MARCO TEÓRICO

6.1. MÉTODO DE MUESTRO DE GASES DE DIÓXIDO DE AZUFRE (SO2)

6.1.1. Dióxido de azufre (SO2)

Según el Dr. Jaime A. Moragues el dióxido de azufre (SO2) se genera por

oxidación del azufre contenido en los combustibles al quemarse estos.

Actualmente su nivel tiende a bajar dado que se exigen combustibles con bajo

contenido de azufre. Como el SO2 es soluble en agua, interacciona física y

químicamente con la humedad ambiente. Reacciona fotoquímica y

catalíticamente con otros componentes de la atmósfera. La cinética de las

reacciones son complejas, algunas de las cuales no son entendidas. El SO2

puede ser catalíticamente oxidado a SO3 en presencia de óxidos de nitrógeno.

El SO3 luego convierte óxidos básico a sulfato. La tasa de oxidación de SO2 a

sulfatos varía de 0,17 % / hora a 50 % / hora, dependiendo de la humedad

relativa y la presencia y concentración relativa de otros contaminantes. La tasa

es típicamente más rápida en zonas urbanas. El SO2 puede ser foto oxidado a

ácido sulfúrico (H2SO4) en aerosol en la presencia de vapor de agua y más

rápidamente cuando está presente hidrocarburos, dióxido de nitrógeno o

compuestos de hierro o de manganeso.

Debido a las interacciones complejas del SO2 con otros contaminantes es muy

difícil determinar tiempo de residencia y vida media. En general la vida media

va de una hora a varios días. La vida media más corta es característica del

SO2 urbano donde existen muchos otros contaminantes. Un decaimiento

exponencial con una vida media de tres horas es típica de una ciudad. Se ha

encontrado que el océano es el mayor sumidero de SO2.

El dióxido de azufre, por su carácter ácido, tiene efectos irritativos sobre las

vías respiratorias, creando problemas de bronquitis obstructiva. Al encontrarse

en presencia de partículas en suspensión, la sinergía producida por ambas

sustancias aumenta su agresividad. Su solubilidad en agua y posible

transformación a ácido sulfúrico, así como su propio carácter ácido, permiten

que origine problemas puntuales en regiones de alta sensibilidad del sistema

respiratorio.

La temperatura en un punto dado tiene un pequeño efecto directo sobre la

concentración de SO2. Sólo gradientes de temperatura, principalmente en el

sentido vertical, tienen alguna influencia. Sin embargo, la temperatura ambiente

puede influenciar la emisión de SO2 (en realidad su producción), sobre todo

cuando se quema combustibles para calefacción.

También si la generación de electricidad es fundamentalmente térmica, los

requerimientos de refrigeración en verano influye en la emisión de SO21.

6.1.2. Métodos de muestreo

Según el SDE2 las metodologías para muestreo dentro del monitoreo

atmosférico de SO2 pueden ser divididas en estos tipos genéricos:

muestreadores pasivos y activos, sensor remoto, bioindicadores.

Muestreadores pasivos para el SO2.Estos dispositivos de toma de muestra, generalmente con forma de tubo o

disco, colectan el SO2 por medio de su adsorción y absorción en un

sustrato químico. Después de su exposición por un apropiado período de

muestreo (desde un par de horas hasta un mes), la muestra se regresa al

laboratorio, donde se realiza la desorción del SO2 y después le analiza

cuantitativamente.

Las principales ventajas de este muestreo son su simplicidad y bajo costo.

Sin embargo el tiempo de resolución de esta técnica es limitado. Existen

varias técnicas de muestreos, entre los ellos hay que diferenciar los que

específicamente se utilizan en puntos fijos de muestreo, para monitorear

calidad de aire, especialmente para estudios de fondo y muestreos de

amplia cobertura espacial; y los pasivos personales, que la gente puede

llevar puestos y se utilizan principalmente en estudios epidemiológicos,

donde se puede determinar por ejemplo la exposición personal durante

una jornada de 8 horas de trabajo a un determinado contaminante.

1 Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente - Secretaría de Desarrollo Sustentable y Política Ambiental2 Área De Desarrollo Sostenible Y Salud Ambiental

Tipos de Equipo para Muestreo Pasivo

TIPO DE

EQUIPO

CONTAMINANTE RECOMENDACIONES

Distintos

Pasivos

Principalmente

para vapores

inorgánicos como

el SO2.

Deberá seleccionarse una

membrana inerte para evitar

efectos en el gas muestreado.

Tubos de

Difusión:

absorbentes y

adsorbentes

El tiempo de almacenaje

deberá ser lo más corto posible

utilizándose un congelador.

Tubos de

Difusión: Tubos

de “Palmes”

Es muy importante que se

coloque protegido del viento,

para que su factor de difusión

sea constante.

Metodología de Muestreo Pasivo para la especie gaseosa

contaminante SO2

CONTAMINANT

EMETODOLOGÍA ANÁLISIS COMENTARIOS

SO2 Método colorimétrico de

West-Gaeke o de

Tetracloromercurato

Espectrofotometría

(Pararrosanilina).

Inestabilidad de la

muestra y problemas

con su disposición

Método de Hangarthner,

utilizando tubos de difusión

de Palmes, con una mezcla

de trietanolamina/glicol

como reactivo

Espectrofotometría

(Pararrosanilina).

No se obtiene

concordancia

adecuada con otros

métodos de métodos

de medición.

Método de Hargreaves y

Atkints, utilizando tubos de

Palmes e Hidróxido de

potasio y glicerol como

reactivos

Cromatografía de

iones.

Técnica de análisis

sensible al pH, por lo

que recomienda

cromatografía de

iones

Método de Fern, utilizando

un filtro impregnado con

Método de Thorin

después de

Metodología

comúnmente usada

carbonato de sodio y

glicerina como reactivos.

intercambio iónico.

en ciudades urbanas

y estudios de fondo

en Suecia.

Método que utiliza como

reactivos a TEA

(Trietanolamina) y

carbonato de sodio.

Metodología

comúnmente usada

en ciudades urbanas

y estudios de fondo

en Suecia.

La espectrofotometría (según la UNMSM)

Se basa en principios colorimétricos y comúnmente se una para medir

la concentración de dióxido de azufre SO2. En este proceso, los

colorantes y productos químicos se combinan con una solución que

contiene dióxido de azufre. El color de la solución da lugar a diferentes

cantidades de luz absorbida. La cantidad de luz absorbida, medida con

un espectrofotómetro, indica la cantidad presente de SO2.

MÉTODO PRINCIPIO CONTAMINANTE

Espectrofotometría

Se forma soluciones

coloreadas mediante la

mezcla de los reactivos

con los contaminantes.

SO2

Muestreadores activos.A diferencia de los muestreadores pasivos, este tipo de equipos requieren

energía eléctrica para bombear el aire a muestrear a través de un medio

de colección físico o químico. El volumen adicional de aire muestreado

incrementa la sensibilidad, por lo que pueden obtenerse mediciones diarias

promedio. Los muestreadores activos más utilizados actualmente son los

burbujeadores acidimétricos para medir SO2 y el método gravimétrico de

Altos Volúmenes (High Vol.) para partículas totales y fracción respirable

según la EPA3. De cualquier manera para la investigación de aerosoles y

gases ácidos se están usando filtros empacados y sistemas. Aunque estos

muestreadores son más caros y complejos que los muestreadores pasivos,

son relativamente fáciles de operar, confiables y han proporcionado la

3 Agencia de Protección Ambiental

base de datos de mediciones en la mayor parte del mundo a lo largo de

más de quince años. La continuidad de esta base de datos es muy

importante para poder deducir tendencias a largo plazo.

Sensores remotos.Los sensores remotos a diferencia de los monitores automáticos, pueden

proporcionar mediciones integradas de multicomponentes a lo largo de una

trayectoria específica en la atmósfera (normalmente mayor a 100 m.), y

sistemas más complejos, pueden hasta proveer mediciones con rangos de

resolución a lo largo de la trayectoria. Se han llegado a detectar por

ejemplo hasta 5 ppb de SO2, en un patrón de 1 km. Sistemas móviles

pueden proporcionar mapas tridimensionales detallados de

concentraciones de contaminantes dentro de un área por un período de

tiempo limitado. Algunos de estos controles remotos se han llevado a cabo

por medio de instrumentos montados en aviones o en satélites, cuyos

métodos incluyen el uso de correlaciones espectrométricas, el reflejo de la

luz solar en las partículas de los aerosoles, absorción infrarroja y emisión

espectroscópica, láser de color y de inducción infrarroja fluorescente y la

aplicación de técnicas astronómicas.

Las aplicaciones de los sensores remotos son muy especializadas y

particularmente se utilizan para investigaciones cerca de las fuentes de

emisión, en las plumas de las chimeneas y para mediciones verticales de

contaminantes gaseosos y aerosoles en la atmósfera. Sin embargo, desde

un punto de vista comercial son instrumentos muy caros y

extremadamente complejos, y presentan además dificultades con la

validación de sus datos, niveles de confianza y calibración. Se requiere de

un gran esfuerzo especializado y un cuidadoso control de calidad para

operar exitosamente estos sistemas y producir datos confiables.

Bioindicadores.Actualmente se ha mostrado gran interés en el uso de bioindicadores para

estimar algunos factores ambientales, entre los que se incluyen la calidad

del aire, particularmente en la investigación de sus efectos. El término

biomonitoreo, (el cual implica generalmente el uso de plantas para

monitorear el aire) cubre una multitud de muy diferentes muestreos y

enfoques de análisis con muy diferentes grados de sofisticación y

desarrollo. Los métodos incluyen:

Uso de la capacidad de la planta para acumular contaminantes o sus

metabolitos en el tejido de la planta, como en el caso de las agujas del

abeto para azufre total y de los pastos para fluoruros, azufre y algunos

metales pesados. El tejido de la planta deberá ser colectado y

analizado por métodos clásicos.

Estimación de los efectos de los contaminantes en la apariencia de las

plantas, como el efecto del SO2 en los líquenes. La estimación puede

llevarse a cabo en el campo por expertos y no se necesitan análisis de

laboratorio.

El Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático de México utiliza

también en sus estudios realizados el método de Analizador de SO2

(Fluorescencia pulsante).

Analizador de so2 (fluorescencia pulsante).Los analizadores de Dióxido de Azufre emplean el principio de

fluorescencia pulsante que se basa en el hecho de que las moléculas de

SO2 absorben radiación ultravioleta (UV) a una longitud de onda en el

intervalo de 210-410nm, entrando en un estado instantáneo de excitación

para posteriormente decaer a un estado de energía inferior, emitiendo un

pulso de luz fluorescente de una longitud de onda mayor en el intervalo de

240 a 410nm.

La intensidad de la luz fluorescente emitida es proporcional a la

concentración de SO2, (Jahnke, 1993). El principio de operación y los

componentes básicos de un analizador de este tipo se muestran en la

siguiente figura:

6.2. MÉTODO DE MUESTRO DE GASES DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO (NO2)

6.2.1. Óxido de nitrógeno (NO2)

Es recolectado burbujeando la muestra de aire, en el seno de una solución de

hidróxido de sodio, que forma una solución estable de nitrito de sodio. El ion

nitrito formado durante el muestreo, es determinado colorimétricamente,

haciendo reaccionar el reactivo absorbente expuesto al muestreo con ácido

fosfórico, sulfanilamina de dihidrocloruro de N- 1- naftiletilendiamina.

El método es aplicable a muestra de 24 horas en el campo y posterior al

análisis de laboratorio con la técnica de espectrofotometría. (Humberto Bravo

A. y Rodolfo Sosa E.)

6.2.2. Métodos de muestreoMétodo de referencia para la determinación de bióxido de nitrógeno método de

24 horas de muestreo.

Método de griessEste método se basa en la absorción del dióxido de nitrógeno en disolución

poro formación del azo colorante. El compuesto formado de color rosa-

violeta permite la determinación espectofotométrica a una longitud de onda

de 550 nm.

Preparación de las disoluciones patrónPara la calibración del método, se utiliza patrones de nitrito sódico,

sabiendo la equivalencia entre los moles de nitrito sódico que producen el

mismo color que 1 mol de dióxido de nitrógeno.

Contaminante NOx: Para tomar la muestra se hace burbujear el

contaminante Dióxido de Nitrógeno en el tren de muestreo que

contiene el equipo, para hacer esta recolección del gas se utiliza la

solución absorbente la cual se prepara como se describe en el

numeral esta solución es adicionada en el tubo del centro en el tren

de muestreo. Se deja por 24 horas para que el equipo absorba aire

de los alrededores y se burbujee en dicha solución el contaminante

dióxido de nitrógeno.

Analizador de NOx (Quimiluminiscencia). La quimioluminiscencia es

una técnica analítica basada en la medición de la cantidad de luz

generada por una reacción química. Los analizadores de Óxidos de

Nitrógeno, NOx utilizan este principio a partir de la reacción que

tiene lugar entre el óxido nítrico (NO) contenido en la muestra de

aire y el ozono (O3) que genera, en exceso, un dispositivo que es

parte de los componentes del instrumento. La luz emitida se

encuentra en el intervalo del infrarrojo entre 500 y 3000 nm de

acuerdo a la siguiente reacción:

El NO en una muestra de aire reacciona con el O3 para formar

dióxido de nitrógeno en estado de excitación (NO2*).

Posteriormente, cuando el dióxido de nitrógeno generado vuelve

al estado inicial emite una luz característica en una cantidad

proporcional a la concentración del NO contenido en la muestra

(Jahnke, 1993). En la Figura se muestran los componentes

básicos del módulo óptico de un analizador de NOx.

La generación del O3 se lleva a cabo tratando oxígeno del aire con luz UV

dentro de un tubo de cuarzo. El O3 generado se suministra en exceso a la

cámara de reacción para asegurar una reacción completa de tal manera que la

luz emitida sea directamente proporcional a la cantidad de NO presente. La

concentración de NOx se determina en dos etapas de medición. Cuando la

muestra llega directamente a la celda de reacción sin pasar por el convertidor

la concentración detectada corresponde a la concentración del NO existente y

la lectura es guardada por el microprocesador. Cuando la muestra pasa por el

convertidor y llega hasta la celda de reacción el NO2 se convierte en NO y la

concentración detectada se suma a la del NO de la etapa anterior y se reporta

como NOx total. La concentración de NO2 corresponde a la diferencia entre las

lecturas registradas de NO y NOX.

6.3. MÉTODO DE MUESTRO DE GASES DE MONÓXIDO DE CARBONO (CO)

6.3.2. Monóxido de carbono (CO)

El gas de monóxido de carbono es un gas incoloro, no irritante, inodoro, y sin

sabor que se encuentra tanto en el aire de interiores como de exteriores. Se

produce cuando el combustible de carbón no se quema por completo y es

producido tanto por actividades humanas como por fuentes naturales. La fuente

más importante de monóxido de carbono producido por los seres humanos es

el tubo de escape de los automóviles. Los niveles de monóxido de carbono en

el aire de interiores varían dependiendo de la presencia de artefactos como

calentadores de ambientes de queroseno o gas, calderas, cocina (estufa) de

leña, generadores y otros equipos que funcionen con gasolina. El humo del

tabaco también contribuye a los niveles de monóxido de carbono en el aire de

interiores. La industria también usa monóxido de carbono para fabricar

compuestos como el anhídrido acético, los policarbonatos, el ácido acético y la

policetona. Resulta de la combustión incompleta del carbono:

Quemadores de carbón, gas y fuel ( altos hornos 30 % CO)

Escapes de los gases residuales de motores de combustión interna (5 – 15

%)

Humo de cigarrillos ( 6% CO humo de combustión )

Soldadura autógena con soplete oxiacelenico .

Combustión incompleta materia orgánica carbonosa: papel, madera,

gasolina, aceites.

Para el muestreo de este gas se emplean trenes de muestreo (método

dinámico) donde se atrapa el gas en solución captadora. El flujo de muestreo

es de 1,5 litros por minuto durante una hora. El análisis se realiza por

turbidimetría y los resultados se expresan en microgramos por metro cúbico

(μg/m3).

6.3.3. Métodos de muestreo

Analizador de CO (fotometría infrarroja, ir)

Los analizadores de Monóxido de Carbono, CO, se sirven del principio

de operación que se basa en la capacidad que tiene este gas para

absorber energía en determinadas longitudes de onda. En los equipos

de medición que utilizan este principio se mide la absorción de luz

infrarroja, llevada a cabo por las moléculas de CO en intervalos

relativamente pequeños de longitudes de onda centradas sobre la

región de máxima absorción del contaminante.

En los analizadores de CO se aplica una variación denominada filtro de

correlación de gas cuyo funcionamiento se muestra en la siguiente

figura:

En este caso el haz de luz infrarroja pasa por un filtro rotatorio integrado

por dos celdas, una de las cuales contiene CO en alta concentración y

la otra N2 como blanco para crear el haz de referencia de modo tal que

el detector mida la diferencia de energía entre la radiación absorbida en

la celda de muestra y la señal modulada por la alternancia entre los

filtros de gas. La señal del detector es procesada y acondicionada por

microprocesadores para desplegarla como una lectura de concentración

de CO.

6.4. MÉTODO DE MUESTRO DE HIDROGENO SULFURADO (H2S)

6.4.1. Hidrogeno sulfurado (H2S)

El sulfuro de hidrógeno, denominado ácido sulfhídrico en disolución acuosa

(H2Saq), es un hidrácido de fórmula H2S. Este gas, más pesado que el aire, es

inflamable, incoloro, tóxico, odorífero: su olor es el de materia orgánica en

descomposición, como de huevos podridos. A pesar de ello, en el organismo

humano desempeña funciones esenciales. Entre sus aplicaciones está:

Tradicionalmente el ácido sulfhídrico se ha empleado en analítica cualitativa, en

la marcha catiónica para precipitar los cationes de metales pesados del grupo II

de la marcha analítica, que luego se separan por otros métodos. Los

precipitados amorfos pueden ser negros (en su mayoría) o blancos.

Una sal conjugada, el sulfuro de sodio (Na2S), se usa como envejecedor

(simulación de antigüedad) de bronces (candados, orfebrerías). También el

Na2S se utiliza por ejemplo en preparación de cuero (curtiduría).

El sulfhídrico es responsable del ennegrecimiento de algunas pinturas basadas

en carbonato de plomo, por formación de sulfuro plumboso (sulfuro de plomo

II), (PbS), de color negro. En algunos casos esto se puede remediar mediante

aplicación de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada): (H2O2), que oxida el

PbS a sulfato de plomo (II) (PbSO4), de color blanco. Es compuesto de partida

en algunas síntesis orgánicas.

Recientes estudios parecen demostrar que si bien en determinada dosis

disuelta en agua el ácido sulfhídrico es venenoso para animales y plantas, en

pequeñas dosis (1 parte por 1.000 millones) puede incrementar la velocidad de

crecimiento de las mismas. Así lo afirma un estudio de los profesores Fredeirck

D. Dooley, Suven p. Nair y Peter D. Ward de la Universidad de Washington.

6.4.2. Método de muestreoAparatos y material para la toma de muestra:

Bomba de muestreo.

Se requiere una bomba tipo P capaz de mantener un funcionamiento

continuado durante todo el tiempo de muestreo requerido. El caudal de

la bomba debe mantenerse constante dentro de un intervalo de ± 5%

del caudal fijado durante su calibración. La bomba cumplirá los

requisitos recogidos en UNE EN 1232 (10.4).

Medidor de caudal externo:

Para la calibración de la bomba de muestreo, calibrado frente a un

patrón primario (trazable a patrones nacionales o internacionales). Es

recomendable la utilización de un medidor de caudal de burbuja ya

que sus lecturas son independientes de la temperatura y la presión

atmosférica.

Muestreador:

Diseñado para captar la fracción inhalable definida en UNE-EN 481

(10.9), que cumpla con lo establecido en UNE-EN 13205 (10.10) y

CEN/TR 15230 (10.11), y que sea compatible con el filtro y el sistema

de muestreo utilizado.

Filtros:

Para la captación de la muestra, con una eficacia de retención no

inferior al 99,5 % para partículas con un diámetro de difusión de 0,3

μm (2.2 de ISO/TR 7708) (10.6). Los filtros utilizados en este método

son de poli cloruro de vinilo (PVC) de 37 mm de diámetro y 5 μm de

tamaño de poro, por considerarlos los más adecuados a tenor de los

resultados obtenidos en el ensayo de selección de filtro.

Toma de muestra 1. Se calibra la bomba de muestreo con un sistema representativo

de la toma de muestra real (UNE-EN 1232) (10.4), a un caudal

aproximado de 2 l/min, utilizando un dispositivo para la medición

precisa del caudal (véase 5.1.2). Se anotan la temperatura y

presión ambiental durante la calibración de la bomba de

muestreo por si fuera necesario efectuar algún tipo de

corrección.

2. Se monta el filtro en un muestreador adecuado (véase 5.1.3). El

filtro se manipulará únicamente con pinzas de puntas planas. El

muestreador se cerrará con tapones adecuados hasta ser

instalado para comenzar el muestreo.

3. Antes de comenzar el muestreo se retiran los tapones que

protegen el muestreador y se conecta este a una bomba de

muestreo, mediante un tubo flexible asegurándose de que no

existen fugas.

4. Para muestreos personales se coloca el muestreador en la zona

de respiración del trabajador, por ejemplo, sujeto en la solapa.

La bomba de muestreo se sujeta en el cinturón o en cualquier

otro lugar de la ropa del trabajador, procurando evitar

estrangulamientos del tubo flexible. En el caso de muestras en

emplazamientos fijos, se debe elegir la localización adecuada del

muestreo (véase 5.2.2 de UNE - EN 689).

5. Se pone en marcha la bomba para comenzar el muestreo y se

anotan el caudal, la hora de comienzo y final de la toma de

muestra, y si fuera necesario la temperatura y la presión

atmosférica del aire.

6. Al finalizar la toma de muestra, se anotan el caudal y el tiempo

de muestreo. El caudal se deberá haber mantenido durante la

toma de muestra dentro del ± 5 % del valor nominal. Las

muestras no serán válidas si el caudal no se ha mantenido

dentro de los límites fijados. Se retira el muestre ador del

sistema de muestreo y se vuelven a poner los tapones para

cerrarlo. Se registran la referencia de la muestra y todos los

datos del muestreo.

7. Por cada lote de muestras tomadas en las mismas condiciones

se adjuntarán 1 o 2 filtros que serán etiquetados como blancos.

Estos filtros habrán sido sometidos exactamente a la misma

manipulación que las muestras, excepto que a través de ellos no

se habrá hecho pasar aire. Se recomienda al menos un filtro

blanco por cada 10 filtros de muestra.

8. Las muestras se enviarán lo antes posible al laboratorio,

pudiendo almacenarse a temperatura ambiente. El envío de las

muestras debe efectuarse en recipientes adecuados, para

prevenir posibles daños o pérdidas de muestra durante el

transporte El análisis se llevará a cabo dentro de los 14 días

siguientes a la toma de muestra (véase la tabla 4 del anexo A).

Procedimiento de análisis

Condiciones cromatográficas

Unas condiciones típicas de trabajo para el cromatógrafo iónico equipado

según se indica en el apartado (5.2) serían las siguientes: Caudal de la

bomba: 1,2 ml/min Intensidad aplicada (supresora): 24 mA Temperatura

del horno: 35 o C Eluyente: Na2 CO3/NaHCO3 3,5 mM/1,0 mM Volumen

de inyección: 25 μl.

Preparación de patrones de calibración

La concentración de los patrones de calibración deberá ser tal que la

concentración de las muestras a analizar se encuentre siempre dentro del

intervalo que cubren dichos patrones. Para los intervalos de trabajo

descritos en el método se recomiendan las siguientes concentraciones: 1;

5; 10; 20, 30 y 50 μg/ml que corresponden a concentraciones ambientales

de 0,05; 0,25: 0,5; 1; 1,5 y 2,5 mg/m3 para una muestra de 200.

6.5. MÉTODO DE MUESTRO DE OZONO (O3)

6.5.1. Ozono (o3)

El ozono es un gas incoloro, invisible y de olor agradable. Se trata de una

molécula formada por tres átomos de oxígeno (O3), a diferencia de la molécula

de oxígeno que respiramos y que está formada por dos átomos (O2). El tercer

átomo del ozono tiene una gran tendencia a separarse de la molécula de ozono

y a combinarse con otros elementos químicos, oxidándolos. Esta característica

hace del ozono un gas muy reactivo, que puede tener efectos corrosivos sobre

los materiales y, a determinadas concentraciones, efectos irritantes sobre las

mucosas de los seres vivos. El ozono no es emitido directamente por ningún

foco contaminante. El ozono es un contaminante secundario que se forma a

partir de otros contaminantes atmosféricos primarios (los NOX y compuestos

orgánicos) en presencia de una elevada radiación solar.

El ozono afecta a la salud humana a través de la alta reactividad que muestra

en presencia de compuestos orgánicos con doble enlace, como por ejemplo

proteínas y elementos constitutivos de las células. Esto conduce a

transformaciones químicas que pueden dar lugar a mutaciones a nivel celular,

cuando esta sustancia penetra al organismo a través de las vías respiratorias.

Es uno de los contaminantes de mayor estudio en el campo epidemiológico por

sus efectos nocivos sobre la salud humana.

6.5.2. Métodos de muestreo

Para su determinación se existen distintos métodos, de las cuales dentro de los

métodos de medida en continuo las más usadas son:

Quimioluminiscencia en fase gas

CIAMAT (2002) en su libro Química analítica de los contaminantes

medioambientales define a la Quimioluminiscencia en fase gas “Es una de

las técnicas que existen para la medida continua de ozono en aire

ambiente, y se basa en la detección de fotones producidos en la reacción

exotérmica entre etileno y ozono:

La intensidad de la emisión de luz quimioluminiscente (350-550nm) es

proporcional a la concentración de ozono de la muestra en aire siempre

que el etileno esté en exceso. Otras olefinas alifáticas dan también

quimioluminiscencia con ozono, a bajas presiones. La ventaja del sistema

etileno-ozono es que a presiones cercanas a la atmosférica la emisión

quimioluminiscente que se produce es fácilmente detectable, lo que

permite simplificar el sistema de captación de muestra.

Los flujos regulados de aire de muestra y etileno se mezclan en la cámara

de reacción donde los fotones producidos son detectados por un tubo

fotomultiplicador, cuya fotocorriente de salida es posteriormente

amplificada y procesada electrónicamente. El método es adecuado para la

medida de concentraciones de ozono en el rango de 0,001 a 100 ppm y la

respuesta es lineal en este rango siempre que los flujos de muestra y de

etileno se mantengan constantes. No existen interferencias conocidas, el

tiempo de respuesta es del orden de 1 segundo y puede alcanzarse una

precisión del 2% a 50 ppb de ozono”.

Fotometría ultravioleta

Según CIAMAT (2002) “Este método utiliza para la medida continua de

ozono la intensa banda de absorción que presenta este gas en la región

ultravioleta del espectro cuyo máximo se sitúa muy cerca de la línea de

emisión del mercurio en 254 nm. Los analizadores automáticos actuales

basados en esta técnica determina la concentración de ozono en aire a

partir de la relación entre las intensidades de luz transmitidas

secuencialmente, en la línea del espectro de 253,7 nm, por una muestra de

aire ambiental filtrada de ozono (ciclo de referencia) y una muestra de aire

ambiente (ciclo de medida), que llenan una cámara de absorción con una

longitud de paso óptico entre 70 y 100 cm. El conjunto lámpara UV-

fotodetector asegura la monocromaticidad del sistema. El filtro químico

selectivo de ozono es un elemento crítico en estos analizadores, debido al

carácter secuencial de la medida. La concentración de ozono se determina

usando la ley de absorción de Lambert-Beer mediante un microprocesador

incorporado. Esta técnica presenta dos ventajas fundamentales con

respecto a la quimioluminiscencia con etileno, como son una mayor

estabilidad de las señales de cero y de gas y el no requerir reactivos

químicos. No obstante, el método cuenta con algunas desventajas, por

ejemplo mayor tiempo de respuesta (en torno a 30 segundos) y la posible

interferencia de compuestos carbonílicos o aromáticos que absorben en la

misma región del UV y que pueden quedar retenidos al filtrar el ozono en el

ciclo de referencia, aunque normalmente las concentraciones de estos

compuestos en aire son mucho menores que la del ozono. Es necesario

efectuar una corrección por temperatura y presión del aire de muestra

distinta a las de referencia (0ºC y 1 atm). El límite de detección de esta

técnica es de 1 ppb”.

Por otro lado dentro de los métodos de mediciones pasivos para el ozono

Hackney (1995) nos indica que la tecnología de captadores pasivos para

captación de ozono troposférico se ha venido desarrollando en la última

década. Algunos de ellos, no han cumplido todos los requisitos exigibles a un

método de captación de contaminantes, sobre todo por no ser específicos del

ozono troposférico, sino por comportarse como captadores pasivos de

contaminantes oxidantes en general (O3, NOx, SOx…). (Hackney et al., 1995).

En 1991 desarrollan en la Universidad de Harvard, el captador pasivo para

ozono "Ogawa", basado en la impregnación de los filtros captadores con una

solución de iones Nitrito que al reaccionar con ozono se oxidan a ión Nitrato.

Grosjean y Hisham (1992) desarrollaron un sistema pasivo colorimétrico de

muestreo de ozono usando como colorante el carmín de índigo. Sin embargo,

este sistema mostraba una interferencia positiva con NO2 (de

aproximadamente un 15 %), el cual es otro importante oxidante atmosférico

que habitualmente se encuentra en altas concentraciones.

Así mismo Kanno y Yanagisawa (1992), desarrollaron un captador pasivo de

ozono el cual se basaba en la reacción de ozono con yoduro potásico

liberándose yodina, siendo ésta determinada por colorimetría. El inconveniente

de este método es que es inespecífico, siendo un captador de oxidantes

totales, y mostrando una interferencia positiva con NO2.