Monitoreo Ambiental - Calidad de Aire

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La presente trata sobre Monitoreo Ambiental del Aire, un resumen de la atmósfera de nuestro planeta, parámetros que se miden en el aire y la ley vigente en nuestro país con parámetros que se deben medir para una mejor calidad de vida, también se muestran equipos que se usan para tomar data de diferentes agentes presentes en nuestra atmósfera y en especial el equipo con el que trabajamos para medir material particulado como PM10 Y PM2.5

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    1. 1. MONITOREO AMBIENTAL CALIDAD DE AIRE 11 UNIDAD OPERATIVA LABORATORIO AMBIENTAL SAN AGUSTIN DE TORATA RENEE M. CONDORI APAZA
    2. 2. INTRODUCCIONINTRODUCCION La contaminación del aire se define como laLa contaminación del aire se define como la presencia de materiales indeseables en lapresencia de materiales indeseables en la ATMOSFERA, que en cantidades loATMOSFERA, que en cantidades lo suficientemente grandessuficientemente grandes que puedan dañar laque puedan dañar la salud humana, la vegetación, los bienes humanossalud humana, la vegetación, los bienes humanos o el medio ambiente global.o el medio ambiente global. La existencia de estos materiales en el aire puedenLa existencia de estos materiales en el aire pueden también causar olores desagradables, irritación otambién causar olores desagradables, irritación o molestias sin ser necesariamente la concentraciónmolestias sin ser necesariamente la concentración de exposición una concentración que pueda causarde exposición una concentración que pueda causar efectos tóxicos.efectos tóxicos. 22
    3. 3. Composición de la Atmósfera 33 Capa de protección (Capa donde se encuentra “la capa de ozono”) Aire que respiramos
    4. 4. Composición de la AtmósferaComposición de la Atmósfera 44
    5. 5. El Aire en su Estado más Puro ContieneEl Aire en su Estado más Puro Contiene 55 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
    6. 6. CONTAMINACIONCONTAMINACION DEL AIREDEL AIRE Definición OMS:Definición OMS: ““contaminación del aire ocurre cuando uno o muchoscontaminación del aire ocurre cuando uno o muchos contaminantes están presentes en tales cantidades y por talescontaminantes están presentes en tales cantidades y por tales períodos en el aire ambiental, que son nocivos a los seresperíodos en el aire ambiental, que son nocivos a los seres humanos, animales, plantas, propiedades y contribuyen a dañar ohumanos, animales, plantas, propiedades y contribuyen a dañar o causar molestias al bienestar y uso de propiedades en gradocausar molestias al bienestar y uso de propiedades en grado medible”.medible”. 66 LA EMISION E INMISION DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFERICOS
    7. 7. 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
    8. 8. 88
    9. 9. 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
    10. 10. 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
    11. 11. 1111 Material Particulado Estándares Nacionales de Calidad Ambiental del Aire ECA´s PM10 Anual 50 µg/m3 24 horas 150 µg/m3 PM 2.5 24 horas 50 µg/m3
    12. 12. MONITOREO 1.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
    13. 13. ClasificaciónClasificación de los Métodosde los Métodos dede MediciónMedición 1313
    14. 14. Según su Forma de OperaciónSegún su Forma de Operación Métodos discontinuosMétodos discontinuos Son, en términos generales, métodos manuales para losSon, en términos generales, métodos manuales para los cuales la toma de muestra en el lugar y el análisis en elcuales 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 unTípicamente involucran equipamientos automáticos en un lugar fijo que realiza ambos procesos, toma de muestra ylugar fijo que realiza ambos procesos, toma de muestra y análisis. Estos métodos son fundamentales cuando existenanálisis. Estos métodos son fundamentales cuando existen regulaciones que determinan niveles de pre-alerta yregulaciones que determinan niveles de pre-alerta y diferentes grados de alerta.diferentes grados de alerta. 1414
    15. 15. Según el Método UtilizadoSegún el Método Utilizado Físico -Químicos:Físico -Químicos: El contaminante sufre una transformación química y elEl contaminante sufre una transformación química y el producto de la reacción se determina por una técnicaproducto de la reacción se determina por una técnica analítica apropiada.analítica apropiada. Físicos:Físicos: Se mide una propiedad física, o su variación, para cadaSe mide una propiedad física, o su variación, para cada contaminante en forma selectiva, sin que se produzcancontaminante 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
    16. 16. Según sean considerados MétodosSegún sean considerados Métodos de Referencia o Equivalentesde Referencia o Equivalentes Métodos de ReferenciaMétodos de Referencia Se han desarrollado para las determinaciones de losSe han desarrollado para las determinaciones de los gases contaminantes más importantes y se losgases contaminantes más importantes y se los considera de referencia porque están avalados por unaconsidera de referencia porque están avalados por una institución reconocida y se usan para verificar elinstitución reconocida y se usan para verificar el cumplimiento de las normativas.cumplimiento de las normativas. Generalmente son métodos manuales, pocoGeneralmente son métodos manuales, poco automatizados y que requieren la colección de muestraautomatizados y que requieren la colección de muestra por un tiempo relativamente largo.por un tiempo relativamente largo. 1616
    17. 17. Métodos de ReferenciaMétodos de Referencia Se han desarrollado equipos de medición continua oSe han desarrollado equipos de medición continua o automáticos que permiten obtener datos en formaautomáticos que permiten obtener datos en forma prácticamente continua (intervalo de medición de unprácticamente continua (intervalo de medición de un minuto) y conectarlos “on line” con el centro deminuto) y conectarlos “on line” con el centro de información, esto es sumamente útil para detectarinformación, 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 suLos equipos deben pasar una prueba que determine su equivalencia frente a los métodos de referencia, esteequivalencia 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 másSe han desarrollado solo para los contaminantes más importantes.importantes. 1717
    18. 18. Métodos Equivalentes deMétodos Equivalentes de MediciónMedición Existen diferentes clasificaciones de los equipos deExisten diferentes clasificaciones de los equipos de medición automática o continua, según las normas delmedición automática o continua, según las normas del país que los certifica. Siguiendo la normativa de lapaís 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 quePart 53 - Subpart B (14), especifica los parámetros que deben medirse y los valores a lo que deben responderdeben medirse y los valores a lo que deben responder para ser considerados métodos automáticospara ser considerados métodos automáticos equivalentes. Establece las condiciones de prueba, elequivalentes. Establece las condiciones de prueba, el procedimiento y la interferencia admitida con otrosprocedimiento y la interferencia admitida con otros componentes. Hay equipos basados en loscomponentes. Hay equipos basados en los métodos demétodos de referenciareferencia antes descriptos yantes descriptos y otros emplean diferentesotros emplean diferentes principios de mediciónprincipios de medición,, denominados equivalentesdenominados equivalentes.. 1818
    19. 19. CONTAMINANTES AMBIENTALES PRIMARIOSCONTAMINANTES AMBIENTALES PRIMARIOS Y SECUNDARIOSY SECUNDARIOS Los contaminantes que se producen directamente enLos contaminantes que se producen directamente en algún proceso natural o debido a la actividad humana sealgún proceso natural o debido a la actividad humana se denominandenominan contaminantes primarios, o precursores.contaminantes primarios, o precursores. Si el tiempoSi el tiempo de residencia de estos en la atmósfera esde residencia de estos en la atmósfera es suficiente, pueden participar en reacciones químicas ysuficiente, pueden participar en reacciones químicas y transformarse en otras sustancias contaminantestransformarse en otras sustancias contaminantes denominadasdenominadas contaminantes secundarios. En algunoscontaminantes secundarios. En algunos casos los contaminantes primarios no son dañinos,casos los contaminantes primarios no son dañinos, por ejemplo elpor ejemplo el NO, y si lo son los secundarios, en esteNO, y si lo son los secundarios, en este ejemplo el NOejemplo el NO22.. 1919
    20. 20. REQUERIMIENTOS MINIMOS PARA LAREQUERIMIENTOS MINIMOS PARA LA SELECCION DE LOS PUNTOS DESELECCION 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
    21. 21. FACIL ACCESOFACIL ACCESO Se requiere que el sitio tenga facil accesoSe requiere que el sitio tenga facil acceso debido a que se tendrán que realizardebido a que se tendrán que realizar visitas regulares al mismo para recolectarvisitas regulares al mismo para recolectar muestras, inspeccionarlo, calibrarlo o paramuestras, inspeccionarlo, calibrarlo o para su mantenimiento.su mantenimiento. 2121
    22. 22. SEGURIDAD CONTRA ELSEGURIDAD CONTRA EL VANDALISMOVANDALISMO Deberá estar protegido de todo tipo deDeberá estar protegido de todo tipo de acto de vandalismo, ya sea robo, rotura oacto de vandalismo, ya sea robo, rotura o una simple desconexión, pudiendouna simple desconexión, pudiendo ocasionar la pérdida de datos, avería oocasionar la pérdida de datos, avería o desaparición del equipo.desaparición del equipo. También puede haber riesgos para elTambién puede haber riesgos para el vándalo.vándalo. 2222
    23. 23. INFRAESTRUCTURAINFRAESTRUCTURA El sitio deberá contar con una minimaEl sitio deberá contar con una minima infraestructura (ej. electricidad) para lainfraestructura (ej. electricidad) para la operación de cualquier equipo.operación de cualquier equipo. En caso de contar con muestreadoresEn caso de contar con muestreadores automáticos es practicamenteautomáticos es practicamente indispensable el uso de líneas teléfonicasindispensable el uso de líneas teléfonicas para el envío de datos, las otraspara el envío de datos, las otras alternativas son mas caras.alternativas son mas caras. 2323
    24. 24. LIBRE DE OBSTACULOSLIBRE DE OBSTACULOS El movimiento del aire alrededor de laEl movimiento del aire alrededor de la entrada de la toma de muestra deberáentrada de la toma de muestra deberá estar libre de restricciones que afecten elestar libre de restricciones que afecten el flujo de aire en las cercanias delflujo de aire en las cercanias del muestreador, por lo que se recomiendamuestreador, por lo que se recomienda ubicarlo algunos metros alejado deubicarlo algunos metros alejado de edificios, árboles, etc.edificios, árboles, etc. 2424
    25. 25. Métodos y Equipos deMétodos y Equipos de Muestreo para losMuestreo para los Diferentes ContaminatesDiferentes Contaminates 2525
    26. 26. MATERIAL PARTICULADOMATERIAL PARTICULADO Principio básico para la medicion delPrincipio básico para la medicion del material particulado.material particulado. Tener en cuenta si se pretende medirTener en cuenta si se pretende medir MPT: Material Particulado Total.MPT: Material Particulado Total. MP-10: Material Particulado menor a 10MP-10: Material Particulado menor a 10 micrones.micrones. MP2,5: Material Particulado menor a 2,5MP2,5: Material Particulado menor a 2,5 micrones.micrones. 2626
    27. 27. TRABAJO DE LABORATORIOTRABAJO DE LABORATORIO PARA MATERIAL PARTICULADOPARA MATERIAL PARTICULADO Se colocan los filtros en una estufa aprox. aSe colocan los filtros en una estufa aprox. a 120 grados, por un lapso mínimo de 2120 grados, por un lapso mínimo de 2 horas, esto se realiza para secar los filtroshoras, esto se realiza para secar los filtros (normalización).(normalización). Luego se los mantiene en un recipiente conLuego 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
    28. 28. Una vez que tenemosUna vez que tenemos el filtro como muestrael filtro como muestra la imagen, se realizala imagen, se realiza el proceso inverso, seel proceso inverso, se lo pone de vuelta enlo pone de vuelta en la estufa y se lo pesa,la estufa y se lo pesa, obteniendo el pesoobteniendo el peso final.final. Para obtener laPara obtener la concentración seconcentración se divide la ganancia endivide la ganancia en peso por el volumenpeso por el volumen de aire que pasó, ade aire que pasó, a traves del filtro.traves del filtro. 2828
    29. 29.  METODO DE REFERENCIAMETODO DE REFERENCIA  EPA 40 CFR50 Appendix BEPA 40 CFR50 Appendix B 2929
    30. 30. Equipo de Material Particulado delEquipo de Material Particulado del Laboratorio Ambiental de TorataLaboratorio Ambiental de Torata 3030
    31. 31. 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 MedicionMétodo 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
    32. 32. Tecnología Óptica Proporciona MultiplesTecnología Óptica Proporciona Multiples Valores deValores de PMPM SimultáneamenteSimultáneamente Espectrómetro Grimm de Aerosol LaserEspectrómetro Grimm de Aerosol Laser Principio de funcionamiento, con fuente dePrincipio de funcionamiento, con fuente de luz láser de diodoluz láser de diodo 3232
    33. 33. 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
    34. 34. Comparación de Resultados de GRIMMComparación de Resultados de GRIMM con otros Equipos Estandarizadoscon otros Equipos Estandarizados 3434
    35. 35. 3535 Otros Equipos Estandarizados paraOtros Equipos Estandarizados para Monitoreo de AireMonitoreo de Aire
    36. 36. 3636
    37. 37. 3737
    38. 38. Las mediciones de gases puedenLas mediciones de gases pueden efectuarse a travez del monitoreoefectuarse a travez del monitoreo continuo, obteniendo datos instantaneos.continuo, obteniendo datos instantaneos. Otra forma por medio de bombas tipoOtra forma por medio de bombas tipo personales, que llenan una bolsa de tedlarpersonales, que llenan una bolsa de tedlar y luego se determina la concentraciony luego se determina la concentracion pasando el gas que contiene la bolsa porpasando el gas que contiene la bolsa por los equipos continuos.los equipos continuos. Hay otros metodos que pueden ser porHay otros metodos que pueden ser por medio de una valija que llena la bolsa pormedio 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 deTambien puede ser por medio de Cannisters.Cannisters. 3838
    39. 39. Diferentes Metodologías para laDiferentes 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 deSe 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 evitarpresente en concentraciones muy elevadas. Para evitar la interferencia por el material particulado se filtra lala interferencia por el material particulado se filtra la muestra del aire.muestra del aire. 3939
    40. 40. B) Método Espectrofotométrico delB) 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 demuestra 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 complejoTCM), 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
    41. 41. C)C) Método de Fluorescencia UltravioletaMétodo de Fluorescencia Ultravioleta,, El aire o la muestra de gas entran a una cámaraEl aire o la muestra de gas entran a una cámara en donde pasan a través de un haz de luzen donde pasan a través de un haz de luz proveniente de una lámpara de UV, activándoseproveniente de una lámpara de UV, activándose las moléculas del gas analizado emitiendo unalas moléculas del gas analizado emitiendo una radiación fluorescente, la cual es detectada por unradiación 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
    42. 42. FlorurosFloruros 4242
    43. 43. TECNICA DE MEDICION DE NHTECNICA DE MEDICION DE NH33 Por medio de unaPor medio de una solucion de acidosolucion de acido sulfurico al 0.1 M, quesulfurico al 0.1 M, que esta en un impinguer,esta en un impinguer, se pasa un volumense pasa un volumen de aire determinado.de aire determinado. Luego se analiza conLuego se analiza con un espectrofotometroun espectrofotometro de absorcionde absorcion molecular.molecular. 4343
    44. 44. 4444
    45. 45. MEDICION DE VOC’SMEDICION DE VOC’S Se miden los derivados de compuestosSe miden los derivados de compuestos principalmente fosilesprincipalmente fosiles Dentro de los VOC’S, se encuentran porDentro de los VOC’S, se encuentran por ej, el Benceno, tolueno y xilenos, emitidosej, 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 deLa medicion se realiza por medio de tubos de carbon activado (coconouttubos de carbon activado (coconout shell), con bombas de muestreoshell), con bombas de muestreo personales, los limites o metodos puedenpersonales, los limites o metodos pueden variar según su uso en la calidad de airevariar según su uso en la calidad de aire o ambiente laboral en el que seo ambiente laboral en el que se 4545
    46. 46. MATERIAL PARTICULADOMATERIAL PARTICULADO 24 Hrs. - Torata24 Hrs. - Torata 4646
    47. 47. Muchas GraciasMuchas Gracias UNAM – ILOUNAM – ILO 4747

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