MONITOREO AMBIENTALCALIDAD DE AIRE

11

UNIDAD OPERATIVA LABORATORIO AMBIENTAL SAN AGUSTIN

DE TORATA

RENEE M. CONDORI APAZA

INTRODUCCIONINTRODUCCIONLa contaminación del aire se define como la La contaminación del aire se define como la presencia de materiales indeseables en la presencia de materiales indeseables en la ATMOSFERA, que en cantidades lo ATMOSFERA, que en cantidades lo suficientemente grandes suficientemente grandes que puedan dañar la que puedan dañar la salud humana, la vegetación, los bienes humanos o salud humana, la vegetación, los bienes humanos o el medio ambiente global. el medio ambiente global.

La existencia de estos materiales en el aire pueden La existencia de estos materiales en el aire pueden también causar olores desagradables, irritación o también causar olores desagradables, irritación o molestias sin ser necesariamente la concentración molestias sin ser necesariamente la concentración de exposición una concentración que pueda causar de exposición una concentración que pueda causar efectos tóxicos.efectos tóxicos.

22

Composición de la Atmósfera

33

Capa de protección

(Capa donde se encuentra “la capa de ozono”)

Aire que respiramos

Composición de la AtmósferaComposición de la Atmósfera

44

El Aire en su Estado más Puro ContieneEl Aire en su Estado más Puro Contiene

55

El aire limpio y puro forma una capa de aproximadamente 500 000 millones de toneladas que rodea la Tierra, de las su composición es la

siguiente: Componente Concentración aproximada

1. Nitrógeno (N) 78.03% en volumen

2. Oxígeno (O) 20.99% en volumen

12.Vapor de Agua (H2O) Variable

En su Estado Natural es Posible Encontrar

3. Dióxido de Carbono (CO2) 0.03% en volumen

4. Argón (Ar) 0.94% en volumen

5. Neón (Ne) 0.00123% en volumen

6. Helio (He) 0.0004% en volumen

7. Criptón (Kr) 0.00005% en volumen

8. Xenón (Xe) 0.000006% en volumen

9. Hidrógeno (H) 0.01% en volumen

10.Metano (CH4) 0.0002% en volumen

11.Óxido nitroso (N2O) 0.00005% en volumen

12.Ozono (O3) Variable

13.Partículas Variable

CONTAMINACIONCONTAMINACION DEL AIREDEL AIREDefinición OMS:Definición OMS:““contaminación del aire ocurre cuando uno o muchos contaminación del aire ocurre cuando uno o muchos contaminantes están presentes en tales cantidades y por tales contaminantes están presentes en tales cantidades y por tales períodos en el aire ambiental, que son nocivos a los seres períodos en el aire ambiental, que son nocivos a los seres humanos, animales, plantas, propiedades y contribuyen a dañar o humanos, animales, plantas, propiedades y contribuyen a dañar o causar molestias al bienestar y uso de propiedades en grado causar molestias al bienestar y uso de propiedades en grado medible”.medible”.

66

LA EMISION E INMISION DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFERICOS

Contaminación del AireContaminación del Aire

77

Aire limpio Aire Sucio

Contaminantes en AIRE: Monóxido de carbono (CO)Bioxido de Carbono (CO2)Óxidos de azufre (SOx )Óxidos de nitrógeno (NOx )Ozono (O3 )Plomo(Pb)Material Particulado

88

NORMATIVA PARA CALIDAD DEL AIRENORMATIVA PARA CALIDAD DEL AIRE

99

De acuerdo con el D.S. Nº 044-98-PCM: ESTANDAR DE CALIDAD DEL AIRE (ECA´s).“Es la concentración o grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos en el aire en su condición de cuerpo receptor, que no representa riesgo significativo para la salud de las personas y del ambiente”.

ECA Aire

De acuerdo con el D.S. Nº 044-98-PCM: LIMITE MAXIMO PERMISIBLE (LMP).“Es la concentración o grado de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos, que caracterizan a un efluente o a una emisión, que al ser excedido puede causar daños a la salud, bienestar humano y al ambiente. Su cumplimiento es exigible legalmente”.

LMP

Ley General Ambiental. Ley 28611Ley General Ambiental. Ley 28611

1010

Estándares Nacionales de Calidad Ambiental del Aire ECA´s

Gases:Dióxido de Azufre

(SO2)24 horas 80 µg/m3

Monóxido de Carbono (CO)

8 horas 10000 µg/m3

1 hora 30000 µg/m3

Dióxido de Nitrógeno (NO2)

Anual 100 µg/m3

1 hora 200 µg/m3

Ozono (O3) 8 horas 120 µg/m3

Sulfuro de Hidrógeno (H2S)

24 horas 150 µg/m3

1111

Material Particulado

Estándares Nacionales de Calidad Ambiental del Aire ECA´s

PM10

Anual 50 µg/m3

24 horas 150 µg/m3

PM 2.524 horas 50 µg/m3

MONITOREO1.En un sentido amplio, este término designa las mediciones repetidas destinadas a seguir la evolución de un parámetro durante un intervalo de tiempo.

2. En un sentido más restrictivo se aplica a la medida regular de niveles de contaminantes respecto de una norma, o para evaluar la eficacia de un sistema de regulación y de control.

1212

ClasificaciónClasificación

de los Métodos de los Métodos

de de

MediciónMedición

1313

Según su Forma de OperaciónSegún su Forma de OperaciónMétodos discontinuosMétodos discontinuos Son, en términos generales, métodos manuales para los Son, en términos generales, métodos manuales para los

cuales la toma de muestra en el lugar y el análisis en el cuales la toma de muestra en el lugar y el análisis en el laboratorio son dos pasos separados. laboratorio son dos pasos separados.

Métodos continuos o automáticosMétodos continuos o automáticos Típicamente involucran equipamientos automáticos en un Típicamente involucran equipamientos automáticos en un

lugar fijo que realiza ambos procesos, toma de muestra y lugar fijo que realiza ambos procesos, toma de muestra y análisis. Estos métodos son fundamentales cuando existen análisis. Estos métodos son fundamentales cuando existen regulaciones que determinan niveles de pre-alerta y regulaciones que determinan niveles de pre-alerta y diferentes grados de alerta.diferentes grados de alerta.

1414

Según el Método UtilizadoSegún el Método Utilizado

Físico -Químicos:Físico -Químicos: El contaminante sufre una transformación química y el El contaminante sufre una transformación química y el

producto de la reacción se determina por una técnica producto de la reacción se determina por una técnica analítica apropiada.analítica apropiada.

Físicos:Físicos: Se mide una propiedad física, o su variación, para cada Se mide una propiedad física, o su variación, para cada

contaminante en forma selectiva, sin que se produzcan contaminante en forma selectiva, sin que se produzcan cambios en la composición de la muestra de aire.cambios en la composición de la muestra de aire.

1515

Según sean considerados Métodos Según sean considerados Métodos de Referencia o Equivalentesde Referencia o Equivalentes

Métodos de ReferenciaMétodos de Referencia

Se han desarrollado para las determinaciones de los Se han desarrollado para las determinaciones de los gases contaminantes más importantes y se los gases contaminantes más importantes y se los considera de referencia porque están avalados por una considera de referencia porque están avalados por una institución reconocida y se usan para verificar el institución reconocida y se usan para verificar el cumplimiento de las normativas. cumplimiento de las normativas.

Generalmente son métodos manuales, poco Generalmente son métodos manuales, poco automatizados y que requieren la colección de muestra automatizados y que requieren la colección de muestra por un tiempo relativamente largo.por un tiempo relativamente largo.

1616

Métodos de ReferenciaMétodos de Referencia

Se han desarrollado equipos de medición continua o Se han desarrollado equipos de medición continua o automáticos que permiten obtener datos en forma automáticos que permiten obtener datos en forma prácticamente continua (intervalo de medición de un prácticamente continua (intervalo de medición de un minuto) y conectarlos “on line” con el centro de minuto) y conectarlos “on line” con el centro de información, esto es sumamente útil para detectar información, esto es sumamente útil para detectar eventos y actuar en forma inmediata. eventos y actuar en forma inmediata.

Los equipos deben pasar una prueba que determine su Los equipos deben pasar una prueba que determine su equivalencia frente a los métodos de referencia, este equivalencia frente a los métodos de referencia, este ensayo es realizado por instituciones autorizadas.ensayo es realizado por instituciones autorizadas.

Se han desarrollado solo para los contaminantes más Se han desarrollado solo para los contaminantes más importantes.importantes.

1717

Métodos Equivalentes de Métodos Equivalentes de MediciónMedición

Existen diferentes clasificaciones de los equipos de Existen diferentes clasificaciones de los equipos de medición automática o continua, según las normas del medición automática o continua, según las normas del país que los certifica. Siguiendo la normativa de la país que los certifica. Siguiendo la normativa de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los EE. UU. Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los EE. UU. de Norteamérica como guía. La norma EPA 40 CFR, de Norteamérica como guía. La norma EPA 40 CFR, Part 53 - Subpart B (14), especifica los parámetros que Part 53 - Subpart B (14), especifica los parámetros que deben medirse y los valores a lo que deben responder deben medirse y los valores a lo que deben responder para ser considerados métodos automáticos para ser considerados métodos automáticos equivalentes. Establece las condiciones de prueba, el equivalentes. Establece las condiciones de prueba, el procedimiento y la interferencia admitida con otros procedimiento y la interferencia admitida con otros componentes. Hay equipos basados en los componentes. Hay equipos basados en los métodos de métodos de referenciareferencia antes descriptos y antes descriptos y otros emplean diferentes otros emplean diferentes principios de mediciónprincipios de medición, , denominados equivalentesdenominados equivalentes..

1818

CONTAMINANTES AMBIENTALES PRIMARIOS CONTAMINANTES AMBIENTALES PRIMARIOS Y SECUNDARIOSY SECUNDARIOS

Los contaminantes que se producen directamente en Los contaminantes que se producen directamente en algún proceso natural o debido a la actividad humana se algún proceso natural o debido a la actividad humana se denominan denominan contaminantes primarios, o precursores. contaminantes primarios, o precursores.

Si el tiempo Si el tiempo de residencia de estos en la atmósfera es de residencia de estos en la atmósfera es suficiente, pueden participar en reacciones químicas y suficiente, pueden participar en reacciones químicas y transformarse en otras sustancias contaminantes transformarse en otras sustancias contaminantes denominadas denominadas contaminantes secundarios. En algunos contaminantes secundarios. En algunos casos los contaminantes primarios no son dañinos, casos los contaminantes primarios no son dañinos, por ejemplo el por ejemplo el NO, y si lo son los secundarios, en este NO, y si lo son los secundarios, en este ejemplo el NOejemplo el NO22..

1919

REQUERIMIENTOS MINIMOS PARA LA REQUERIMIENTOS MINIMOS PARA LA SELECCION DE LOS PUNTOS DE SELECCION DE LOS PUNTOS DE

MUESTREOMUESTREO

FACIL ACCESO.FACIL ACCESO.SEGURIDAD CONTRA EL VANDALISMOSEGURIDAD CONTRA EL VANDALISMO INFRAESTUCTURA.INFRAESTUCTURA.LIBRE DE OBSTACULOS.LIBRE DE OBSTACULOS.

2020

FACIL ACCESOFACIL ACCESO

Se requiere que el sitio tenga facil acceso Se requiere que el sitio tenga facil acceso debido a que se tendrán que realizar debido a que se tendrán que realizar visitas regulares al mismo para recolectar visitas regulares al mismo para recolectar muestras, inspeccionarlo, calibrarlo o para muestras, inspeccionarlo, calibrarlo o para su mantenimiento.su mantenimiento.

2121

SEGURIDAD CONTRA EL SEGURIDAD CONTRA EL VANDALISMOVANDALISMO

Deberá estar protegido de todo tipo de Deberá estar protegido de todo tipo de acto de vandalismo, ya sea robo, rotura o acto de vandalismo, ya sea robo, rotura o una simple desconexión, pudiendo una simple desconexión, pudiendo ocasionar la pérdida de datos, avería o ocasionar la pérdida de datos, avería o desaparición del equipo.desaparición del equipo.

También puede haber riesgos para el También puede haber riesgos para el vándalo.vándalo.

2222

INFRAESTRUCTURAINFRAESTRUCTURAEl sitio deberá contar con una minima El sitio deberá contar con una minima

infraestructura (ej. electricidad) para la infraestructura (ej. electricidad) para la operación de cualquier equipo.operación de cualquier equipo.

En caso de contar con muestreadores En caso de contar con muestreadores automáticos es practicamente automáticos es practicamente indispensable el uso de líneas teléfonicas indispensable el uso de líneas teléfonicas para el envío de datos, las otras para el envío de datos, las otras alternativas son mas caras.alternativas son mas caras.

2323

LIBRE DE OBSTACULOSLIBRE DE OBSTACULOS

El movimiento del aire alrededor de la El movimiento del aire alrededor de la entrada de la toma de muestra deberá entrada de la toma de muestra deberá estar libre de restricciones que afecten el estar libre de restricciones que afecten el flujo de aire en las cercanias del flujo de aire en las cercanias del muestreador, por lo que se recomienda muestreador, por lo que se recomienda ubicarlo algunos metros alejado de ubicarlo algunos metros alejado de edificios, árboles, etc. edificios, árboles, etc.

2424

Métodos y Equipos de Métodos y Equipos de

Muestreo para los Muestreo para los

Diferentes ContaminatesDiferentes Contaminates

2525

MATERIAL PARTICULADOMATERIAL PARTICULADOPrincipio básico para la medicion del Principio básico para la medicion del

material particulado.material particulado.

Tener en cuenta si se pretende medir Tener en cuenta si se pretende medir MPT: Material Particulado Total.MPT: Material Particulado Total.

MP-10: Material Particulado menor a 10 MP-10: Material Particulado menor a 10 micrones.micrones.

MP2,5: Material Particulado menor a 2,5 MP2,5: Material Particulado menor a 2,5 micrones.micrones.

2626

TRABAJO DE LABORATORIO TRABAJO DE LABORATORIO PARA MATERIAL PARTICULADOPARA MATERIAL PARTICULADOSe colocan los filtros en una estufa aprox. a Se colocan los filtros en una estufa aprox. a

120 grados, por un lapso mínimo de 2 120 grados, por un lapso mínimo de 2 horas, esto se realiza para secar los filtros horas, esto se realiza para secar los filtros (normalización).(normalización).

Luego se los mantiene en un recipiente con Luego se los mantiene en un recipiente con gel de silice hasta su pesado.gel de silice hasta su pesado.

Se pesan para obtener el peso inicial.Se pesan para obtener el peso inicial.2727

Una vez que tenemos Una vez que tenemos el filtro como muestra el filtro como muestra la imagen, se realiza la imagen, se realiza el proceso inverso, se el proceso inverso, se lo pone de vuelta en lo pone de vuelta en la estufa y se lo pesa, la estufa y se lo pesa, obteniendo el peso obteniendo el peso final. final. Para obtener la Para obtener la concentración se concentración se divide la ganancia en divide la ganancia en peso por el volumen peso por el volumen de aire que pasó, a de aire que pasó, a traves del filtro. traves del filtro.

2828

METODO DE REFERENCIAMETODO DE REFERENCIA EPA 40 CFR50 Appendix BEPA 40 CFR50 Appendix B 2929

Equipo de Material Particulado del Equipo de Material Particulado del Laboratorio Ambiental de Torata Laboratorio Ambiental de Torata

3030

GRIMM EDM 180 Dust MonitorGRIMM EDM 180 Dust Monitor

APROVADO POR U.S. EPAAPROVADO POR U.S. EPA

Método Equivalente como clase III para la Medicion Método Equivalente como clase III para la Medicion de PM 2.5de PM 2.5

Método Equivalente automatizado: EQPM-0311-195Método Equivalente automatizado: EQPM-0311-195

Registro Federal: Vol. 76, page 15974, 03/22/2011Registro Federal: Vol. 76, page 15974, 03/22/2011

3131

Tecnología Óptica Proporciona Multiples Tecnología Óptica Proporciona Multiples Valores de Valores de PM PM SimultáneamenteSimultáneamente

Espectrómetro Grimm de Aerosol LaserEspectrómetro Grimm de Aerosol Laser

Principio de funcionamiento, con fuente de Principio de funcionamiento, con fuente de luz láser de diodoluz láser de diodo

3232

Beneficios de la TecnologíaBeneficios de la Tecnología

3333

Mide dos Parametros: PM-10 y PM-2.5 Medición en Tiempo Real (6 seg.) No usa Consumibles Mantenimiento Mínimo Auto-calibración Fácil y Rápido de usar

Comparación de Resultados de GRIMM Comparación de Resultados de GRIMM con otros Equipos Estandarizadoscon otros Equipos Estandarizados

3434

3535

Otros Equipos Estandarizados para Otros Equipos Estandarizados para Monitoreo de AireMonitoreo de Aire

3636

3737

Las mediciones de gases pueden Las mediciones de gases pueden efectuarse a travez del monitoreo efectuarse a travez del monitoreo continuo, obteniendo datos instantaneos.continuo, obteniendo datos instantaneos.

Otra forma por medio de bombas tipo Otra forma por medio de bombas tipo personales, que llenan una bolsa de tedlar personales, que llenan una bolsa de tedlar y luego se determina la concentracion y luego se determina la concentracion pasando el gas que contiene la bolsa por pasando el gas que contiene la bolsa por los equipos continuos.los equipos continuos.

Hay otros metodos que pueden ser por Hay otros metodos que pueden ser por medio de una valija que llena la bolsa por medio de una valija que llena la bolsa por vacio, que la bomba genera en la caja.vacio, que la bomba genera en la caja.

Tambien puede ser por medio de Tambien puede ser por medio de Cannisters.Cannisters.

3838

Diferentes Metodologías para la Diferentes Metodologías para la Determinación de Dióxido de AzufreDeterminación de Dióxido de Azufre

AA) Método Espectrofotométrico con Thorin.) Método Espectrofotométrico con Thorin. ISO - 4221/80ISO - 4221/80 Aplicación e interferenciasAplicación e interferencias

Se aplica a la determinación de la concentración de Se aplica a la determinación de la concentración de dióxido de azufre (SOdióxido de azufre (SO22). Puede haber interferencia con ). Puede haber interferencia con

amoníaco (NHamoníaco (NH33) y sulfuro de hidrógeno (SH) y sulfuro de hidrógeno (SH22) si están ) si están

presente en concentraciones muy elevadas. Para evitar presente en concentraciones muy elevadas. Para evitar la interferencia por el material particulado se filtra la la interferencia por el material particulado se filtra la muestra del aire.muestra del aire.

3939

B) Método Espectrofotométrico del B) Método Espectrofotométrico del Tetracloromercurato/ PararosanilinaTetracloromercurato/ Pararosanilina

ISO - 6767/90. EPA 40 CFR Pt. 50 App.AISO - 6767/90. EPA 40 CFR Pt. 50 App.A Principio del métodoPrincipio del método: El dióxido de azufre presente en la : El dióxido de azufre presente en la

muestra de aire es absorbido en una solución 0,04 M de muestra de aire es absorbido en una solución 0,04 M de tetracloro mercurato de sodio [Natetracloro mercurato de sodio [Na22(HgCl(HgCl44)] (o de potasio )] (o de potasio

TCM), resultando la formación de un complejo TCM), resultando la formación de un complejo diclorosulfito-mercurato.diclorosulfito-mercurato.

Este método tiene acotado sus Límite inferior de detección de SO2 y Límite superior de detección de SO2, motivo por el cual es necesario contar con una aproximación de la concentración esperada..

4040

C) C) Método de Fluorescencia UltravioletaMétodo de Fluorescencia Ultravioleta,,El aire o la muestra de gas entran a una cámara El aire o la muestra de gas entran a una cámara en donde pasan a través de un haz de luz en donde pasan a través de un haz de luz proveniente de una lámpara de UV, activándose proveniente de una lámpara de UV, activándose las moléculas del gas analizado emitiendo una las moléculas del gas analizado emitiendo una radiación fluorescente, la cual es detectada por un radiación fluorescente, la cual es detectada por un sensor ( fotomultiplicador).sensor ( fotomultiplicador).

D) D) Bolsas de Tedlar y/o cannisters.Bolsas de Tedlar y/o cannisters.

E) E) Tubos colorimétricos (Dragger)Tubos colorimétricos (Dragger)

4141

FlorurosFloruros

4242

TECNICA DE MEDICION DE NHTECNICA DE MEDICION DE NH33

Por medio de una Por medio de una solucion de acido solucion de acido sulfurico al 0.1 M, que sulfurico al 0.1 M, que esta en un impinguer, esta en un impinguer, se pasa un volumen se pasa un volumen de aire determinado.de aire determinado.

Luego se analiza con Luego se analiza con un espectrofotometro un espectrofotometro de absorcion de absorcion molecular.molecular.

4343

4444

MEDICION DE VOC’SMEDICION DE VOC’SSe miden los derivados de compuestos Se miden los derivados de compuestos

principalmente fosilesprincipalmente fosilesDentro de los VOC’S, se encuentran por Dentro de los VOC’S, se encuentran por

ej, el Benceno, tolueno y xilenos, emitidos ej, el Benceno, tolueno y xilenos, emitidos por las industrias petroleras, gasifera, por las industrias petroleras, gasifera, pinturas, petroquimicas, etc.pinturas, petroquimicas, etc.

La medicion se realiza por medio de La medicion se realiza por medio de tubos de carbon activado (coconout tubos de carbon activado (coconout shell), con bombas de muestreo shell), con bombas de muestreo personales, los limites o metodos pueden personales, los limites o metodos pueden variar según su uso en la calidad de aire variar según su uso en la calidad de aire o ambiente laboral en el que se o ambiente laboral en el que se desarrolle.desarrolle.

4545

MATERIAL PARTICULADOMATERIAL PARTICULADO24 Hrs. - Torata24 Hrs. - Torata

4646

Muchas Gracias Muchas Gracias UNAM – ILOUNAM – ILO

4747