Evaluación de la composición de metales en partículas atmosféricas del tipo PM10 en zona urbana colindante a pasivo ambiental en Zacatecas

Abstract

RESUMEN: La emisión de contaminantes a la atmósfera está alterando su dinámica natural y provocando importantes repercusiones a nivel global; entre los que destacan el cambio climático, la acidificación y eutrofización del medio físico y la destrucción de la capa de Ozono. Aunque existen numerosas fuentes naturales y antropogénicas de partículas atmosféricas que contaminan el aire, la minería es una de las fuentes más riesgosas para la salud humana y el medio ambiente. En el presente trabajo se realizó un estudio de la calidad del aire enfocado al material particulado de fracción respirable PM10 (partículas con un diámetro menor o igual a 10 micrómetros), en las instalaciones de la UPIIZ – IPN en la Ciudad de Zacatecas, México. Con el objetivo de monitorear las PM10 durante el periodo invierno 2018 - otoño 2019, y con ello analizar el porcentaje de composición de metales a lo largo de un año. La recepción de muestras se realizó a través de filtros de fibra de cuarzo; cuyo peso se determinó por método gravimétrico, realizando el monitoreo con el equipo automuestreador de aire PQ200, a una velocidad de flujo de 16.7 L/min. La digestión de muestras fue por microondas y el análisis de la concentración de metales se realizó a través de ICP−MS. Resultados mostraron que, la estación de primavera 2019 tuvo la mayor concentración de PM10 con 17.14 μg/m 3 y la estación de verano 2019 la menor concentración con 4.35 μg/m. Se determinó un promedio anual de 10.51 μg/m3, cumpliendo con el Límite Máximo Permisible de la media anual señalado en la NOM-025-SSA1-2014 y la guía de la OMS de 40 μg/m 3 y 20 μg/m respectivamente. En el análisis de composición de metales, los elementos más abundantes fueron el Al, Fe y Zn con 61.77%, 32.92% y 2.51%; con concentraciones máximas de 2,549.31 ng/m , 1,707.78ng/m3, y 179 ng/m3, respectivamente. A su vez, los elementos menos abundantes fueron el Co, U y Tl con 0.01%, 0.01% y 0.004%; con concentraciones máximas de 0.42 ng/m, 0.19ng/m3 y 0.27 ng/m3 respectivamente. ABSTRACT: The emission of pollutants into the atmosphere is altering its natural dynamics and causing major global impacts. Among these impacts, the following stand out: climate change, acidification and eutrophication of the physical environment and the destruction of the Ozone layer. Although there are numerous natural and anthropogenic sources of atmospheric particles that pollute the air, mining is one of the most hazardous sources for human health and the environment. In the following paper, an air quality study focused on the particulate matter of the respirable fraction PM10 (particles with a diameter less than or equal to 10 micrometers) was carried out at the UPIIZ - IPN facilities in the municipality of Zacatecas, Zac. The main purpose of the study was to monitor PM10 during the winter 2018 - winter 2019 period and, thus analyze the percentage of metal composition over a year. The simples were received through quartz fiber filters; whose weight was determined by gravimetric method, performing the monitoring with the PQ200 air autosampler equipment, at a flow rate of 16.7 L/min. The samples were digested by microwaves and the analysis of the concentration of metals was carried out by ICP−MS. The results obtained are that the spring season 2019 had the highest concentration of PM10 with 17.14 μg/m and the summer season 2019 the lowest concentration with 4.35 μg/m33. An annual average of 10.51 μg/mwas determined, complying with the annual average MPL indicated in NOM-025-SSA12014 and the WHO guideline of 40μg/m3 and 20 μg/m3 respectively. Likewise, in the metal composition analysis, the most abundant elements were Al, Fe and Zn with 61.77%, 32.92% and 2.51%; with maximum concentrations of 2,549.31 ng/m ng/m3, and 179 ng/m3, respectively. The least abundant elements were Co, U and Tl with 0.01%, 0.01% and 0.004%; with maximum concentrations of 0.42 ng/m 3 and 0.27 ng/m 3 respectively. The relationship between the meteorological parameters involved in the study was also determined through Spearman's correlations. According to the humidity−weight correlation with r = −0.54 through Spearman; increasing humidity decreases the concentration of PM10.Likewise, the relationship between one metal and another was determined, where Cr−Ni correlation with r = 0.89 suggests that these metals come from the tailings of the El Bote mining unit, in the State of Zacatecas. 3, 1,707.78 , 0.19 ng/m3