Contribución de fuentes de material particulado atmosférico en zonas industriales complejas

Autor: Millán Martínez, María
Přispěvatelé: Sánchez-Rodas Navarro, Daniel Alejandro, Rosa Díaz, Jesús de la, Universidad de Huelva. Departamento de Química 'Profesor José Carlos Vílchez Martín'
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2022
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Popis: La contaminación atmosférica procedente de la actividad industrial suscita especial interés en la comunidad científica, dado el impacto que puede provocar en la salud humana y en los ecosistemas. Entre los principales contaminantes se encuentra el material particulado atmosférico (PM), cuya composición química depende en gran medida de sus fuentes de origen. El PM de origen industrial puede contener compuestos y metales particularmente dañinos para las personas. Además, en función de las condiciones meteorológicas, las emisiones industriales pueden impactar directa o indirectamente sobre núcleos urbanos cercanos. Es por ello que surge la necesidad de profundizar sobre la caracterización química y la cuantificación de la contribución industrial al PM. En el presente trabajo de investigación se realiza un estudio sobre la contribución de fuentes del PM en zonas industriales complejas. En primer lugar, se ha tenido en cuenta el entorno de La Ría de Huelva por los importantes polígonos industriales que albergan sus alrededores. Aunque el impacto industrial ha sido ampliamente estudiado en el núcleo urbano de Huelva, se consideró también una zona urbana próxima a las industrias (La Rábida). Las concentraciones de PM10 obtenidas en el período 2015-2017 son similares a las observadas en entornos urbanos. No obstante, su composición se caracterizó por altos niveles de Cu, Zn y As, especialmente en La Rábida. El estudio de contribución de fuentes desveló una fuente industrial de PM10, cuyo principal emisor es la metalurgia de Cu. Dicha fuente se mantiene como la principal responsable de altas concentraciones de As en Huelva. Además, se identificó en La Rábida una segunda fuente de As que es debida a la manipulación de graneles de sulfuros polimetálicos en la zona portuaria. Gracias a los análisis de especiación de As, se pudo discriminar la fuente de este metaloide. Con objeto de caracterizar las principales anomalías geoquímicas a nivel regional se realizó un estudio de contribución de fuentes en estaciones representativas de Andalucía. Se consideró, además, la influencia de los episodios de intrusión de masas de aire norteafricanas (NAF) sobre los niveles de PM y su composición química. Aparte de observarse un incremento de los niveles de PM10 durante estos eventos, los elementos traza de origen industrial (p. ej. As, V o Cr) mostraron también concentraciones más altas. A pesar de que se produjo un mayor aumento de las fuentes naturales bajo episodios NAF, se comprobó que las fuentes antropogénicas (tráfico, regional e industrial) aumentan su contribución en un 50%. Por tanto, empeoraría la calidad del aire durante estos días, no sólo por los altos niveles sino además por incorporar elementos potencialmente tóxicos, siendo necesario que se tomen acciones para evitar en la medida de lo posible las emisiones antropogénicas. Finalmente, teniendo en cuenta la excepcional situación durante el año 2020 debido a la Covid-19, se evaluó la composición química de elementos traza en PM10 en Andalucía. En este sentido, se prestó especial interés a la etapa de confinamiento, en la que sólo se mantuvieron activos los servicios esenciales. Se ha destacado un claro descenso de los elementos asociados a las emisiones de tráfico durante el confinamiento en comparación con períodos anteriores y posteriores. La disminución de las emisiones de tráfico se corroboró con la caída acusada de los niveles de NO2 a partir de marzo de 2020. Atendiendo a las concentraciones de los elementos derivados de emisiones industriales específicas, se observaron diferentes tendencias. Mientras que en la Bahía de Algeciras no se aprecia un descenso relevante de la actividad industrial en los meses de confinamiento, las emisiones en la región cerámica de Bailén y en Huelva (fundición de Cu) sí disminuyeron durante dicho período. No obstante, a nivel anual se ha observado la persistencia de las mismas anomalías geoquímicas que ya se han registrado en años anteriores.
Air pollution originating from industrial activities is a matter of interest for the scientific community since it can seriously affect to human health and the environment. One of the main pollutants is atmospheric particulate matter (PM), which is comprised of a high variety of chemical compounds and elements, depending basically on its origin sources. In this sense, industrial PM is characterized by its high content in particularly hazardous compounds and metals for the organism. Furthermore, under specific meteorological conditions, industrial emissions can impact at nearby urban areas. For this reason, deepening the chemical characterization and quantification of the industrial contribution to PM. In the present research work, a PM10 source contribution analysis has been developed in complex industrial areas. First of all, the estuary known as La Ria de Huelva, since important industrial estates are located in its surroundings. Even though, the industrial impact over the city of Huelva has been highly studied and characterized, an urban area next to the industries (La Rabida) has also been considered. PM10 concentrations observed during the period 2015-2017 are similar to those observed at urban backgrounds. However, its chemical composition is characterized by high Cu, Zn and As concentrations, particularly at La Rabida. Attending to PM10 source contribution analysis, an industrial source derived mainly from a Cu smelter factory is observed. This source is the major contributor to the high As concentrations registered at Huelva and La Rabida. Furthermore, a second As source related to the handle of polymetallic sulfides in a port area has been identified at La Rabida. By As speciation analysis it has been possible to differentiate between both sources. With the aim of characterizing the main geochemical anomalies at regional level a contribution source analysis has been developed at representative monitoring sites of Andalusia. Likewise, the influence of North African air masses (NAF) over PM10 levels and its chemical composition has been considered. Apart from the increment observed in PM10 concentrations, trace elements from industrial origin (e.g. As, V or Cr) also showed higher concentrations during these events. In spite of the increased contribution of the natural sources (crustal and seasalt) under NAF, it was also observed a 50% gain of the anthropogenic sources (traffic, regional and industrial). Consequently, a poorer air quality is found during these days due to the high PM levels and its content in hazardous elements. This fact should be taken into account by proper authorities in order to reduce anthropogenic emissions as far as possible. Finally, PM10 anthropogenic emissions and their chemical composition at a regional level have also been studied during 2020. Covid-19 pandemic conferred an exceptional situation to evaluate air quality, especially during population confinement months, when just essential services were kept. The results inferred a clear decrease of those related to traffic emissions during the lockdown period. This diminution was corroborated with the sharp drop of NO2 levels since March 2020. Regarding PM10 trace elements from specific industrial emissions, different trends have been observed. At Algeciras Bay industrial area it was not noted a relevant decrease of the emissions during the confinement moths. Nevertheless, in the ceramic region of Bailen and in Huelva (Cu smelter) a reduction of the industrial emissions was observed during the lockdown. Furthermore, an analysis of PM10 trace element concentrations during the whole 2020, has shown the continuation of the geochemical anomalies already observed in previous years.
Databáze: OpenAIRE
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