aire - Determinación de Fuentes

Correlaciones (COVs)

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8

y = 0,013687 + 3,025x R= 0,99153

etilbenceno (µg/m3)

R= 0,991

Etilbenceno (µg/m3)

m,p

-xile

no(µ

g/m

3 )

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50 60

y = 0,048682 + 0,14932x R= 0,94981 R= 0,949

Etilb

ence

no (µ

g/m

3 )

Tolueno (µg/m3)




Correlaciones (COVs)

0

5

10

15

20

25

30

35

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

y = 4,161 + 4,634x R= 0,45984

tolu

eno

(µg/

m3 )

benceno (µg/m3)

Tolu

eno

(µg/

m3 )

Benceno (µg/m3)

R= 0,459




Metales Pesados

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Mar

zo 0

5

Abril

05

May

o 05

Juni

o 05

Julio

05

Agos

to 0

5

Sept

iem

bre

05

Oct

ubre

05

Nov

iem

bre

05

Dic

iem

bre

05

Ener

o 06

Febr

ero

06

Zn 2005-2006 Mn 2005-2006

Con

cent

raci

ón d

e zi

nc(n

g/m

3 )

Concentración de m

anganeso (ng/m3)

Zn Mn




5

10

15

20

25

30

35

Mar

zo-0

4A

bril-

04M

ayo-

04Ju

nio-

04Ju

lio-0

4A

gost

o-04

Sep

tiem

bre-

04O

ctub

re-0

4N

ovie

mbr

e-04

Dic

iem

bre-

04E

nero

-05

Febr

ero-

05M

arzo

-05

Abr

il-05

May

o-05

Juni

o-05

Julio

-05

Ago

sto-

05S

eptie

mbr

e-05

Oct

ubre

-05

Nov

iem

bre-

05D

icie

mbr

e-06

Ene

ro-0

6Fe

brer

o-06

Tota

l CO

Vs (µ

g/m

3 )

-Variaciones temporales

Total de COVs

0

10

20

30

40

50

Mar

zo-0

3A

bril-

03M

ayo-

03Ju

nio-

03Ju

lio-0

3Ag

osto

-03

Sept

iem

bre-

03O

ctub

re-0

3N

ovie

mbr

e-03

Dic

iem

bre-

03En

ero-

03Fe

brer

o-04

Mar

zo-0

4A

bril-

04M

ayo-

04Ju

nio-

04Ju

lio-0

4Ag

osto

-04

Sept

iem

bre-

04O

ctub

re-0

4N

ovie

mbr

e-04

Dic

iem

bre-

04En

ero-

05Fe

brer

o-05

Mar

zo-0

5A

bril-

05M

ayo-

05Ju

nio-

05Ju

lio-0

5Ag

osto

-05

Sept

iem

bre-

05O

ctub

re-0

5N

ovie

mbr

e-05

Dic

iem

bre-

06En

ero-

06Fe

brer

o-06

Tota

l CO

Vs (µ

g/m

3 )




0

10

20

30

40

50PM

10 H1

Con

cent

raci

ón d

e PM

10 (µ

g/m

3 )

Febr

ero

05

Mar

zo 0

5

Abril

05

May

o05

Juni

o 05

Julio

05

Agos

to 0

5

Sept

iem

bre

05

Oct

ubre

05

Nov

iem

bre

05

Dic

iem

bre

05

Ener

o 06

Febr

ero

06

Mar

zo 0

6

PM10

-Variaciones temporales



Estudio de la Calidad del Aire - Modelos de Predicción

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

y = 1,0087x R= 0,90969

Benceno = 0,413 + 0,020 * NO2 + 0,017 * NO – 0,026 * T

Y= 1,0087 x R = 0,909

Benceno (µg/m3) medido

Ben

ceno

(µg/

m3 )

cal

cula

do



0

50

100

150

28-2-97 18-10-97 6-6-98 24-1-99 12-9-99 1-5-00 18-12-00

O3(max) MEDIDO

REGRESIÓN

O3(m

ax) (µg

/m3 )

R2=0.654 R2=0.582

PREDICCIÓN

Fecha

O3(max)medidoO3(max)modelo

predicciónR2 = 0,654 R2 = 0,582


Ozono



0

20

40

60

80

100

120

140

8-9-99 26-9-99 13-10-99 31-10-99 17-11-99 5-12-99 23-12-99

O3(max) Medido O

3(max) Predicho

O3(m

ax)

(µg/

m3 )

Fecha

O3(max)medido O3(max)predicho





-Estudio Estadístico

n.i.1

n.i.2

n.i.3

2-m

etilh

exan

o2,

3-di

met

ilpen

tano

3-m

etilh

exan

o2,

2,4-

trim

etilp

enta

nohe

ptan

obe

ncen

om

etilc

iclo

hexa

notri

clor

oetil

eno

2,3,

4-tri

met

ilpen

tano

octa

noto

luen

ois

obut

ilmet

ilcet

ona

tetra

clor

oetil

eno

acet

ato

de b

utilo

nona

noet

ilben

ceno

m,p

-xile

noo-

xile

no+a

-pin

eno

estir

eno

b-pi

neno

m,p

-etil

tolu

eno

1,3,

5-tri

met

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tri

met

ilben

ceno

limon

eno

TPS Fe Zn Cu

Mn Pb Ni

Cd

CO

NO

NO

2O

3PM

10SO

2hu

med

adpr

esió

nra

diac

ión

sola

rte

mpe

ratu

rave

loci

dad

del v

ient

o

n.i.1n.i.2n.i.32-metilhexano2,3-dimetilpentano3-metilhexano2,2,4-trimetilpentanoheptanobencenometilciclohexanotricloroetileno2,3,4-trimetilpentanooctanotoluenoisobutilmetilcetonatetracloroetilenoacetato de butilononanoetilbencenom,p-xilenoo-xileno+a-pinenoestirenob-pinenom,p-etiltolueno1,3,5-trimetilbencenoo-etiltolueno1,2,4-trimetilbencenolimonenoTPSFeZnCuMnPbNiCdCONONO2O3PM10SO2humedadpresiónradiación solartemperaturavelocidad del viento

0,8-1

0,6-0,8

0,4-0,6

0,2-0,4

0-0,2

-0,2-0

-0,4--0,2

-0,6--0,4

-0,8--0,6

Todos los parámetros analizados

Gráfico de superficieCoeficientes de correlación



n.i.0

1n.

i.02

n.i.0

32-

met

ilhex

ano

2,3-

dim

etilp

enta

no3-

met

ilhex

ano

2,2,

4-tri

met

ilpen

tano

hept

ano

benc

eno

met

ilcic

lohe

xano

tricl

oroe

tilen

o2,

3,4-

trim

etilp

enta

noto

luen

ois

obut

ilmet

ilcet

ona

tetra

clor

oetil

eno

acet

ato

de b

utilo

no

nano

etilb

ence

nom

,p-x

ileno

o-xi

leno

+ a

-pin

eno

estir

eno

b-pi

neno

m,p

-etil

tolu

eno

1,3,

5-tri

met

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tri

met

ilben

ceno

limon

eno

n.i.01n.i.02n.i.032-metilhexano2,3-dimetilpentano3-metilhexano2,2,4-trimetilpentanoheptanobencenometilciclohexanotricloroetileno2,3,4-trimetilpentanotoluenoisobutilmetilcetonatetracloroetilenoacetato de butilo nonanoetilbencenom,p-xilenoo-xileno + a-pinenoestirenob-pinenom,p-etiltolueno1,3,5-trimetilbencenoo-etiltolueno1,2,4-trimetilbencenolimoneno

0,8-1

0,6-0,8

0,4-0,6

0,2-0,4

0-0,2

-0,2-0


Todos los parámetros analizados

Gráfico de superficieCoeficientes de correlación




0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

n.i.0

1n.

i.02

n.i.0

32-

met

ilhex

ano

2,3-

dim

etilp

enta

no3-

met

ilhex

ano

2,2,

4-tri

met

ilpen

tano

hept

ano

benc

eno

met

ilcic

lohe

xano

2,3,

4-tri

met

ilpen

tano

tolu

eno

isob

utilm

etilc

eton

ate

tracl

oroe

tilen

oac

atat

o de

but

ilono

nano

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,p-x

ileno

o-xi

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+ a

-pin

eno

estir

eno

b-pi

neno

m,p

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tolu

eno

1,3,

5-tri

met

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tri

met

ilben

ceno

limon

eno

Fact

or 1

Factor 1-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Fact

or 2

Factor 2


0,2

n.i.0

1n.

i.02

n.i.0

32-

met

ilhex

ano

2,3-

dim

etilp

enta

no3-

met

ilhex

ano

2,2,

4-tri

met

ilpen

tano

hept

ano

benc

eno

met

ilcic

lohe

xano

2,3,

4-tri

met

ilpen

tano

tolu

eno

isob

utilm

etilc

eton

ate

tracl

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tilen

oac

atat

o de

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,p-x

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eno

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limon

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Análisis de Factores

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Fact

or 3

Factor 3





Análisis de Factores

-0,2

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ilpen

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ilben

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or 4

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n.i.0

32-

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leno

+ a

-pin

eno

estir

eno

b-pi

neno

m,p

-etil

tolu

eno

1,3,

5-tri

met

ilben

ceno

o-et

iltol

ueno

1,2,

4-tri

met

ilben

ceno

limon

eno

Fact

or 5

Factor 5




- Normativa vigente. Calidad de aire en Inmisión

Parámetros a controlar* NO2, NOx* SO2

* CO* O3

* PM10

* Plomo

* Benceno

Real Decreto 1073/2002



1 año40 µg/m3

Ninguno1 año 40 µg/m3

24 h 50 µg/m3

Ninguno24 h 50 µg/m3

(no se podrá superar en más de 35 ocasiones al año)

PM10

Valor límite a 01/01/05

Margen de tolerancia

Valor límite protecciónsalud humana


- Normativa vigente. Calidad de aire en Inmisión



0

20

40

60

80

100300500700

CO NO NO2

O3

PM10

SO2

AzpeitiaAtegorrietaAvenida de TolosaIndautxuErrenteriaPagoetaValderejo

Con

cent

raci

ón (µg

/m3 )


CO NO NO2 O3 PM10 SO2




106

107

108

105

106

107

1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003

monóxido de carbono

óxidos de nitrógeno

óxidos de azufre

PM10

PM2,5

Tone

lada

s Toneladas

Año

Monóxido de carbono

óxidos de nitrógeno

óxidos de azufre PM2,5

PM10

- Evolución de emisiones de contaminantes en Europa

Año

Tone

lada

s Toneladas

FUENTES, NIVELES Y EVOLUCIÓN DE CONTAMINANTES … · 2006-11-02 · Fuentes, niveles y evolución...

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