Especies iónicas y macromoleculares asociadas a partículas atmosféricas urbanas y su relación con contaminantes gaseosos

Abstract

RESUMEN: La mala calidad del aire en las ciudades es un persistente problema ambiental asociado fundamentalmente a la acelerada industrialización y urbanización de las regiones. La mayoría de los esfuerzos para su control se han enfocado en el desarrollo y aplicación de guías de calidad del aire que regulen los niveles máximos permisibles de contaminantes criterios por considerarlos de alto riesgo para la salud humana. El caso particular del estudio y control de las partículas atmosféricas (PA), se apoya en la evaluación de la concentración y tamaño de las PA, desestimando que las PA corresponden a una compleja mezcla que varia no solo en el tamaño y la morfología, sino también en sus características físicas, químicas y biológicas. Los aerosoles atmosféricos contienen una importante fracción de compuestos orgánicos, cuyo origen e identidad para la generalidad de los casos es desconocida; algunos de ellos son compuestos macromoleculares cuya estructura es semejante a los ácidos húmicos (HULIS) y a las proteínas repercuten en la formación de complejos de más alto peso molecular que afectan la visibilidad, son medio para iniciar reacciones químicas heterogéneas y acarreadores de sustancias tóxicas que se estabilizan al adsorberse en su superficie, incrementando su persistencia ambiental y por su toxicidad hacia el humano. En este trabajo se planteó el objetivo de identificar y evaluar la presencia de aniones y macromoléculas solubles en agua en PM10 y PM2.5 del AMCM, colectadas distintas regiones y en distintos meses de los años 2002, 2003 y 2004 y analizar las posibles asociaciones con gases criterio que coexisten en el mismo tiempo y espacio. Los resultados muestran que los extractos acuosolubles de las PM10 y PM2.5 contienen niveles variables de sulfatos, nitratos, cloruros, proteínas y sustancias similares a los ácidos húmicos particularmente la fracción soluble en agua que corresponde a los ácidos fulvicos; su distribución depende del tiempo y la región donde se muestrean las partículas. Las PA y los contaminantes gaseosos que las rodean comparten altas correlaciones, en vinculación con otras asociaciones menores de los compuestos acuosolubles evaluados, situación que sugiere cogeneración con fuentes emisoras similares o bien procesos de transformación atmosférica comunes.

ABSTRACT: Poor air in cities is a persistent environmental problem associated mainly with the accelerated industrialization and urbanization of the regions. The most efforts for its control have been focused on the development and implementation of air quality standards to establish maximum permitted levels of regulated criteria pollutants as high risk to human health. The airborne particulate matter (PM) study and control has been concerted on the evaluation of PM concentration and size, depreciated that airborne PM is a complex mixture of particles that vary not only in size and morphology, but also in their chemical, physical, and biological characteristics. Atmospheric aerosols contain a significant organic compounds fraction of origin and identity commonly unknown; some of them are macromolecular compounds with a comparable structure to húmic acids (HULIS), other ones are proteins and both of them have impact on the formation of higher molecular weight complex that affect the visibility, participate on the induction of heterogeneous chemical reactions and on the transport and stabilization of toxic substances due they are adsorb on particulate surface, increasing its environmental persistence and toxicity towards the human being and ecosystems. The main purpose of this work was identify and assess the presence of anions and macromolecules soluble in water from PM10 and PM2.5 collected at the Metropolitan Area of Mexico City (AMCM) in different regions and months of the 2002, 2003 and 2004 years and analyze the statistics associations with criteria gases that coexist at the same time and space. The data showed that water-soluble PM extracts contain varying levels of sulphate, nitrate, chlorides, proteins and substances similar to humic acids. Particularly, the humic acids water soluble fraction corresponded to fulvic acids; its distribution depended on time and the region where particles were collected. The PM and the surrounding gaseous pollutants shared high correlations, in connection with other minor association with the other water-solubles compounds evaluated. This outcome suggests cogeneration by similar emission sources either common air transformation processes.