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Metales Pesados En El Aire De La Ciudad De Quito

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DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DE METALES PESADOS EN MATERIAL PARTICULADO PM10 DE LA RED DE MONITOREO DE AIRE AMBIENTE DE LA CIUDAD DE QUITO POR ESPECTROMETRIA DE ABSORCION ATOMICA CON HORNO DE …

DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DE METALES PESADOS EN MATERIAL PARTICULADO PM10 DE LA RED DE MONITOREO DE AIRE AMBIENTE DE LA CIUDAD DE QUITO POR ESPECTROMETRIA DE ABSORCION ATOMICA CON HORNO DE GRAFITO


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  • 1. DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DE METALES PESADOS EN MATERIALPARTICULADO PM10 DE LA RED DEMONITOREO DE AIRE AMBIENTE DE LA CIUDAD DE QUITO PORESPECTROMETRIA DE ABSORCIONATOMICA CON HORNO DE GRAFITO
  • 2.  DEFINICION DEL PROBLEMA. EL MATERIAL PARTICULADO EN LA CIUDAD DE QUITO. DETERMINACION DE METALES PESADOS EN PM10. RESULTADOS OBTENIDOS CONCLUSIONES.
  • 3. DEFINICION DEL PROBLEMALa contaminación del aire es uno de los problemas ambientales másimportantes en el Municipio del Distrito Metropolitano de Quito(MDMQ). Las emisiones de los automotores constituyen la principalfuente de contaminación con un aporte del 80% a la contaminacióndel aire (2006).
  • 4. Definición del problemaLa ciudad de Quito es muy vulnerable a la contaminación atmosféricasobretodo por su localización:Altitud. Situada a 2800 metros s.n.m, el aire de Quito tiene menosoxígeno, lo cual afecta negativamente la eficiencia de la combustión,asi como la presencia de altos contenidos de azufre en loscombustibles.Topografía de la zona: Forma de una cuenca que tiene en laselevaciones del ramal occidental de la cordillera de Los Andes, elmacizo del Guagua y el Ruco Pichincha, una especie de barrera naturalque limita la libre circulación del viento y consecuentemente, lacapacidad de la atmósfera de dispersar los contaminantes.Proximidad a volcanes en actividad, como el Guagua Pichincha, o ElReventador, que queda a unos 100 kilómetros al oriente.Modelo de desarrollo urbano, con una expansión horizontal hacia losextremos y los valles orientales, que obliga a que los habitantes hagandiariamente más viajes y cada vez más largos, para satisfacer elacceso al trabajo, los centros de estudios, los trámites o las opcionesde entretenimiento
  • 5. Definición del ProblemaEntre los diversos contaminantes que afectan la calidad delaire, tenemos al material particulado (partículas discretas comogotas de líquido o sólido de un amplio rango de tamaños), quese originan de una variedad de fuentes y procesosmorfológicos, químicos y físicos.Las partículas atmosféricas contienen iones inorgánicos,componentes metálicos, carbón elemental, compuestosorgánicos y compuestos en forma de cristales. Algunaspartículas atmosféricas son higroscópicas.La parte inorgánica contiene metales pesados como Pb, Cd, Ni,Cu, Mo y V, que tienen variados efectos sobre la salud humana.Estas partículas son esencialmente de origen antropogénico,asociado a procesos de combustión y a varios procesosproductivos relacionados con la presencia de compuestosorgánicos y especies inorgánicas.
  • 6. Definición del ProblemaSegún informes de la CORPAIRE en losaño 2005 y 2006, el materialparticulado constituyó uno de loscontaminantes que con más recurrenciapresentaron excedencias del límitemáximo permitido fijado en la NormaEcuatoriana de Calidad del Aire.
  • 7. Definición del Problema
  • 8. Definición del ProblemaEFECTOS EN LA SALUD DEL MATERIAL PARTICULADO Las personas que presentan enfermedades de los pulmones o el corazón, tales como asma, obstrucción pulmonar crónica, congestiones cardíacas o similares, expuestas a material particulado tienen un riesgo incremental de muerte prematura o de agravamiento de sus cuadros clínicos. Las personas de edad avanzada también son sensibles a la exposición a material particulado. Igual que en el caso anterior, pueden presentar agravamiento de condiciones pulmonares o cardíacas preexistentes o a desarrollar este tipo de dolencias. Los niños o las personas con enfermedades pulmonares expuestas a PM pueden ver disminuida su capacidad de respirar profunda y vigorosamente y pueden experimentar síntomas como tos o agitación. El material particulado puede incrementar la susceptibilidad a las infecciones respiratorias y puede agravar enfermedades respiratorias existentes, tales como asma y bronquitis crónica, provocando mayores cuidados médicos.
  • 9. El Material Particulado en la ciudadde QuitoComo se menciono anteriormente, el PM10 constituye un problema enla ciudad de Quito, la CORPAIRE con el fin de monitorear loscontaminantes atmosféricos dispone de las siguientes facilidades:Red automática (RAUTO):  Material particulado fino PM2.5: promedios de 24 horas y anuales  Dióxido de azufre (SO2): promedios de 24 horas y anuales  Monóxido de carbono (CO): promedios de 1 hora y de 8 horas  Ozono (O3): promedios de 1 hora y de 8 horas  Dióxido de nitrógeno (NO2): promedios de 24 horas y anualesRed de depósito (REDEP):  Partículas sedimentables: promedios mensualesRed activa de material particulado (RAPAR):  Material particulado respirable PM10: promedios de 24 horas cada 6 días y anuales
  • 10. Ubicación de los puntos demonitoreo ambiental de la RedAutomática y de Depósito delDistrito Metropolitano deQuito.
  • 11. LABORATORIO SCIAN MEER
  • 12. El Material Particulado en la ciudadde Quito COD COT NOMBRE Cotocollao COORDENADAS GEOGRAFICAS 78°2950 W 0°628 S ALTITUD H=2793 DIRECCION Cotocollao, Santa Teresa # 70- 121 entre Ignacio Loyola y Alfonso del Hierro EQUIPAMIENTO SO2, CO, O3, NOx, PAR, PM10, MET
  • 13. El Material Particulado en la ciudadde Quito
  • 14. El Material Particulado en la ciudadde QuitoSi bien para el año 2006, el material particulado PM10 en el DMQno supera la Norma Ecuatoriana de Calidad de Aire, si sobrepasalos niveles recomendados por la Organización Mundial de la Salud(OMS), 50 µg/m3 promedio para 24 horas y 20 µg/m3 promediopara un año.
  • 15. El Material Particulado en la ciudadde Quito FUENTE: CORPAIRE
  • 16. El Material Particulado en la ciudadde Quito
  • 17. Determinación de Metales Pesadosen PM10A través de la colaboración de la CORPAIRE, elMinisterio de Electricidad y Energía Renovable y laESPE, se llevo a cabo el análisis de metalespesados a nivel de ppm y ppb usandoespectrometría de absorción atómica conatomizador de horno de grafito y correción debackground con efecto Zeeman
  • 18. Determinación de Metales Pesadosen PM10MUESTREO DE MATERIAL PARTICULADO PM 10El muestreo de Material Particulado fue realizadopor la CORPAIRE, en total se entregaron 116muestras de PM10, recogido en filtros demicrofibra de cuarzo, estos corresponden a 5estaciones de monitoreo de aire: Cotocollao,Guamaní, Jipijapa, Belisario y Los Chillos.
  • 19. Determinación de Metales Pesadosen PM10TRATAMIENTO DE LOS FILTROS.Los filtros entregados por la CORPAIREfueron extraídos usando una mezcla deHNO3 y HCl, asistida por microondasconforme el Método IO-3.1, “Selección,preparación y extracción de material defiltros”[1][1] Compendium of Methods for the Determination ofInorganic Compounds in Ambient Air Compendium MethodIO-3.1. EPA/625/R-96/010a
  • 20. Determinación de Metales Pesadosen PM10
  • 21. Determinación de Metales Pesadosen PM10
  • 22. Determinación de Metales Pesadosen PM10ANÁLISIS DE METALES PESADOS USANDOESPECTROSCOPIA DE ABSORCION ATOMICA CONHORNO DE GRAFITO Y EFECTO ZEEMANTécnica de análisis usada para detectar metales encantidades de ppb.Poco desperdicio de muestra.Vapor atómico confinado en un espacio reducido.Tiempo de residencia superiores a los de llama (10-4 s)
  • 23. Determinación de Metales Pesadosen PM10 EJECUCION DE LA RAMPA DE TEMPERATURAS CON COINYECCION DE MODIFICADOR. Etapas de secado y Etapas de atomización carbonización y enfriamiento
  • 24. Determinación de Metales Pesadosen PM10COMPARACION DE SEÑALES PARA ANÁLISIS DE CADMIO USANDO EDTA, ACIDO ORTOFOSFORICO Y PALADIO COMO MODIFICADORES DE MATRIZ EDTA VALORES DE ABSORBANCIA BAJOS
  • 25. Determinación de Metales Pesadosen PM10 COMPARACION DE SEÑALES PARA ANÁLISIS DE CADMIO USANDO EDTA, ACIDO ORTOFOSFORICO Y PALADIO COMO MODIFICADORES DE MATRIZ ACIDO VALORES DE ORTOFOSFORICO ABSORBANCIA SUPERIORES, PICOS SIMETRICOS PICO EMITIDO EN LA ETAPA DE ATOMIZACION SIN BACKGROUND EXCESICO
  • 26. Determinación de Metales Pesadosen PM10 COMPARACION DE SEÑALES PARA ANÁLISIS DE PLOMO USANDO EDTA,FOSFATO DIBASICO DE AMONIO Y PALADIO COMO MODIFICADORES DE MATRIZ PALADIO (Varian)
  • 27. Determinación de Metales Pesados en PM10Efecto en elbackground delmodificador SEÑAL ANALITICA DEusado BLANCO MATRIZ VALORES BAJOS Y SIN (BLANCO DE FILTRO) PRESENCIA DE BACKGROUND EXCESIVO
  • 28. SEÑAL ANALITICA USANDO FOSFATO DIBASICO. PICO BIEN CONFORMADO, SIN DESDOBLAMIENTO Y CON ALTA ABSORBANCIA
  • 29. RANGO LINEAL DESDE20.00 PPB A 50.00 PPB
  • 30. Determinación de Metales Pesadosen PM10
  • 31. Resultados Obtenidos
  • 32. Resultados Obtenidos ESTACION PINTAG Mes CODIGO cadmio zinc plomo calcio vanadio Enero 9P1 0,684074 85,387615 15,139248 1856,8768 8,47389413 Febrero 10P32 0,2235346 53,718179 7,6816163 1925,2006 13,5390828 Marzo 11P64 0,2134498 49,426526 9,7453635 1635,3684 7,39332053 Abril 12P96 0,6605428 81,265092 9,5296082 1644,5072 9,57697967 Mayo 13P129 0,6739892 146,33754 19,372275 3898,3222 42,1292591 Junio 14P157 0,2974898 98,57969 6,4175712 3253,8156 14,4395608 Julio 15P189 0,2268962 107,01501 5,4795043 3401,3428 10,0272187 Septiembre 17P247 0,5025475 221,85371 13,577367 4430,7692 48,7252604 Octubre 18P278 0,6941588 195,25815 27,807842 3864990,2 15,1374313Concentraciones de Noviembre 19P311 0,5428867 148,32481 10,242539 2206941,3 32,4513719 Diciembre 20P343 0,152941 93,146416 3,5283251 2253506 12,4292437Metales en las estaciones PROMEDIO 0,44295549 116,392067 11,6837509 758862,155 19,4838748analizadas. Agosto NO EXISTE 0 0 0 0 0 MENOR ESTANDAR 0,32774425 10,7805118 1,24178697 -309,031182 2,59827522 Mes CODIGO cadmio zinc plomo calcio vanadio Enero 9P1 0,684074 85,387615 15,139248 1856,8768 8,47389413 Febrero 10P32 <0.3277 53,718179 7,6816163 1925,2006 13,5390828 Marzo 11P64 <0.3277 49,426526 9,7453635 1635,3684 7,39332053 Abril 12P96 0,6605428 81,265092 9,5296082 1644,5072 9,57697967 Mayo 13P129 0,6739892 146,33754 19,372275 3898,3222 42,1292591 Junio 14P157 <0.3277 98,57969 6,4175712 3253,8156 14,4395608 Julio 15P189 <0.3277 107,01501 5,4795043 3401,3428 10,0272187 Septiembre 17P247 0,5025475 221,85371 13,577367 4430,7692 48,7252604 Octubre 18P278 0,6941588 195,25815 27,807842 3864990,2 15,1374313 Noviembre 19P311 0,5428867 148,32481 10,242539 2206941,3 32,4513719 Diciembre 20P343 <0.3277 93,146416 3,5283251 2253506 12,4292437
  • 33. Resultados Obtenidos Gráfico de concentraciones promedio de metales traza por estación en el año 2006
  • 34. Concentraciones de metales traza en PTS y PM10 a nivel mundial PAÍS Cd (ng/m3) Pb (ng/m3) V (ng/m3) Zn (ng/m3) Hg (ng/m3) Ecuador (Quito-2004)1,4,7 0,88 2,82 11,10 < 2140 Ecuador (Quito-2006)1,4 0,16 5,27 8,21 38,03 < 0,08 México-19981,4,5 300 Francia (Venice-2000)1,3,5 1 40 Región Sydney-20001,4,6 36,18 13 31,6 Región Hunter (Newcastle-2000)1,4,6 30 47 Región Illawarra-20001,4,6 13,7 15 USA (California-2000)1,4,6 10,8 8 71,4 Hong Kong2,4,5 1,61 56,5 14,3 298 Guangzhou2,4,5 7,85 269 44,8 1190 China (Beijín)2,4,5 6,8 430 13 770 Japón (Tokio)2,4,5 124,7 8,9 298,7 Vietnam (Ho Chi Minh)2,4,5 146 7,3 203 Taiwán (Taichung)2,4,5 8,5 573,6 395,3 1. Concentraciones de metales traza en PM10 2. Concentraciones de metales traza en PTS 3. Promedios aritméticos en 24 horas de muestreo 4. Promedios aritméticos en un año 5. Datos publicados por el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente CEPIS, la OPS y la OMS en el año 2003 6. Datos tomados de un reporte de la “Atmospheric Science Section of the Department of Environment and Conservation, Sydney” 7. Datos tomados del reporte CORPAIRE 2005.
  • 35. Resultados ObtenidosConcentraciones de metales traza en PTS y PM10 a nivel mundial
  • 36. ConclusionesLas concentraciones que aumentan significativamente de un año aotro son las de Pb, en el año 2004 se tiene un promedio anual de2,82 ng/m33 y en el año 2006 un promedio anual de 5,03 ng/m3,indicando un aumento en su concentración de 2,21 ng/m3 en unlapso de dos años, es decir un promedio de 1,1 ng/m3 por año.Este incremento podría deberse a la importación de gasolina en elaño 2006 o al incremento en las actividades volcánicas eindustriales.
  • 37. ConclusionesEl Cd disminuyó su concentración anual promedio de 0,88 ng/m3en el 2004 a 0,12 ng/m3 en el 2006.La concentración anual promedio de Vanadio disminuyó al igualque el Cd, de 11,1 ng/m3 en el 2004 a 8,93 ng/m3 en el 2006.Para realizar una comparación a nivel mundial y poder analizar sinuestras concentraciones son elevadas o no respecto a otrospaíses, y determinar las razones o posibles fuentes se tienen datosde concentraciones de metales traza en PM10 y PTS en diferentesaños y países presentados en los resultados.

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