Caracterización química y distribución de iones inorgánicos e hidrocarburos en el material particulado atmosférico del sureste español

Abstract

En las últimas décadas, el material particulado ha sido y sigue siendo, objeto de estudio y control por tratarse de uno de los contaminantes que causa daños, tanto a la salud, como a los ecosistemas, el mantenimiento de las construcciones, etc. La materia particulada es nociva, tanto por su tamaño, como por su composición, dependiendo estas características de diversos factores, como son sus fuentes de emisión o la meteorología. En la investigación realizada se estudia la composición de la PM en iones inorgánicos solubles e hidrocarburos (n-alcanos y PAH) en la ciudad de Elche, un escenario urbano mediterráneo, pero con la peculiaridad de presentar la mayor concentración de palmeras de toda Europa. El periodo de estudio ha resultado tener una meteorología atípica, pues se registraron elevadas tasas de precipitación y un reducido número de días bajo la influencia de periodos de estabilidad atmosférica. Por primera vez en la ciudad, se han obtenido datos sobre la fracción submicrométrica (PM1). Este tamaño de partícula resulta ser potencialmente más nociva para la salud por penetrar a niveles más profundos del sistema respiratorio, y esto ha suscitado el interés de los investigadores en los últimos años. Los resultados obtenidos en el estudio de los iones inorgánicos solubles en agua, se compararon con datos anteriores de la misma zona, observándose una disminución de la concentración de la mayoría de estos iones, al igual que de los hidrocarburos, a causa de la meteorología acontecida durante el año de estudio, de la disminución de gases precursores y de la caída de la actividad de construcción debido a la crisis de los últimos años. Se realizaron análisis de PCA para identificar el origen de los compuestos inorgánicos asociados a la fracción submicrométrica, obteniéndose tres fuentes principales: secundario a (NH4)2SO4 y NH4NO3, tráfico y resuspensión de polvo del suelo. Con este trabajo también se pretende ampliar el conocimiento sobre los niveles de PAH y registrar los primeros datos sobre n-alcanos en la zona. Los resultados de los análisis de Cmax, CPI y %WNA revelaron que, aunque la fuente predominante de nalcanos sea antropogénica, en la ciudad de Elche hay una mayor influencia de los hidrocarburos biogénicos frente a otras áreas urbanas, sobre todo en verano, debido a la emisión de las numerosas palmeras repartidas por toda la ciudad.

In the last decades, the particulate material has been, and still is, an object of study and control because it causes damages to the health, to the ecosystems, to maintenance of the constructions, etc. Particulate matter is harmful, both because of its size and because its composition, depending on these characteristics of several factors, such as emission sources or meteorology. The studies carried out are focused on the composition of the PM in soluble inorganic ions and hydrocarbons (n-alkanes and PAH) in the city of Elche, a Mediterranean urban location, but with the peculiarity of presenting the highest concentration of palm trees in Europe. The study period had an atypical meteorology, with high precipitation rates and a reduced number of days under the influence of atmospheric stability. For the first time in the city, information about submicron fraction (PM1) has been obtained. This particles turns out to be potentially more harmful to the health because are able to penetrate deep into the human respiratory system, and this has caused the interest of many researches in the last years. The results obtained in the study of soluble inorganic ions in water were compared with previous known data from the same area. A decrease in the concentration of most of these ions, as well as in the hydrocarbons, has been observed, due to the meteorological conditions during the study period, to the decrease of gaseous precursors and to a fall in the construction activities. PCA analyses were employed to distinguish the origin of the inorganic compounds associated with the PM1 fraction, and three main sources have been identified: secondary (NH4)2SO4 and NH4NO3, local traffic, and soil dust. This work also tries to extend the knowledge on PAH levels and to register information on n-alkanes, for the first time in the city of Elche. Cmax, CPI and %WNA results revealed that, although there were a predominant contributions of anthropogenic sources to n-alkanes levels, in the city of Elche there was a major influence of biogenic hydrocarbons emissions, compared to other urban areas, especially in summer, due to the emission of the numerous palm tree groves distributed spread over the city.