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

2. 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

4.  DEFINICION DEL PROBLEMA.
 EL MATERIAL PARTICULADO EN LA
CIUDAD DE QUITO.
 DETERMINACION DE METALES
PESADOS EN PM10.
 RESULTADOS OBTENIDOS
 CONCLUSIONES.

5. DEFINICION DEL PROBLEMA
La contaminación del aire es uno de los problemas ambientales más
importantes en el Municipio del Distrito Metropolitano de Quito
(MDMQ). Las emisiones de los automotores constituyen la principal
fuente de contaminación con un aporte del 80% a la contaminación
del aire (2006).

6. Definición del problema
La ciudad de Quito es muy vulnerable a la contaminación atmosférica
sobretodo por su localización:
Altitud. Situada a 2800 metros s.n.m, el aire de Quito tiene menos
oxígeno, lo cual afecta negativamente la eficiencia de la combustión,
asi como la presencia de altos contenidos de azufre en los
combustibles.
Topografía de la zona: Forma de una cuenca que tiene en las
elevaciones del ramal occidental de la cordillera de Los Andes, el
macizo del Guagua y el Ruco Pichincha, una especie de barrera natural
que limita la libre circulación del viento y consecuentemente, la
capacidad de la atmósfera de dispersar los contaminantes.
Proximidad a volcanes en actividad, como el Guagua Pichincha, o El
Reventador, que queda a unos 100 kilómetros al oriente.
Modelo de desarrollo urbano, con una expansión horizontal hacia los
extremos y los valles orientales, que obliga a que los habitantes hagan
diariamente más viajes y cada vez más largos, para satisfacer el
acceso al trabajo, los centros de estudios, los trámites o las opciones
de entretenimiento

7. Definición del Problema
Entre los diversos contaminantes que afectan la calidad del
aire, tenemos al material particulado (partículas discretas como
gotas de líquido o sólido de un amplio rango de tamaños), que
se originan de una variedad de fuentes y procesos
morfológicos, químicos y físicos.
Las partículas atmosféricas contienen iones inorgánicos,
componentes metálicos, carbón elemental, compuestos
orgánicos y compuestos en forma de cristales. Algunas
partículas 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 procesos
productivos relacionados con la presencia de compuestos
orgánicos y especies inorgánicas.

8. Definición del Problema
Según informes de la CORPAIRE en los
año 2005 y 2006, el material
particulado constituyó uno de los
contaminantes que con más recurrencia
presentaron excedencias del límite
máximo permitido fijado en la Norma
Ecuatoriana de Calidad del Aire.

9. Definición del Problema

10. Definición del Problema
EFECTOS 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.

11. El Material Particulado en la ciudad
de Quito
Como se menciono anteriormente, el PM10 constituye un problema en
la ciudad de Quito, la CORPAIRE con el fin de monitorear los
contaminantes 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

12. Ubicación de los puntos de
monitoreo ambiental de la Red
Automática y de Depósito del
Distrito Metropolitano de
Quito.

13. LABORATORIO SCIAN MEER

14. El Material Particulado en la ciudad
de Quito
COD COT
NOMBRE Cotocollao
COORDENADAS GEOGRAFICAS
78°29'50'' W
0°6'28'' 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

15. El Material Particulado en la ciudad
de Quito

17. El Material Particulado en la ciudad
de Quito
Si bien para el año 2006, el material particulado PM10 en el DMQ
no supera la Norma Ecuatoriana de Calidad de Aire, si sobrepasa
los niveles recomendados por la Organización Mundial de la Salud
(OMS), 50 µg/m3 promedio para 24 horas y 20 µg/m3 promedio
para un año.

19. El Material Particulado en la ciudad
de Quito
FUENTE: CORPAIRE

20. El Material Particulado en la ciudad
de Quito

21. Determinación de Metales Pesados
en PM10
A través de la colaboración de la CORPAIRE, el
Ministerio de Electricidad y Energía Renovable y la
ESPE, se llevo a cabo el análisis de metales
pesados a nivel de ppm y ppb usando
espectrometría de absorción atómica con
atomizador de horno de grafito y correción de
background con efecto Zeeman

22. Determinación de Metales Pesados
en PM10
MUESTREO DE MATERIAL PARTICULADO PM 10
El muestreo de Material Particulado fue realizado
por la CORPAIRE, en total se entregaron 116
muestras de PM10, recogido en filtros de
microfibra de cuarzo, estos corresponden a 5
estaciones de monitoreo de aire: Cotocollao,
Guamaní, Jipijapa, Belisario y Los Chillos.

23. Determinación de Metales Pesados
en PM10
TRATAMIENTO DE LOS FILTROS.
Los filtros entregados por la CORPAIRE
fueron extraídos usando una mezcla de
HNO3 y HCl, asistida por microondas
conforme el Método IO-3.1, “Selección,
preparación y extracción de material de
filtros”[1]
[1] Compendium of Methods for the Determination of
Inorganic Compounds in Ambient Air Compendium Method
IO-3.1. EPA/625/R-96/010a

24. Determinación de Metales Pesados
en PM10

25. Determinación de Metales Pesados
en PM10

26. Determinación de Metales Pesados
en PM10
ANÁLISIS DE METALES PESADOS USANDO
ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION ATOMICA CON
HORNO DE GRAFITO Y EFECTO ZEEMAN
Técnica de análisis usada para detectar metales en
cantidades de ppb.
Poco desperdicio de muestra.
Vapor atómico confinado en un espacio reducido.
Tiempo de residencia superiores a los de llama (10-4 s)

27. Determinación de Metales Pesados
en PM10
EJECUCION DE LA RAMPA DE TEMPERATURAS CON
COINYECCION DE MODIFICADOR.
Etapas de secado y Etapas de atomización
carbonización y enfriamiento

28. Determinación de Metales Pesados
en PM10
COMPARACION DE SEÑALES PARA ANÁLISIS DE CADMIO USANDO EDTA, ACIDO
ORTOFOSFORICO Y PALADIO COMO MODIFICADORES DE MATRIZ
EDTA
VALORES DE
ABSORBANCIA
BAJOS

29. Determinación de Metales Pesados
en 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

30. Determinación de Metales Pesados
en PM10
COMPARACION DE SEÑALES PARA ANÁLISIS DE PLOMO USANDO EDTA,
FOSFATO DIBASICO DE AMONIO Y PALADIO COMO MODIFICADORES DE MATRIZ
PALADIO (Varian)

31. Determinación de Metales Pesados
en PM10
Efecto en el
background del
modificador SEÑAL ANALITICA DE
usado
BLANCO MATRIZ
VALORES BAJOS Y SIN
(BLANCO DE FILTRO)
PRESENCIA DE
BACKGROUND
EXCESIVO

32. SEÑAL ANALITICA USANDO
FOSFATO DIBASICO.
PICO BIEN CONFORMADO, SIN
DESDOBLAMIENTO Y CON ALTA ABSORBANCIA

33. RANGO LINEAL DESDE
20.00 PPB A 50.00 PPB

34. Determinación de Metales Pesados
en PM10

35. Resultados Obtenidos

36. 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 15,1374313
Concentraciones de
Noviembre 19P311 0,5428867 148,32481 10,242539 2206941,3 32,4513719
Diciembre 20P343 0,152941 93,146416 3,5283251 2253506 12,4292437
Metales en las estaciones PROMEDIO 0,44295549 116,392067 11,6837509 758862,155 19,4838748
analizadas. 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

37. Resultados Obtenidos
Gráfico de concentraciones promedio de metales traza
por estación en el año 2006

38. 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.

39. Resultados Obtenidos
Concentraciones de metales traza en PTS y PM10 a nivel mundial

40. Conclusiones
Las concentraciones que aumentan significativamente de un año a
otro son las de Pb, en el año 2004 se tiene un promedio anual de
2,82 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 un
lapso de dos años, es decir un promedio de 1,1 ng/m3 por año.
Este incremento podría deberse a la importación de gasolina en el
año 2006 o al incremento en las actividades volcánicas e
industriales.

41. Conclusiones
El Cd disminuyó su concentración anual promedio de 0,88 ng/m3
en el 2004 a 0,12 ng/m3 en el 2006.
La concentración anual promedio de Vanadio disminuyó al igual
que 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 si
nuestras concentraciones son elevadas o no respecto a otros
países, y determinar las razones o posibles fuentes se tienen datos
de concentraciones de metales traza en PM10 y PTS en diferentes
años y países presentados en los resultados.