SEXTO INFORME AIRE SAN JOSE - msj.go.cr · Sexto Informe de Calidad del Aire de la ciudad de San José: 2009 Página 4 menores o iguales a 10 µm (PM 10), después las menores o iguales

SEXTO INFORME

2009 CALIDAD DEL AIRE DE LA CIUDAD

DE SAN JOSÉ

Sexto Informe de Calidad del Aire de la ciudad de San José: 2009

Página 1


D I R E C T O R I O

Ing. Johny Araya Monge

Alcalde Municipalidad de San José

Dra. María Luisa Ávila Agüero

Ministra de Salud

Dr. Jorge Rodríguez

Ministro de Ambiente, Energía y Telecomunicaciones

Dr. Olman Segura Bonilla

Rector Universidad Nacional


Página 2

Elaborado por el Laboratorio de Análisis Ambiental, Escuela de Ciencias Ambientales de la Universidad Nacional, con la colaboración de:

Dr. Jorge Herrera Murillo

Licda. Susana Rodríguez Román

BSc. José Félix Rojas Marín


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PRESENTACIÓN La contaminación del aire se define como la presencia en la atmósfera de una sustancia en cantidades tales que pueden afectar adversamente a los humanos, los animales, la vegetación y los materiales. Este fenómeno es un asunto preocupante por el simple hecho de que el hombre para vivir inhala aproximadamente 14 mil litros de aire al día y sólo puede soportar sin la cantidad necesaria 5 minutos, de manera que este aire únicamente puede presentar un cierto grado de impurezas, fuera del cual el hombre empezaría a presentar efectos adversos a su salud (Pueschel, 1995).

El uso de combustibles en el transporte, la generación de energía eléctrica y el sector industrial representan las principales fuentes de emisión de contaminantes a la atmósfera. Una vez que son liberados, los gases y las partículas aerosólicas se mezclan en la atmósfera y son transportados a grandes distancias de su lugar de origen sin reconocer fronteras geopolíticas.

La concentración de contaminantes atmosféricos en una región depende de la influencia de factores ambientales, como las condiciones meteorológicas (la velocidad y dirección del viento, la temperatura, la humedad relativa, la precipitación pluvial, la presión atmosférica, la radiación solar y la altura de la capa de mezcla) y la topografía de la zona impactada (altitud, relieve y morfología del sitio).

Los contaminantes atmosféricos son una mezcla compleja de partículas y gases. Uno de los principales contaminantes del aire son las partículas suspendidas que varían de tamaño desde 0,001 hasta 40 µm, aunque la mayor parte de su masa se concentra entre los 0,1 y 10 µm y son las que más afectan al ambiente y la salud humana (Warneck, 1988), por lo que hace aproximadamente 30 años se empezaron a estudiar las partículas


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menores o iguales a 10 µm (PM10), después las menores o iguales a 2,5 µm (PM2,5) y recientemente las menores o iguales a 1µm (PM1) o más pequeñas. En fase gaseosa, los principales contaminantes primarios son los compuestos químicos como el monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2) y dióxido de nitrógeno (NO2), y los contaminantes fotoquímicos secundarios como el ozono (O3) y otros subproductos que se forman por combinaciones de estas especies en presencia de radiación solar.

A los gases CO, SO2, NO2, O3 y a las PM10 y PM2,5 se les conoce como contaminantes criterio, por que fueron objeto de estudios de evaluación publicados en documentos de calidad del aire. Además, se han identificado como perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres humanos. Estos contaminantes se presentan en mayor en las áreas urbanas, y son una referencia para establecer una forma estandarizada de medición de los niveles de contaminación atmosférica en cualquier lugar y para hacer comparaciones entre el grado de contaminación de varios sitios a la vez, con fuentes de contaminación antropogénica similares.

El presente informe sintetiza los resultados de la valoración de algunos de estos contaminantes para la ciudad de San José durante el año 2009, como un aporte de la Municipalidad de San José, la Universidad Nacional, el Ministerio de Salud y el Ministerio de Ambiente, Energía y Telecomunicaciones, al desarrollo de indicadores de estado ambiental que permitan orientar las políticas nacionales en materia de gestión de la calidad del aire.

Dr. Jorge Herrera Murillo

Licda. Susana Rodríguez Román

BSc. José Félix Rojas Marín


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INDICE

Página ANTECEDENTES DEL MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA CIUDAD DE SAN JOSÉ

6

MONITOREO DE CALIDAD DEL AIRE EN LA CIUDAD DE SAN JOSÉ Y SUS PRINCIPALES TENDENCIAS

7

RESULTADOS DE MONITOREO AÑO 2009 11

CONCLUSIONES 39

BIBLIOGRAFIA 40


Página 6

I. ANTECEDENTES DEL MONITOREO DE CALIDAD EL AIRE EN SAN JOSÉ

El primer intento de elaborar un diagnóstico sobre el problema de la contaminación

del aire en Costa Rica, se inició en 1971 con el apoyo de la Organización

Panamericana de la Salud, y se interrumpió en 1973. En 1979, se coordinó un estudio

que permitió valorar la presencia de algunos contaminantes en el aire, reportando

que las concentraciones obtenidas superaban las registradas en 1971. En 1989, un

estudio parcial estableció el serio daño causado por la contaminación del aire sobre el

edificio del Teatro Nacional, ubicado en la ciudad de San José, y en 1993, el Programa

de Estudios de Calidad del Aire (PECAire) de la Universidad Nacional, inicio una

campaña de monitoreo de calidad del aire en San José, para seis sitios, incluyendo los

siguientes contaminantes: PM10, NO2 y O3. Este monitoreo realizado con una mezcla

de métodos manuales y pasivos se extendió hasta el año 2000, cuando concluyó el

financiamiento aportado por la fundación suiza SWISSCONTACT (Rodríguez y Herrera,

2007). Al inicio de esta campaña de monitoreo se obtenían concentraciones de PM10

para la ciudad de San José de 57 µg/m3 como promedio anual, valores que

disminuyeron casi en un 20% para el año 1999, a partir de la entrada en vigencia del

primer intento de un programa de revisión técnica vehicular denominado

“ECOMARCHAMO” (Alfaro, 1999).

No es sino a partir del año 2003, cuando el Laboratorio de Análisis Ambiental de la

Universidad Nacional, en coordinación con el Ministerio de Salud y la Municipalidad

de San José, reanudan el monitoreo de las concentraciones de partículas PM10 en dos

sitios y de dióxido de nitrógeno (NO2) en 14 sitios de la Ciudad de San José,

manteniendo actividades hasta la fecha. Posteriormente en el año 2007, se inician


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mediciones de la composición química de las partículas PM10 incluyendo iones

(sulfato, cloruro, nitrato, fosfato, nitrito, fluoruro, amonio) y metales pesados

(vanadio, cromo, plomo, cobre, níquel, manganeso, aluminio, hierro, calcio,

magnesio, sodio, potasio).

II. Monitoreo de calidad del aire en la ciudad de San José y sus principales tendencias

Los contaminantes generados en la ciudad de San José se miden actualmente como

parte de un programa de colaboración entre el Laboratorio de Análisis Ambiental de

la Escuela de Ciencias Ambientales de la Universidad Nacional, el Ministerio de Salud,

Ministerio de Ambiente, Energía y Telecomunicaciones y la Municipalidad de San José

a través de procedimientos estandarizados a nivel internacional y que son

representativos de la calidad del aire promedio que se respira en la ciudad. Las

estaciones fijas de monitoreo, están localizadas de acuerdo a los criterios

establecidos en el Decreto 30221-SALUD “Reglamento sobre Inmisión de

Contaminantes Atmosféricos y se ubican generalmente en sitios representativos de

distintas fuentes de contaminantes. El respaldo de la validez técnica de los resultados

se sustenta en la acreditación bajo la norma INTE-ISO/IEC-17025:2005 de los

siguientes ensayos químicos: partículas PM10, dióxido de nitrógeno tanto por difusión

pasiva como método activo, dióxido de azufre por método activo, monóxido de

carbono, aniones (cloruro, sulfato y nitrato) en partículas PM 10, otorgada por el Ente

Costarricense de Acreditación (ECA) al Laboratorio de Análisis Ambiental de la

Universidad Nacional, cuyo alcance puede ser consultado en la página web

www.eca.or.cr.


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Las estaciones de monitoreo utilizan una combinación de técnicas activas y pasivas

de forma tal que se garantice su sostenibilidad económica en el tiempo. La

distribución de los sitios de monitoreo por contaminante, así como la frecuencia de

recolección de las muestras se presentan en el cuadro 1.

Cuadro 1. Principales características de la red de monitoreo de calidad del aire que

opera en la ciudad de San José.

Contaminante Cantidad de Estaciones

Frecuencia de Medición

Metodología Utilizada

Antigüedad de la estación

Partículas PM10 02

Muestreos de 24 horas

(Tres veces por semana)

Muestreador de aire de alto

volumen

2003

Dióxido de Nitrógeno (NO2)

14

Muestreo mensuales

Difusión pasiva 2003

Aniones (cloruro, sulfato

y nitrato) en partículas PM10

02

Muestreos de 24 horas (Tres

veces por semana)

Muestreador de aire de alto volumen/

Cromatografía de Intercambio Iónico

con supresión

2003

Metales pesados en

partículas PM10

02

Muestreos de 24 horas (Una

vez por semana)

Muestreador de aire de alto

volumen/Absorción Atómica con horno

2007

Carbonilos 01 Muestreos de 24 horas

Muestreo activo/ Cromatografía líquida de alta

resolución

2009

En la figura 1 se presentan la concentración media anual de PM10 obtenida en los dos

sitios de monitoreo ubicados en la ciudad de San José de 2004-2008. Las

concentraciones medias del período de muestreo no sobrepasan los valores


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establecidos por el Decreto de Inmisiones de Contaminantes Atmosféricos de Costa

Rica (Decreto 30221-SALUD) que establece 50 µgm-3 como promedio anual.

Figura 1. Variación de los promedios anuales de la concentración de PM10 (µgm-3) en los dos sitios de muestreo ubicados en la Ciudad de San José, 2004-2008.

Comparando los valores anuales promedio para los sitios de muestreo se observa que

ambos presentan un comportamiento similar de ascenso y descenso en períodos de

dos años, situación que esta relacionada con las variaciones en la velocidad del viento

en la zona de estudio, ya que en años impares se han presentado históricamente

disminuciones de hasta 30% en la velocidad de los vientos. Sin embargo las

concentraciones encontradas para el punto en la Junta de Educación siempre

permanecen por debajo de los niveles observados en la Catedral Metropolitana. Está

diferencia puede atribuirse al hecho de que la Catedral Metropolitana esta ubicada en

un sitio de mayor tráfico vehicular y alto congestionamiento vial, en comparación con

la Junta de Educación que se encuentra en zona de transición entre el sector

comercial y residencial de la ciudad.


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Tal como se mencionó anteriormente, otro de los contaminantes monitoreados, en el

área metropolitana es el dióxido de nitrógeno. Si se analiza la tendencia de los datos

a través de los años de monitoreo se pueden observar que para los sitios de alto flujo

vehicular ubicados en las zonas comerciales de la ciudad se presentan tasas de

crecimiento cercanas al 10% Si las tendencias registradas para los niveles de dióxido de

y = 0.0958x + 35.379R2 = 0.2955

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

0 10 20 30 40 50Período (2004-2008)

NO

2 (μg

/m3 )

ComercialTendenciaLineal (Tendencia)

(a) San José

y = 0.1679x + 31.972R2 = 0.4474

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

0 5 10 15 20 25 30 35Período (2005-2008)

NO

2 (μg

/m3 )

ComercialTendenciaLineal (Tendencia)

(b) Heredia

Figura 2. Tendencias de la concentración de dióxido de nitrógeno para los sectores

comerciales en las ciudades de San José y Heredia.


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nitrógeno en la ciudad de San José se comparan con las correspondientes a la ciudad

de Heredia (figura 2), segunda ciudad en importancia en el país, se puede notar que la

tasa de crecimiento para los sectores comerciales de Heredia es casi el doble que la

obtenida para la ciudad de San José, esto eventualmente podría sugerir el efecto

positivo de la restricción vehicular que opera en la ciudad de San José desde hace dos

años.

III. RESULTADOS DE MONITOREO AÑO 2009 :

3.1. Partículas PM10:

3.1.1. Descripción:

Un aerosol se define como un sistema de partículas sólidas o líquidas (con

tamaños del orden de micrómetros) en suspensión en un gas. Para este caso, el

sistema gaseoso es la atmósfera y junto con la gran diversidad de partículas

suspendidas en el aire forman los aerosoles atmosféricos (Seinfield y Pandis,

1998).

Las partículas atmosféricas usualmente se describen con referencia a un diámetro

lo cual implica que se consideran como esféricas. Sin embargo, la mayoría de las

partículas en la atmósfera tienen formas irregulares y por lo tanto, el radio y

diámetro geométricos no son representativos. El contar con una forma de

expresar el tamaño de esas partículas es muy importante, ya que muchas de sus

propiedades como la masa, volumen y velocidad de sedimentación dependen de

esta característica. En la práctica, el tamaño de las partículas de forma irregular,


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se expresa en términos de un tipo de diámetro equivalente que depende más de

la parte física, que de la parte geométrica (Seinfield y Pandis, 1998).

Hay diferentes definiciones de diámetros equivalentes. Uno de los más usados y

que se utilizó a lo largo de este informe, es el diámetro aerodinámico (Da), el

cual, se define como el diámetro de una esfera de densidad uno (1 gcm-3), que

tiene la misma velocidad de sedimentación en el aire que la partícula en cuestión

(Chu, 2004).

Por otra parte, las propiedades físicas (tamaño, forma, número), químicas y

ópticas de las partículas dependen de su origen, condiciones de emisión,

mecanismos de formación y de las variables meteorológicas, las cuales

determinan su solubilidad, tiempo de residencia, efectos ambientales entre otros

(Park y Kim, 2004).

El estudio de las propiedades físicas y químicas de las partículas además de

permitir la comprensión de su comportamiento en la atmósfera, también ayuda a

conocer su interacción con la meteorología, ya que las partículas sufren

modificaciones por efecto de ésta (cambios debidos a la precipitación pluvial, los

vientos, la radiación solar, la temperatura superficial), pero ellas también generan

cambios en el clima. Los aerosoles son parte del sistema climático Tierra-

Atmósfera debido a que interactúan con la radiación solar y la emisión de

radiación terrestre, lo cual ocurre en forma directa a través del esparcimiento y

absorción e indirectamente por medio de sus efectos en las nubes (Pueschel,

1995).


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Los aerosoles juegan un papel en la contaminación del aire. La exposición crónica

a altas concentraciones de contaminantes en formas de partículas puede ser

peligrosa para los pulmones. Adicionalmente, los aerosoles pueden jugar un

papel sinérgico en la intensificación de los efectos tóxicos de los gases tales como

el SO2 y los NOx, al catalizar la oxidación del SO2 a ácido sulfúrico (H2SO4), y al

incrementar la turbiedad y reducir la visibilidad en la atmósfera (USEPA, 1997).

3.1.2. Metodología de medición:

Para realizar el muestreo de partículas PM10, se seleccionaron dos sitios de

monitoreo, Catedral Metropolitana y Junta de Educación, ubicados en la ciudad de

San José. Los sitios determinados se caracterizan por ser categoría B de acuerdo

con la clasificación de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos

(USEPA, 1997). En la figura 3 se muestra la distribución espacial de los sitios de

muestreo.

Para la colección de las muestras se utilizaron dos muestreadores de aire de alto

volumen marca Thermo Andersen modelo MFC. Una vez cada tres muestreos, se

realizó una curva de calibración del flujo de cada uno de los muestreadores de aire

comparando las lecturas de caída de presión generadas por el flujo al pasar por un

orificio crítico calibrado VARIFLO modelo 454, con respecto a las indicaciones del

equipo. Las mediciones de caída de presión se realizaron con dos manómetros de

agua calibrados conectados al orificio y al equipo respectivamente. Para cada uno

de los muestreos se tomaron registros de las condiciones de temperatura y

presión atmosférica, para posteriormente realizar las correcciones de volumen a 1

atm de presión y 25°C de temperatura.


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Figura 3. Distribución geográfica de los cinco sitios de muestreo de partículas

PM10 en el Gran Área Metropolitana de Costa Rica

En la colección de las partículas, se utilizaron filtros de fibra de vidrio marca

Whatman CAT No 1829-932 dos veces por semana y filtros de cuarzo Whatman

CAT 1851-865, para el análisis posterior de metales en al menos una ocasión a la

semana. Para el análisis de iones inorgánicos se utilizaron tanto las muestras

colectadas en filtros de fibra de vidrio como en cuarzo para un total de tres

muestras semanales, mientras que para el análisis de metales únicamente se

emplearon los filtros de cuarzo (una muestra semanal).

Dichos filtros se acondicionaron al menos 24 horas en una desecadora bajo las

siguientes condiciones: temperatura 15-30°C y humedad menor al 40%, antes de ser

pesados en balanza analítica, al inicio y después de la conclusión de los muestreos.


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3.1.3. Resultados:

El promedio y desviación estándar, tanto de la concentración de PM10 como de sus

principales constituyentes (iones inorgánicos y metales) analizados, para cada uno de

los sitios de muestreo, se presentan en el cuadro 2.

Cuadro 2. Concentración promedio de PM10 y sus principales constituyentes obtenidos en los sitios de muestreo ubicados en la ciudad de San José, año 2009

SAN JOSE Concentración (µgm-3)

CAT-SJ JE-SJ Promedio

PM 10 27 ± 9 28 ± 8 28

F- 0,08 ± 0,02 0,09 ± 0,03 0,08

Cl- 1,24 ± 0,58 1,19 ± 0,56 1,22

NO3- 0,95 ± 0,37 0,90 ± 0,32 0,92

PO4-3 0,50 ± 0,14 0,54 ± 0,15 0,52

SO4-2 3,0 ± 1,5 3,0 ± 1,5 3,0

NO2- 0,14 ± 0,03 0,16 ± 0,03 0,15

Metales (ngm-3)

V 5,0 ± 4,7 5,2 ± 4,9 5,1

Pb 4,2 ± 3,8 6,2 ± 5,9 5,2

Cr 10,1 ± 6,5 11,0 ± 6,3 10,5

Cu 13,4 ± 3,5 11,8 ± 4,8 12,6

Ni 1,2 ± 0,8 1,2 ± 0,8 1,2

Mn 2,5 ± 1,5 3,1 ± 1,5 2,8

Al 178 ± 129 174 ± 104 176

Fe 329 ± 179 342 ± 93 336

Ca 220 ± 90 206 ± 107 213

Mg 84 ± 54 72 ± 41 78


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Na 616 ± 265 574 ± 200 595

K 143 ± 67 130 ± 62 136

El valor reportado con el signo ± corresponde a la desviación estándar de los datos

Para los sitios de muestreo, los iones predominantes resultaron ser el SO4-2 y el Cl-,

seguidos del NO3- y PO4-3. En el caso de los metales pesados, el Na, Fe y Al,

mostraron las concentraciones mayores en las partículas PM10, mientras que el Ni y el

Mn fueron las especies menos abundantes.

Al comparar el promedio de los valores de concentración de PM10 y su composición,

para los dos sitios de monitoreo de la ciudad de San José (cuadro 3), con los

reportados para otras ciudades, se puede observar que los niveles de iones y algunos

metales resultan menores si se comparan con ciudades de tamaño semejante.

Para analizar el tipo de distribución que siguen los datos de las concentraciones de

PM10, iones inorgánicos y metales presentes en las partículas, obtenidas para los

sitios de muestreo, se empleó la prueba de “Kolmogorov Smirnov”. Para todos los

sitios de muestreo, el valor crítico de Z resultó ser muy pequeño (menor a 0,05) por

lo que la distribución de las muestras no es normal para todos los parámetros

evaluados.

Si se estudia la variación estacional de la composición de las partículas PM10 (cuadro

4), para ambos sitios de monitoreo, la concentración de PM10 resulta ser

significativamente menor en época seca, lo anterior debido al hecho de que durante

estos meses, la velocidad promedio de los vientos en el área metropolitana aumenta

como producto del incremento de los vientos alisios procedentes del Mar Caribe,

situación que causa un ascenso en el potencial de remoción de contaminantes en la

zona de estudio. Durante la época lluviosa, los vientos alisios disminuyen su


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intensidad, y permiten el ingreso al área metropolitana de brisas del Pacífico

(responsables de la generación de lluvias), causando un descenso en la velocidad del

viento cercano al 42% con respecto a la época seca, desfavoreciendo el transporte de

contaminantes a otras regiones.

Cuadro 3. Datos de concentración de PM10 y sus principales constituyentes (iones

inorgánicos y metales) reportados para varias ciudades de los distintos continentes.

Concentración (µgm-3)

San José, CR

Hong Kong

Suiza México Turquía Zaragoza, España

PM 10 28 73 40 48 81 43

Cl- 1,22 1,36 0,77 1,05 - -

NO3- 0,92 5,29 3,5 5,8 - -

SO4-2 3,0 15,9 3,3 6,2 - -

Metales (ngm-3)

V 5,1 5,2 1,4 20,2 14,2 6,6

Pb 5,2 98,7 49 58,5 149,4 18,7

Cr 10,5 6,8 - 42,7 26,2 7,7

Cu 12,6 35,4 74 - 47,3 22,8

Ni 1,2 8,6 3,0 4,9 16,3 0,8

Mn 2,8 23,1 25 48 28,3 24,7

Referencia Presente estudio

Ho et al., 2003

Hueglin et al., 2005

Baéz et al., 2007

Yatkin y Bayram,

2007

López et al., 2005

Las especies químicas que tienen un origen que puede ser razonablemente atribuido

al efecto del aerosol marino (Na y Cl), poseen una fuerte correlación positiva con la

velocidad del viento ocurrida durante el muestreo, tal como se muestra en el cuadro


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5. La concentración de estas especies disminuye al descender la velocidad de las

corrientes de aire, responsables del arrastre de aerosol marino. Para la mayoría de

las especies metálicas analizadas, el comportamiento es inverso debido a que al

descender la velocidad de las masas de aire que ingresan al Área Metropolitana,

disminuye la capacidad de remover los contaminantes generados en los principales

centros urbanos del país.

Cuadro 4. Concentración promedio de metales e iones inorgánicos presentes en las partículas PM10 obtenidas, durante la época lluviosa (mayo-noviembre 2009) y seca (enero-abril 2009), para los sitios de monitoreo ubicados en la ciudad de San José.

CAT-SJ Concentración

(µg/m3) Época Seca Época

Lluviosa

PM10 24 32

Cl- 1,45 0,83

NO3- 0,88 1,07

SO42- 3,68 3,05

Metales (ng/m3)

V 4,4 5,9

Pb 0,9 5,0

Cr 7,1 12,3

Ni 0,63 1,52

K 106 175

Na 670 561

Al 138 193

Fe 238 383


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Cuadro 5. Coeficientes de correlación de Spearman existente entre las principales especies químicas presentes en las partículas PM10 y las variables meteorológicas prevalecientes durante el muestreo.

IONES

PM10 Cl- NO3- SO4-2 Na K Mg Ca VV T P

VV -0,67 0,74 0,35 -0,38 0,72 0,23 0,27 0,63 1,00

T 0,31 -0,86 -0,37 0,11 -0,77 -0,50 -0,44 -0,62 -0,72 1,00

P 0,70 -0,82 0,29 0,25 -0,73 -0,38 -0,33 -0,75 -0,94 0,71 1,00

METALES PESADOS

PM10 V Pb Cr Cu Ni Mn Al Fe VV T P

VV -0,64 -0,40 0,38 0,36 0,47 0,54 -0,20 -0,11 -0,22 1,00

T 0,32 0,32 0,45 -0,51 -0,31 0,60 0,49 0,34 0,34 -0,76 1,00

P 0,74 0,69 0,59 -0,23 0,36 0,68 0,79 0,85 0,87 -0,93 0,77 1,00

VV: Velocidad del viento, T: Temperatura, P: Precipitación. Los números en negrillas representan correlaciones significativas a p < 0,05, N = 25.

La relación de masa entre NO3-/ SO4-2 ha sido utilizada como un indicador de la

importancia relativa de fuentes móviles versus fuentes estacionarias en el origen

tanto del N como del S presente en la atmósfera (Arimoto et al., 1996; Yao et al.,

2002; Xiao and Liu, 2004). Arimoto et al. (1996) describen que un valor de la relación

NO3-/ SO4-2 mayor a uno, evidencia la predominancia de las fuentes móviles sobre las

estacionarias. Dichos autores, estiman que la relación de las emisiones de NOx/SOx,

para motores de diesel es de 8:1, 13:1 para motores de gasolina y 1:3 para sistemas

de combustión que operan con búnker. Si se considera que el contenido de azufre en

el búnker, que se expende en Costa Rica (combustible utilizado en las calderas

industriales), es de 1,0% es razonable utilizar el SO4-2 como un indicador de

emisiones de fuentes fijas y el NO3- para fuentes móviles. Para los sitios de muestreo

se presentaron relaciones de NO3-/SO4-2, presente en las partículas colectadas,


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comprendidas entre 0,20 y 0,31 las cuales son menores a 0,22. Lo anterior se puede

deber a la disminución de las emisiones de NOx como producto del programa de

revisión técnica vehicular del país así como al programa de mejoramiento de la

calidad de los combustibles ejecutado por la Refinadora Costarricense de Petróleo.

Tal como se mencionó anteriormente, el patrón de vientos predominantes en el Área

Metropolitana de Costa Rica favorece el transporte de masas de aire desde los

océanos hasta la meseta central, debido a los anterior es sumamente importante

estimar el aporte del aerosol marino a la composición química de las partículas. Para

ello, es necesario calcular la fracción de los distintos componentes inorgánicos

influenciados por este. Especies como SO4-2, K, Mg y Ca tienen fuentes tanto marinas

como continentales. Basado en la relación de masa de estos con respecto al Na, el

componente debido al aerosol marino se puede calcular mediante la siguiente

ecuación (Duce et al., 1983):

[ X ] nam = Mx - [ X / Na ] am M Na

donde la expresión [ X / Na ] am denota la relación de masa del ion X con respecto al

Na+ en el agua de mar, Mx y MNa la concetración del ion X y del Na+ en las partículas

PM10. De acuerdo con Berg y Winchestor (1978), la relación de masa de las siguientes

especies: SO4-2, K, Mg y Ca con respecto al Na en agua de mar es de 0,25, 0,037, 0,12

y 0,038 respectivamente. La diferencia entre la concentración del ion presente en las

partículas y el componente debido a la contribución marina, corresponde a la fracción

originada por fuentes diferentes al aerosol marino [X]nam. La figura 4 muestra la

distribución, tanto de la fracción debida al aerosol marino como la atribuida a otras

fuentes. Si se analiza el caso del SO4-2, se puede apreciar que aproximadamente el

81% de la concentración másica de este ion tiene un origen distinto al aerosol


Página 21

marino; en el caso del K+ y el Ca+2 esta fracción representa como mínimo el 90% en

los diferentes sitios de muestreo. Sobre el continente, la fracción de SO4-2 que no

proviene del aerosol marino constituye un trazador de actividades antropogénicas y

de quema de combustibles fósiles, el Knam se origina mayoritariamente por quema de

biomasa mientras que el Canam tiene un origen predominantemente crustal.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

Porcentaje

Sulfato Calcio Potasio MagnesioEspecie química

amnam

Figura 4. Contribución del aerosol marino a la composición química de las partículas colectadas en la ciudad de San José, 2009.

Las relaciones elementales en muestras de aerosoles pueden proporcionar información

importante para entender su posible origen. De esta forma, los factores de

enriquecimiento de los elementos presentes en esta matriz, con respecto a la

concentración existente en el material crustal, se suelen calcular con el fin de identificar

las posibles fuentes y la contribución de las emisiones antropogénicas a los niveles de

metales en las partículas PM10 (Duce et al., 1975; Zoller et al., 1974). Si el valor del

factor de enriquecimiento es cercano a la unidad, el elemento presenta un origen


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predominantemente crustal. Sin embargo, debido a las diferencias existentes entre la

composición crustal en las distintas regiones del planeta, los valores de factor de

enriquecimiento comprendidos entre 1-10, se consideran de origen natural.

Elementos como el Al, Si, Ti, Fe se usan comúnmente como elemento de referencia

para el calculo de los factores, debido a que son muy abundantes en el material

crustal y no son significativamente afectados por la contaminación. En el presente

estudio, para estimar dichos factores se utilizó como referencia el Fe y la concentración

crustal continental superior se tomó de Taylor y McLennan (1985).

El factor de enriquecimiento de un elemento FE en una muestra de aerosol, se define

como:

FE = (E/R) Aire / (E/R) suelo

donde R es el elemento de referencia.

Los valores de factores de enriquecimiento calculados a partir de los datos de

concentración de metales, presentes en las partículas colectadas en la ciudad de San

José, se muestran en el cuadro 6 y siguen la siguiente secuencia: Pb > Cu > V > Mn

> Ni > Fe > Al > Cr.

Cuadro 6. Factores de enriquecimiento para las concentraciones de especies metálicas obtenidas en los sitios de muestreo de partículas PM10 ubicados en la ciudad de San José, 2009.

Sitio de muestreo V Pb Cr Cu Ni Mn Al

CAT-SJ 5,4 84,6 0,5 40,5 2,9 3,4 0,7

JE-SJ 7,6 139,9 0,6 51,4 4,2 4,2 0,4


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El Pb y Cu presentan valores de FE en el rango de 10-1000 lo que indica que la

concentración de estos elementos en las partículas es enriquecida por fuentes que no

son de origen crustal tales como: combustión de hidrocarburos fósiles, tráfico

vehicular, emisiones de industrias metalmecánicas, etc. Para el resto de los metales,

los FE resultaron ser pequeños, situación que pudiera deberse a que la composición

media de los suelos en Costa Rica fuese diferente a la media universal utilizada para

el cálculo de los factores, por lo que no se puede descartar la contribución

antropogénica.

3.2. Dióxido de Nitrógeno:


Los óxidos de nitrógeno son gases inorgánicos que se encuentran presentes en

concentraciones significativas en aire ambiente y contribuyen en forma importante a

la contaminación atmosférica. En forma gaseosa, los compuestos más importantes

son el óxido nítrico (NO), el dióxido de nitrógeno (NO2) y el óxido nitroso (N2O),

mientras que los nitratos constituyen la forma particulada. El NO y el NO2 son los

gases más importantes en el ambiente urbano producto principalmente de la quema

de combustibles fósiles que acompañan a diferentes actividades antropogénicas. Es

conocido que los óxidos de nitrógeno causan diferentes afecciones pulmonares por

contacto directo, ya sea a corto o largo plazo además de participar en reacciones

secundarias en la atmósfera precursoras de smog, ozono de bajo nivel, radicales

libres, lluvia ácida, material particulado fino y compuestos mutagénicos (radicales

libres, nitroarenos, nitrosaminas)(Nitta et al., 1993, Pershagen et al., 1995). La

exposición al NO2 a largo plazo parece causar un aumento de la susceptibilidad

humana a las infecciones bacterianas y víricas, lo que se ha asociado a sus efectos


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adversos sobre el aclaramiento mucociliar y la función de los macrófagos

pulmonares, demostrados en animales de ensayo. Se han detectado efectos

inmunosupresores en concentraciones superiores a 5 ppm (Brunekreef et al., 1997;

van Vliet et al., 1997).

Los datos obtenidos de estudios en personas sobre los efectos de la exposición a NO2

en la función pulmonar han sido poco concluyentes, como ha ocurrido asimismo en

estudios tendientes a demostrar la mayor sensibilidad de la población asmática a los

efectos tóxicos de este contaminante. Sin embargo, esto puede deberse a que los

índices de función pulmonar utilizados miden fundamentalmente los cambios en las

vías respiratorias principales, mientras que los efectos del dióxido de nitrógeno se

producen en los bronquiolos terminales y alvéolos. No se han demostrado efectos

genotóxicos de la exposición a NO2 en animales de laboratorio (Delfino, 2002).

Recientemente se ha descubierto un papel más importante del NO2 sobre la salud

humana de forma indirecta. El NO2, junto con el ozono, es capaz de reaccionar con

las proteínas presentes en el aire para alterar su estructura y conferir a estas la

capacidad de provocar alergias o de potenciar el efecto alérgico de algunas proteínas

ya por si solas alergénicas. Bajo condiciones de smog urbano se observaron

nitraciones in situ de residuos de tirosina de varias proteínas. Como prueba de esto

se encontraron proteínas nitradas en el polvo de la calle, ventanas y en material

particulado en zonas urbanas. La inhalación y deposición de estas proteínas en el

tracto respiratorio humano puede activar respuestas inmunes y propiciar el desarrollo

de alergias (Franze et al., 2005).


Para la preparación de los colectores, se sumergen mallas de acero de 11 mm de

diámetro (superficie de absorción) en una disolución formada a partir de la mezcla de


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trietanolamina con acetona (relación 1:8) durante al menos 24 horas. Una vez

impregnadas con la disolución absorbente, las mallas se colocan en el interior de una

tapa, la cual se acopla a un tubo colector de polipropileno (diámetro interno 9,5 mm

y largo 7,4 cm) (figura 5). Los tubos se colocan en contenedores de PVC en grupos

de 4 ó 6, con el fin de proteger los colectores. Los contenedores de PVC se ubican en

postes del tendido eléctrico a una altura no menor a los 3 m con respecto al nivel del

suelo. Los tubos se exponen en el sitio de muestreo por un plazo de 22 a 30 días

para posteriormente ser trasladados al laboratorio para su análisis.

Figura 5. Esquema del colector pasivo para la determinación de dióxido de nitrógeno

Una vez expuestos los tubos, se remueve la tapa y se colocan las mallas en un vial de

vidrio 15 mL. Posteriormente se agregan 5 mL del reactivo de color (N- naftiletil-

endiamina + sulfanilamida). Se tapa el frasco y se agita, dejando reposar un mínimo

de 15 minutos. El dióxido de nitrógeno colectado en forma de NO2-, por medio de la

reacción con la trietanolamina, reacciona con el reactivo de color de acuerdo con la

siguiente ecuación química:

NH2SO2C6H4NH2 + HNO2 → NH2SO2C6H4N=N+ + C10H9NH(CH2)2NH2 →

NH(CH2)2NH2C10H9N=NC6H4SO2NH2 (fucsia)


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El producto de esta reacción es un compuesto coloreado fucsia cuya absorbancia es

proporcional a la concentración. Tanto a las muestras como a una curva de

calibración compuesta por seis disoluciones patrón de NO2- (0 a 1000 µg/L)

preparadas a partir de la disolución madre de 1000 mg/l, se les mide la absorbancia

a 542 nm. La masa de dióxido de nitrógeno colectada en cada tubo se determina por

interpolación en la curva de calibración, a partir de la cual se obtiene la concentración

de NO2 en el aire.

Para el monitoreo de los niveles de NO2 en la ciudad de San José se seleccionaron un

total de 14 puntos de muestreo distribuidos de acuerdo como se indica en el cuadro

7. Las muestras se colectan en forma mensual.

Cuadro 7. Localización de los sitios de muestreo utilizados en el monitoreo de NO2 en el área metropolitana de Costa Rica.

Sitio Provincia Cantón Tipo de punto

Ubicación Exacta

1 San José Central Comercial Hospital San Juan de Dios, Paseo Colón

2 San José Central Comercial Frente al costado norte de la Catedral Metropolitana, Avenida Segunda

3 San José Central Comercial 150 m norte de la Antigua Estación del Ferrocarril al Pacífico

4 San José Central Comercial 50 m este de la Estación de Servicio La Castellana, Avenida 10

5 San José Central Residencial Avenida 26, calles 13 y 15, Barrio La Cruz

6 San José Central Residencial 200 m sur de la antigua fábrica Dos Pinos, Barrio Luján

7 San José Central Residencial 50 m sur y 100 este del edificio del Ministerio de Ambiente y Energía, Barrio Francisco Peralta

8 San José Central Comercial Iglesia Santa Teresita, Barrio Aranjuez


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9 San José Central Comercial Costado sur del Tribunal Supremo de Elecciones de Costa Rica

10 San José Central Comercial 75 m este del edificio del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados

11 San José Central Comercial Frente al edificio de la Junta Administradora de Puertos de la Vertiente Atlántica

12 San José Central Residencial 150 m oeste de la Iglesia de Barrio México

13 San José Central Residencial 200 m sur del Parque Salvador, Barrio Pithaya

14 San José Central Industrial Costado este de las instalaciones de la industria NUMAR, Barrio Cuba

3.2.3. Resultados:

En el cuadro 8 se presentan el promedio anual y la desviación estándar de las

concentraciones de NO2 obtenidas para cada uno de los sitios de muestreo

localizados en la ciudad de San José. Tal como se puede notar al menos tres sitios en

San José presentan valores mayores a 40 µg/m3, que corresponde a la norma anual

establecida por la Organización Mundial de la Salud para este contaminante. Es

importante aclarar, que dichos sitios se encuentran localizados en los principales

accesos a la ciudad, además de constituir unas de las vías con mayor flujo vehicular en

San José.

Al estudiar la variación estacional de los niveles de dióxido de nitrógeno en los sitios de

muestreo se puede observar que se presenta un comportamiento similar al caso de las

partículas, en donde las concentraciones menores se producen en la época seca debido

a una mayor capacidad de remoción provocada por la presencia, en el área

metropolitana del país, de los vientos alisios provenientes del Mar Caribe.


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Cuadro 8. Concentraciones promedio anuales de NO2 (µg/m3) en los sitios de muestreo ubicados en la Ciudad de San José, Costa Rica.

Sitio de Muestreo

Año 2004

Año 2005

Año 2006

Año 2007

Año 2008

Año 2009

1 46 (5) 48 (6) 51 (3) 56 (10) 55 (11) 48 (11)

2 43 (3) 45 (6) 44 (6) 47 (7) 41 (5) 44 (10)

3 30 (5) 36 (4) 28 (4) 31 (4) 29 (7) 28 (6)

4 41 (5) 45 (11) 43 (8) 51 (6) 47 (10) 44 (13)

5 26 (4) 31 (3) 25 (3) 27 (4) 25 (6) 25 (6)

6 26 (7) 30 (5) 24 (4) 26 (4) 24 (8) 22 (5)

7 27 (9) 31 (5) 27 (8) 27 (5) 23 (5) 25 (7)

8 25 (6) 30 (6) 23 (5) 26 (6) 27 (4) 24 (7)

9 22 (8) 43 (11) 21 (4) 24 (5) 27 (3) 24 (7)

10 33 (10) 42 (3) 39 (4) 40 (5) 44 (7) 39 (9)

11 34 (2) 36 (5) 31 (5) 35 (4) 34 (9) 34 (7)

12 28 (10) 33 (7) 27 (6) 32 (7) 28 (6) 28 (7)

13 24 (6) 32 (7) 26 (7) 29 (7) 31 (5) 32 (7)

14 33 (6) 45 (11) 37 (3) 40 (6) 41(5) 36 (8)

El dato colocado entre paréntesis representa la desviación estándar del promedio


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0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50C

once

ntra

ción

de

NO

2 (u

g/m

3)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Sitio de muestreo

SECALLUVIOSA

Figura 6. Variación estacional de los niveles de dióxido de nitrógeno presentes en los 14 sitios de muestreo ubicados en la ciudad de San José, año 2009.

3.3. Carbonilos:


Los compuestos carbonílicos se encuentran presentes en la atmósfera urbana, ya que

son emitidos directamente de la combustión incompleta de biomasa y combustibles

fósiles; y formados indirectamente por la foto-oxidación atmosférica de compuestos

orgánicos volátiles (COV’s) emitidos por fuentes antropogénicas y naturales. Los

carbonilos juegan un papel vital en la fotoquímica atmosférica ya que son casi

intermediarios obligatorios de la foto-oxidación de hidrocarburos (Mu et al., 2006).

También los carbonilos están involucrados en reacciones secundarias que


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contribuyen a la producción de ozono y peróxidos en el ambiente (Igawa, et al.,

2005).

La presencia de estos compuestos en la atmósfera pueden darse tanto como gases o

aerosoles o una mezcla de ambos, la cuál se ve afectada por las condiciones

climatológicas, principalmente por la deposición húmeda ya que muchos de estos

compuestos son solubles en agua (Greenberg et al., 2007).

Los carbonilos son contaminantes atmosféricos que pueden ser producidos de forma

primaria y secundaria. En la forma primaria se refiere a la emisión directa de estos

compuestos por fuentes móviles y fijas, y de forma secundaria es través de

reacciones secundarias que ocurren en la atmósfera.

Entre las principales fuentes primarias tenemos (USEPA, 1999):

• Emisiones biogénicas: los bosques son importantes emisores de algunos

aldehídos. Algunos aldehídos olefínicos y aromáticos están presentes en

algunos aceites esenciales de plantas y frutas. Sin embargo no se considera

importante su contribución de carbonilos a la contaminación atmosférica de

forma directa.

• Emisiones industriales: varios aldehídos son comercialmente manufacturados a

través de reacciones de oxidación de hidrocarburos, hidroformulación de

alquenos, deshidrogenación de alcoholes y reacciones de adición entre

aldehídos y otros compuestos. Se utilizan principalmente como materia prima

para la preparación de hules, papel, perfumes procesos de teñido, en la

industria alimentaria y como intermediario en la síntesis orgánica de

compuestos orgánicos como alcoholes, ácidos carboxílicos, tintes y

medicamentos.


Página 31

• Emisiones móviles: las emisiones de la combustión de los motores de los

vehículos se consideran como la principal fuente antropogénica, en particular

de formaldehído que es el carbonilo más común presente en la atmósfera.

La principal fuente secundaria son las reacciones atmosféricas a través de complejos

mecanismos de foto-oxidación que involucran compuestos orgánicos volátiles (COVs)

y óxidos de nitrógeno. Tanto las emisiones biogénicas como las antropogénicas de

hidrocarburos conllevan a la formación in situ de carbonilos (USEPA, 1999).

El mecanismo completo de foto-oxidación es muy complejo y no está del todo claro,

sin embargo este se basa en el hecho de que cuando los compuestos orgánicos

volátiles y los óxidos de nitrógeno están en la atmósfera y son irradiados por la luz

solar, se perturba su equilibrio en el estado foto-estacionario. Este estado se define

como el equilibrio entre dióxido de nitrógeno (NO2), óxido nítrico (NO) y ozono (O3).

Este equilibrio se mantiene teóricamente hasta que compuestos orgánicos volátiles

(entre ellos aldehídos y cetonas) son introducidos en la atmósfera, ya que estos

reaccionan con el radical hidroxilo (OH.), generado en reacciones secundarias, y

producen los radicales RO2 que oxidan el NO a NO2 destruyendo el estado foto-

estacionario. Los carbonilos también reaccionan con el OH. produciendo más

radicales RO2, lo cual lleva a los siguientes eventos:

• Acumulación de ozono.

• Oxidación de hidrocarburos a aldehídos y cetonas, lo cual continúa la

producción radicales HO2* y OH* (precursores del smog fotoquímico).


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Debido a lo anterior, es importante monitorear la presencia de aldehídos y cetonas en

el ambiente por su importante rol como generadores del smog fotoquímico y

productores de radicales libres lo cual lleva a la generación de otros contaminantes

secundarios.

Los compuestos carbonílicos son tóxicos y los efectos tóxicos más observados son

irritación de la piel, ojos y membranas nasofarinjales (Odabasi et al., 2005), además

de irritación pulmonar. Sin embargo la razón más importante de su estudio es que

algunos (como formaldehído y acroleína) se sospecha que presentan efectos

cancerígenos y por lo tanto su presencia en el ambiente es de gran preocupación

sobre la salud humana especialmente en ciudades altamente pobladas (Cerón et al.,

2007; Baez et al., 1995). Varios estudios en animales indican que la exposición a

altas concentraciones puede dañar los pulmones y otros órganos del cuerpo; además

de olores desagradables. Adicionalmente los aldehídos pueden ocasionar daños a la

vegetación (USEPA, 1999).


Se construyó una caja en estructura de aluminio y con material acrílico oscuro para

ser expuestas a la intemperie. En está, se colocó una bomba pequeña de vacío

conectada a un sistema de restricción de flujo y mediante una manguera que sale

fuera de la caja y se conecta al tubo de captura, el cual tiene un “denuder” acoplado.

En la figura 7, se muestra un diagrama del equipo utilizado para la colección de las

muestras de aire.


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Figura 7. Diagrama del equipo de muestreo para carbonilos

Como sistema de restricción de flujo se utilizó una válvula de aguja para regular el

flujo de muestreo a 1 litro por minuto. El “denuder” se fabricó utilizando un metro de

tubería de cobre de un cuarto de pulgada enrollado en forma de resorte con un

diámetro de 3 pulgadas al cual se acoplaron uniones de bronce provistas de férulas

de teflón para asegurar el tubo de muestreo.

Figura 8. “Denuder” utilizado para los muestreos

El “denuder” fue impregnado en su interior con una disolución saturada de yoduro de

potasio (KI). Para esto se hizo pasar la disolución saturada de KI a través del

“denuder” y se dejó reposar durante una hora, luego se vació y se dejó secar con una

corriente de nitrógeno de ultra alta pureza. Al “denuder” se le acopla en la entrada un

cono plástico para evitar la entrada de agua durante las lluvias.

Para los muestreos se utilizaron tubos de vidrio sellados que contienen gel de sílice

impregnado con 2,4-Dinitrofenilhidrazina, marca SKC (número de catálogo 226-119).


Página 34

Estos se mantienen en el congelador de la refrigeradora antes y después del

muestreo. El tubo de muestreo se llevó al campo y se rompieron ambos extremos de

este y se conectó al “denuder” y a la manguera de succión, respetando la dirección de

flujo de aire ya indicada en el tubo. Antes de iniciar el muestreo, el tubo se cubrió con

papel aluminio para bloquear el efecto de los rayos solares.

Posteriormente se encendió la bomba, se anotó el tiempo de inicio y se ajustó el flujo

de muestreo utilizando la válvula de regulación y un calibrador de flujo primario

marca Bios International, modelo DryCAL M. Se anotaron las condiciones iniciales de

temperatura ambiente y presión atmosférica. Finalmente se ubicó el tubo en un punto

elevado donde existe una buena circulación de aire.

Una vez transcurridas aproximadamente 24 horas de muestreo se visitó el sitio de

muestreo para medir el flujo de muestreo final, apagar la bomba, anotar el tiempo y

las condiciones ambientales finales. Se retiró el tubo, se le colocaron tapones

plásticos a ambos lados, se envolvieron en papel aluminio y se etiquetaron. Al llegar

al laboratorio se almacenaron en el congelador hasta un máximo de 30 días.

Tanto el procedimiento de muestreo como de análisis se basaron en los métodos

estandarizados ASTM D5197-03 y USEPA TO11A.

Una vez colectada la muestra, se quitó el tapón del extremo que corresponde a la

entrada de flujo de aire del tubo de muestreo, y se rompió dicho extremo con mucho

cuidado de tal manera que se pudiera accesar a su contenido.

Con una ganzúa se removió el tapón de fibra de vidrio y se vació el contenido en un

vial de 5 ml con tapa con sello de teflón. Luego se removió el segundo tapón de fibra

de vidrio y se vació el resto del contenido en el mismo vial.


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Utilizando una micropipeta se adicionaron 3 ml de acetonitrilo calidad para

cromatografía (marca Fisher, presentación “Optima”), se cerró el vial, se agitó

vigorosamente y se dejó reposar 30 minutos en la oscuridad o cubierto con papel

aluminio.

De cada vial se toma 1 ml del líquido supernatante a viales especiales para el

cromatógrafo, los cuales cuentan con tapa con septum de silicón con teflón. Luego se

colocan en el cromatógrafo permitiendo que estos se acondicionen a 20 ºC.

Para el análisis de los compuestos se utilizó un cromatógrafo líquido marca DIONEX

modelo ICS-3000 con las siguientes indicadas en el cuadro 9.

Cuadro 9. Descripción de los componentes del cromatógrafo ICS-3000.

Módulo Características

Automuestreador Modelo AS-1: con control de temperatura constante.

Compartimento para columnas Modelo DC-1: con control de temperatura constante.

Bomba Modelo DP-1: con gradiente para fase móvil.

Detector Modelo VWD-1: ultravioleta/visible de un solo canal.

Columnas Acclaim 120, Fase estacionaria C18 de 5 �m y 120 Å. Dimensiones: 4,6x250 mm. Con precolumna.

El equipo se configuró bajo las condiciones señaladas en el cuadro 10.


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Cuadro 10. Condiciones instrumentales empleadas en la determinación de carbonilos.

Flujo de fase móvil 1 ml/min

Gradiente de fase móvil, con rampa lineal

Tiempo (min) % Acetonitrilo %Agua desionizada

0 60 40

21,4 75 25

32,0 100 0

33,0 60 40

38 60 40

Gradiente forzado de temperatura de la columna

Tiempo (min) Temperatura (ºC)

0 30,00

11,7 20,00

31,0 30,00

Temperatura del automuestreador

20,00 ºC

Volumen de inyección 25 µl

Detector UV/VIS 360 nm

El cromatógrafo se dejó acondicionando con la fase móvil al menos una hora, antes

de iniciar el análisis, hasta que mostró una señal estable, posteriormente se cargaron

las muestras y se corrió el programa del equipo (Chromaleon versión 6.80 SR6) para

el análisis de los patrones de calibración y las muestras.

Para la preparación de la curva de calibración se utilizó una disolución madre

certificada que contenía una mezcla de 15 derivados de aldehídos y cetonas de 15

mg/l, marca SUPELCO con número de catálogo 4M7285-U. Este contempla los

siguientes compuestos: formaldehído, acetaldehído, acroleína, acetona,

propionaldehído, crotonaldehído, butiraldehído, benzaldehído, isovaleraldehído,


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valeraldehído, o-tolualdehído, m-tolualdehído, p-tolualdehído, hexaldehído y 2,5-

Dimetilbenzaldehído.

3.3.3. Resultados:

En el cuadro 11, se presentan los valores promedio y desviación estándar de los

principales carbonilos analizados en la ciudad de San José.

Cuadro 11. Resumen de los resultados de la concentración de aldehídos y cetonas en aire ambiente para San José.


Formaldehído Acetaldehído Acroleína Acetona Propionaldehído Crotonaldehído Butiraldehído

Media 2,53 2,45 0,06 1,66 0,10 0,05 0,08

Max 4,77 8,60 0,11 9,89 0,22 0,07 0,18

Min 0,42 0,24 0,01 0,07 0,03 0,03 0,02

S 1,02 3,14 0,03 2,89 0,05 0,02 0,03


Benzaldehído Isovaleraldehído Valeraldehído

o-Tolualdehído m-Tolualdehído

p-Tolualdehído Hexaldehído

Media 0,20 0,04 0,05 0,08 0,09 0,05 0,10

Max 0,33 0,08 0,09 0,35 0,22 0,13 0,17

Min 0,03 0,02 0,01 0,03 0,03 0,00 0,03

S 0,07 0,02 0,02 0,10 0,04 0,03 0,03

Tal como se puede observar en el cuadro 11, el formaldehído, el acetaldehído y la acetona resultaron ser las especies de mayor concentración. La relación formaldehído/ acetaldehído se utiliza para comparar los resultados de mediciones de carbonilos en distintas localidades (Grosjean y Williams, 1993). En ambientes rurales, los valores para esta relación van desde 1 hasta 10. Los valores de este cociente


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pueden reflejar la participación local de hidrocarburos reactivos naturales, cuya oxidación permite una mayor generación de formaldehído en comparación con el acetaldehído o la influencia de otras importantes fuentes de formaldehído como la combustión de madera (Hellin et al., 2006).

Por otra parte, en sitios urbanos, varios autores reportan valores entre 0,22 y 2,6 para este cociente (Shepson, 1989; Grosjean; 1982; Báez et al., 2001). El valor obtenido en las muestras analizadas para la ciudad de San José, corresponde a 1,03 sugiriendo que la participación local de hidrocarburos antropogénicos es importante en la generación de aldehídos en el sitio de muestreo.

La relación acetaldehído/propionaldehído ha sido propuesta como otro indicador del origen antropogénico de los aldehídos encontrados en muestras de aire ambiente, ya que el propionaldehído está asociado únicamente a fuentes antropogénicas (Anderson et al., 2006). El valor de este cociente para la ciudad de San José corresponde a 24,5. Dicho valor coincide con los reportados para centros urbanos con bajos niveles de contaminación.


Página 39

CONCLUSIONES:

Tal como se ha mencionado en informes anteriores, las concentraciones de algunos

contaminantes criterio del aire (PM10 y NO2) registrados en la ciudad de San José no

superan las normas establecidas para 24 horas (exposición aguda) sin embargo, en

algunos casos, presentan valores mayores al ser comparados con los límites máximos

declarados en el decreto 30221-SALUD para un período de un año. Lo anterior

evidencia, la necesidad de desarrollar políticas tendientes a abatir de forma gradual y

sostenida la contaminación atmosférica en San José con el fin de proteger a los

habitantes de la región de una exposición crónica sostenida a diversos contaminantes

del aire.

Al analizar los promedios anuales de PM10 registrados en la ciudad de San José en el

período 2004-2009, se puede observar que persiste una tendencia a mantener

controlados los niveles de este contaminante, ya que se presentan tasas de

crecimiento menores al 0,4% en el sitio de muestreo ubicado en la Junta de Educación

de San José. Entre los principales hechos que pueden explicar este comportamiento

se encuentran la mejora en la calidad de los combustibles (reducción del contenido

de azufre (S) en el combustible) y la operación efectiva del sistema de revisión técnica

vehicular. En esta misma línea, cabe resaltar como aspecto positivo que los niveles de

sulfato presentes en las partículas PM10 han venido decreciendo en forma gradual a

una tasa cercana al 5% anual desde el año 2007.

Se pudo evidenciar a partir de los resultados obtenidos, al estudiar las variaciones

estacionales de los contaminantes monitoreados, que los niveles más bajos se

presentan en época seca debido al incremento de la velocidad promedio del viento en


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el área metropolitana del país, generada por los vientos alisios provenientes del Mar

Caribe.

Es recomendable generar políticas públicas tendientes a mejor la vialidad en los sitios

de ciudad que persisten con valores de NO2 que superan la norma anual de la

Organización Mundial de la Salud y permitir una mayor sostenibilidad del crecimiento

urbano sin causar deterioro a la salud de sus habitantes, favoreciendo el uso de

transporte público sobre los vehículos individuales.

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