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CONCENTRATIONS AND GAS-PARTICLE PARTITION OF POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS IN AMBIENT AIR OF A MEDIUM-SIZED ANDEAN CITY
No full textCities in emerging countries are facing a fast growth and urbanization; however, the study of air pollutant emissions and its dynamics is scarce, making their populations vulnerable to potential effects of air pollution. This situation is critical in medium-sized urban areas. This study studied concentrations in the gas and particles phase, and gas–particle partition behavior of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the ambient air of the medium-sized Andean city of Manizales (398830 population and 2150 m.a.s.l.). High-volume samplers with quartz fiber filters (QFFs) and polyurethane foams (PUFs) were used to collect PAHs in both gaseous and particulate phases (TSP fraction). Monitoring was carried out in 3 zones of the city, 20 samples per site, from July to September 2018, following the TO-13A EPA method. Each site had characteristic emission sources dominated by fossil fuel combustion. The EPA's 16 priority-controlled PAHs species were measured using triple quadrupole gas chromatography equipped with a mass-selective detector (GCMS). The total PAH concentrations (particle + gas) ranged from 11.5 ng/m3 to 35.2 ng/m3 (average of 19.6 ng/m3) for the urban center site; from 7.1 ng/m3 to 33.5 ng/m3 (average of 18.0 ng/m3) for the residential/commercial site; and from 13.9 ng/m3 to 114.4 ng/m3 (average of 31.5 ngm3) for the industrial site. The dominated concentration of PAHs in the particle fraction accounted for 64–75% of total particle-bond PAHs, including mainly: Benzo[b]fluoranthene, Benzo[ghi]perylene, Benzo[a]pyrene, Indeno[1,2,3-cd]pyrene and Pyrene. On the other hand, gaseous fraction was dominated by Phenanthrene, Pyrene, Fluoranthene, Fluorene and Naphthalene, comprising 84–86% of total gaseous PAHs. The concentration of gaseous fractions of PAHs at the three sampling sites ranged from 43% to 90% of the total PAHs in the gas–particle systems; and gaseous PAHs were predominant in 90% of the samples. The gas-particle distribution was analyzed through several approaches such as the relationship of the partitioning coefficient including ambient temperature and the logarithm of the sub-cooled vapor pressure, also the octanol-air partitioning coefficient of PAHs. Results provide the baseline for ongoing research in atmospheric modeling and urban air quality, in order to improve the understanding of these air pollutants
EVALUACIÓN DE LAS CONCENTRACIONES ATMOSFÉRICAS DE PM10 Y PM2.5 EN EL CASCO URBANO DEL MUNICIPIO DE VIJES - VALLE DEL CAUCA
No full textEste estudio presenta una evaluación de las concentraciones atmosféricas de PM10 y PM2.5 en el municipio de Vijes-Valle del Cauca realizadas durante los meses mayo, junio y julio, del año 2019. Simultáneamente se realizaron mediciones de variables climatológicas lo cual permitió conocer la meteorología del área en estudio para la interpretación de los resultados asociados a la concentración de material particulado presente en la atmosfera del casco urbano del municipio. Con base en los resultados del monitoreo y de la normatividad ambiental se le determino el índice de calidad del aire. Para alcanzar los objetivos del presente estudio, se Inter calibraron sensores ópticos Shinyei contra equipos BAM y TEOM del DAGMA, se realizó monitoreo para material particulado (PM), se midieron variables macroscópicas para hacer el estudio meteorológico del municipio, y, por último, se procesó la información obtenida y se correlaciono con las fuentes emisoras. Cabe mencionar que, esta es la segunda fase de estudio de la calidad del aire del municipio por lo cual el único histórico existente reportado en la literatura corresponde a la tesis de maestría de Contreras R. (2017)
ANÁLISIS ARIMA PARA SERIES DE TIEMPO DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS: DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA Y EPISODIOS EXTREMOS
No full textIntroducción: Dada la importancia del monitoreo y pronóstico del estado de la calidad del aire en áreas urbanas, es necesario avanzar en el desarrollo de herramientas alternativas para la adecuada gestión del recurso atmosférico.Objetivo: Estudiar series de tiempo de PM2.5, PM10 y O3 en la ciudad de Bogotá (Colombia) mediante modelos ARIMA para evaluar su relación temporal (horaria/diaria/semanal/mensual), distribución geográfica y pronosticar estados excepcionales de prevención/alerta/emergencia en relación a la calidad del aire.Metodología: Se utilizó la información de diez estaciones de monitoreo de calidad del aire en Bogotá. El período de estudio fue de 11 años (2007-2017). Se calcularon correlaciones entre estaciones de monitoreo y contaminantes atmosféricos como fase preliminar al desarrollo de modelos ARIMA. Se estudió el comportamiento geográfico de los contaminantes a partir de su estructura ARIMA. Se detectaron también valores atípicos de concentración mediante la metodología ARIMA y se analizaron con respecto a la normatividad colombiana. Los episodios extremos fueron analizados en relación a las condiciones climáticas que pudieron favorecer su ocurrencia.Resultados: Los modelos ARIMA sugirieron una sectorización en relación al comportamiento temporal de los contaminantes, especialmente bajo una escala de tiempo diaria. Las diferencias se presentaron principalmente en el término MA (promedios móviles) de los modelos desarrollados. Este término estuvo asociado con la variabilidad de las concentraciones de contaminantes. En el caso del PM10 se identificó la siguiente distribución geográfica: noroccidente (1,1,5), centro-suroccidente (1,1,6-9) y suroriente (1,1,4). Para PM2.5 la distribución fue la siguiente: norte (1,1,10), centro (1,1,4) y suroccidente (1,1,9). La distribución para O3 fue noroccidente (1,1,4), centro (1,1,9) y sur (1,1,5). Los resultados ARIMA mostraron que a nivel diario los episodios extremos asociados a estados de prevención/alerta se presentaron entre las 6-10 a.m. para PM, y entre las 11 a.m.-4 p.m. para O3. A nivel mensual los episodios extremos se registraron en febrero (14,1%), enero (13,5%) y marzo (12,2%). Adicionalmente, los rangos identificados para las variables climáticas asociadas con estos episodios extremos fueron: dirección del viento (suroccidente, entre 169-268°), precipitación (46,5-55 mm), temperatura (14,5-15,1 °C) y radiación solar (186-211 W/m2). Estos rangos sobrepasaron los promedios mensuales multianuales
Evaluación del potencial de reducción de emisiones para diferentes tecnologías vehiculares y fuentes energéticas usadas en el transporte de pasajeros; caso de estudio Bogotá
No full textLos vehículos de transporte de pasajeros son una fuente importante de contaminantes atmosféricos en las ciudades. Las emisiones vehiculares se producen por el tubo de escape (emisiones directas); así como en la producción de la fuente energética (emisiones well-to-wheels -WTW-) y por la resuspensión de polvo en las vías y la abrasión. Se han propuesto diferentes alternativas para reducir emisiones vehiculares como la implementación de tecnologías vehiculares más modernas (Euro IV a Euro VI), o el cambio de la fuente energética (i.e. electricidad o gas natural). Cada categoría de vehículos tiene un potencial máximo de reducción de emisiones el cual se logra con la sustitución de todos los vehículos actuales por una tecnología más moderna u otra fuente energética. Sin embargo, en muy pocos estudios se determina este potencial incluyendo todos los tipos de emisiones. El objetivo de esta investigación es estimar el potencial de reducción de emisiones para diferentes tecnologías vehiculares y fuentes energéticas usadas en el transporte de pasajeros. Se incluyen las emisiones directas, WTW, por resuspensión y abrasión. Las emisiones directas se calcularon empleando el modelo COPERT5; se implementó el Software OpenLCA para estimar las emisiones WTW, y las emisiones por resuspensión y abrasión se calcularon usando la metodología EMEP. Se incluye los contaminantes CO, PM2.5, SO2 y NOx; y las emisiones de gases de efecto invernadero (CO2-Eq). Los vehículos se clasificaron en cinco categorías: autos particulares, taxis, motocicletas, buses de transporte público, y buses de tránsito rápido BRT-TransMilenio. El potencial de reducción de emisiones se determina sustituyendo todos los vehículos actuales pertenecientes a una categoría por un 100% de vehículos de esa categoría usando tecnologías más modernas (Euro IV a VI), u otra fuente energética (gas natural o electricidad). Se utilizó el Análisis de Componentes Principales (PCA) para reducir el número de variables y facilitar los análisis. Los vehículos eléctricos presentan el mayor potencial en la reducción de emisiones incluso incluyendo todos los tipos de emisiones. Sin embargo, para el caso del CO2-Eq y el SO2 este potencial depende fuertemente del mix de energía que se utilice
Estimación del consumo de combustible y las emisiones de un vehículo de servicio pesado con mezcla diésel - nano aditivo en condiciones reales de conducción.
No full textEn las ciudades del Ecuador la contaminación del aire producto de la combustión de hidrocarburos, en los últimos años ha alcanzado niveles alarmantes, entre las causas de este problema están su propio emplazamiento al estar situadas a alturas considerables como es el caso del Distrito Metropolitano de Quito que se encuentra a una altura promedio de 2850 m. En la presente investigación se realizan mediciones de consumo de combustible y emisiones contaminantes en un vehículo de servicio pesado bajo condiciones reales de conducción. El propósito es evaluar desempeño del motor Diesel en cuanto a sus emisiones de CO2 en % V, CO en % V, HC en ppm, NOx en ppm, material particulado (MP2.5) en % mg/m3 y el consumo de combustible en Km/galón al utilizar una mezcla de combustible diésel y nano aditivo a base a óxido de cerio. Para el desarrollo del experimento se estableció un ciclo de ruta de 27.41 Km considerando las características de circulación de este tipo de vehículos pesados en la ciudad, el punto más alto está ubicado a 3064 m y el punto a menor altura está a 2525 m, el vehículo es operado con una carga al 70% del máximo de su peso vehicular combinado permitido por las autoridades de regulación y control. Se realizan 5 repeticiones por cada combustible, diésel base y mezcla diésel – nano aditivo para una concentración de 250 ppm en el diésel. Las mediciones se realizan con equipos portátiles AXION y MPM-4 instalados en el vehículo de pruebas que permiten la obtención de datos segundo a segundo. Los resultados obtenidos fueron analizados estadísticamente mediante el empleo de gráficas de control, del experimento de obtienen los siguientes resultados preliminares una reducción del material particulado del 27,1% para la mezcla combustible, aumento de NOx de 24,9% y HC de 24,2% respectivamente en comparación con diésel base. En cuanto al consumo de combustible se obtiene una reducción del 1% para la mezcla combustible, en relación al diésel base
Towards an Improved Understanding of the Air Quality Problems in Latin America
No full textThis work presents the formulation and pilot application of the Urban Air Quality Management Capabilities Index (CECA). This composite index offers a comprehensive and systematic analysis of a city’s capacity to formulate and implement air quality management (AQM) strategies. CECA is comprised of 31 indicators organized across nine dimensions and three components. A first component addresses technical capabilities in three dimensions including air quality measurements, understanding of emission sources, and use of modeling tools. A second component refers to data managing capabilities in the dimensions of data validation and analysis, level of data usage and dissemination. The third component is related to the enabling capabilities to lead air quality improvements. This component includes institutional, policy and regulation, and implementation potential dimensions. Each CECA indicator is calculated from the responses that local authorities give to a questionnaire. For each indicator, a specific analytical scoring scale has been defined. CECA formulation and pilot application leaded to relevant information on the needs and possibilities for cities in Latin America to implement basic and rapid actions to reduce air pollution. Within the ten Latin American cities included in the pilot study, Mexico City and Santiago stand out for leading urban AQM capabilities. They have integrated technical knowledge into long-term AQM plans and implementation strategies. Consequently, both cities have managed to strengthen their institutions and policies to set effective command and control mechanisms, while proposing incentives for technological improvements. The group of cities with CECA intermediate and low scores evidenced that AQM is starting to emerge in the region. An essential aspect to improve across such cities is the transition to a comprehensive AQM, that goes much further than monitoring. The application of CECA on multiple cities is a way to promote an interchange of experiences along similar countries, this kind of platform has the potential to strength learning processes and promote interactions among cities in finding solutions. As a further action, CECA approach seeks to encourage urban AQM as a priority that demands a comprehensive view and multisector action at local and national scales.
Impacto del día sin carro en las emisiones de CO2e y PM2.5 en ciudades intermedias – Ibagué como caso de estudio
No full textMúltiples ciudades en Colombia y en América Latina han implementado la jornada del día sin carro para promover la reducción de los impactos ambientales del transporte y para concientizar a la población sobre las consecuencias de la dependencia del transporte privado en la movilidad. Sin embargo, los resultados de casos de estudio previos no son concluyentes en los beneficios ambientales que generan dichas jornadas. En este estudio se propone una metodología para cuantificar los impactos ambientales de medidas como la del día sin carro en ciudades intermedias, y se aplica al caso de Ibagué en 2018. El análisis se enfoca en las emisiones de material particulado fino (PM2.5) y dióxido de carbono equivalente (CO2e) generadas por la flota vehicular. Las emisiones se estiman en función de la actividad del transporte, utilizando factores de emisión y factores de rendimiento del combustible representativos para la flota de Ibagué. Para determinar los cambios en la actividad del transporte durante la jornada se hicieron conteos vehiculares en vía. Adicionalmente, se realizaron encuestas para entender mejor los patrones de sustitución modal cuando hay una restricción de circulación vehicular como la del día sin carro. Los resultados muestran que los viajes en modos no motorizados (bicicleta y caminata) se duplicaron respecto a días sin la restricción. Se estimaron incrementos entre 5% y 52% en las emisiones netas de PM2.5 en la hora pico de la mañana en el día con restricción; y reducciones entre 16% y 60% en las emisiones de CO2e en el mismo periodo, respecto a días sin la restricción. Dado que el impacto ambiental depende de múltiples factores, los resultados difieren entre vías y segmentos vehiculares. Este estudio aporta en dos direcciones. Por una parte, se presenta una propuesta metodológica para cuantificar el impacto ambiental de jornadas como la del día sin carro, que puede ser replicada en otras ciudades del país. Por otra parte, da elementos técnicos para un mejor entendimiento de los factores que determinan el impacto ambiental del transporte y que hacen que la jornada pueda tener un beneficio ambiental, y se dan recomendaciones en este sentido
OPERACIÓN DE EQUIPOS PARA EL TRATAMIENTO DE MATERIAL PARTICULADO Y GASES: CURVAS E IDONEIDAD
No full textLa instalación y operación de equipos para el tratamiento de material particulado y gases, es sin dudas una de las actividades que no pueden ser obviadas en las estrategias para mejorar el desempeño ambiental de procesos industriales, actividades comerciales y domésticas. Su uso masificado en otras latitudes es contrastante con la realidad colombiana, en donde la manufactura y oferta de equipos es exigua, el conocimiento técnico de sus principios y curvas de operación es escaza, los montajes tienden a fallar por errores de ingeniería de concepto, diseño y detalle y, donde la predominancia de proyectos exitosos se realiza llave en mano por parte de empresas extranjeras. Para coadyuvar al sector industrial en el cumplimiento y sobrepaso de la normativa ambiental, reducir el riesgo ambiental, ocupacional y a la salud pública de las emisiones, se desarrolló un trabajo experimental para construir las curvas de operación de los principales equipos más demandados para el tratamiento de gases y material particulado. Luego de recrear diferentes tipos y condiciones a las que una emisión es generada, y probar distintos valores de las principales variables que rigen un proceso de tratamiento, se logró construir sendas curvas de operación para los equipos de tratamiento de partículas, a saber: precipitador electrostático – ESP (por sus siglas en inglés), filtro de mangas y ciclón. También, para el abatimiento de la concentración de gases, como la torre de absorción reactiva y no reactiva, comúnmente conocida como scrubber. Estas curvas son una herramienta útil para comprender el fenómeno físico y/o químico de tratamiento, para conocer la capacidad real instalada para lograr mitigar la carga contaminante, y tomar la mejor elección para la instalación de una unidad, de un sistema en serie o en paralelo, o de un tren de tratamiento
LINEAMIENTOS DE LA MEDICIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN CUANTO A MONÓXIDO DE CARBONO (CO) Y SU IMPLEMENTACIÓN EN PROGRAMAS DE SEGUIMIENTO Y MONITOREO
No full textLa calidad del aire es un aspecto de interés común en cuanto a salud pública y salud ambiental que abarca el monitoreo de diversos contaminantes criterio, debido a la afección que pueden llegar a causar. Entre los contaminantes criterio se encuentra el Monóxido de Carbono, el cual puede llegar a causar la muerte por intoxicación y diversos problemas ambientales, como contaminante precursor de Dióxido de carbono (CO2) y Ozono (O3). Este contaminante hace presencia principalmente en los centros urbanos, ya que es emitido por fuentes fijas y fuentes móviles, debido a ello se dio a la tarea de recopilar los lineamientos para la medición de CO de acuerdo al CFR y Manuales Nacionales para el diseño y Operación de Sistemas de Vigilancia de Calidad del Aire, dando así como resultado el diligenciamiento correcto de una ficha de seguimiento y monitoreo del contaminante en cuestió
CREACIÓN DE LA AGENCIA NACIONAL DE CALIDAD DEL AIRE PARA LA GESTIÓN DEL RECURSO ATMOSFÉRICO
No full textUno de los problemas con mayor crecimiento a nivel mundial son los relacionados con la atmósfera, lo que permite que los estados tomen acciones de alta eficacia para poder conocer los estados de emisiones e inmisión y así establecer políticas claras para la prevención y control de emisiones atmosféricas. En nuestro país al tener un monitoreo deficitario no es posible tomar acciones claras y precisas cuando se presenten episodios de contaminación que llevan a declarar las alertas ambientales, así como las diferencias en la forma de abordar los problemas de calidad del aire, esto debido al tener disparidad de criterios al abordar un tema tan específico. Es por lo anterior y muchas otras razones que la creación de una Agencia en Calidad del Aire (ANCA) permitirá fortalecer la capacidad institucional y de gestión del estado en cuanto a la formulación y aplicación de la política de prevención y control de la calidad del aire.JOSE ALEJANDRO MURAD PEDRAZAIng Ambiental y Sanitari