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Evaluación de Compuestos Orgánicos Volátiles en el
Área Metropolitana de Monterrey
DR. MIGUEL MAGAÑA REYES
BIOL. SALVADOR BLANCO JIMÉNEZ
Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático
Monterrey, Nuevo León, 3 de Septiembre de 2015
Investigación sobre Compuestos Orgánicos
Volátiles
Integrantes del Grupo de Trabajo de Investigación sobre COVs
México
Japón
Dr. Miguel Magaña, INECC*
Dr.Takuro Watanabe*
Biol. Salvador Blanco Jiménez, INECC**
Dr.Toshiyuki Tanaka**
M. en B. Adriana Hernández Flores, UAM-I
Dr. Tsuneaki Maeda
Dr. Jorge Koelliker, CENAM
Dr. Naohide Shinohara
Q.F.B. Francisco Rangel, CENAM
Dr. Shinii Wakamatsu
*Líder de grupo
** Sublíder de grupo
2 de 18
Objetivo General de los estudios de COVs
Determinar a partir de una campaña de muestreo de
aire ambiental, un diagnóstico de Compuestos Orgánicos
Volátiles (COVs), tóxicos y/o fotorreactivos presentes en
tres sitios del AMM, que proporcione información sobre
su contribución y su asociación con sus fuentes
potenciales de emisión.
3 de 19
Sitios del AMM en donde el INECC realizó la
colecta de muestras de COVs
San Bernabé
San Nicolás
Santa Catarina
Área Metropolitana de Monterrey
13 – 17 oct 2014
4 de 19
¿Qué y como se analizó?
¿Qué resultados se lograron?
Método EPA TO14A
Estándar PAMS J58
Equipo analítico de Hidrocarburos
Precursores de ozono (GC/FID)
Método EPA TO15
Estándar Linde
Equipo de muestreo de COVs: canisters
SUMMA
Datos Obtenidos
Composición: Qué especies químicas y
en qué concentración se detectaron en
las muestras estudiadas.
Equipo analítico de COVs tóxicos
(GC/MSD)
Resultados alcanzados
- Caracterización de los niveles de contaminación
ambiental por COVs tóxicos y precursores de ozono en los
sitios estudiados.
- Formación Potencial de Ozono (basados en factores MIR)
- Indicios de las fuentes emisoras de algunos de los
contaminantes detectados.
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Especiación y concentración de COVs en la
AMM 2014
ethanol (ethyl alcohol) (I)
propane (GLP, I)
2-hexanone (Methyl butyl ketone) (I)
acetone (I)
4-methyl-2-pentanone (methyl…
2-propanol (isopropyl alcohol) (I)
hexachloro-1,3-butadiene (I)
1,4-dichlorobenzene (I)
1,2,4-trimethylbenzene (C, I)
n-butane (GLP, C)
dichloromethane (methylene…
n-hexane (I, C)
ethyl acetate (I)
1,4-dioxane (I)
ethane (I, C)
2-butanone (methyl ethyl ketone) (I)
isobutane (GLP, I)
acrolein (2-propenal) (I, C)
toluene (C, I)
isopentane (C, I)
naphtalene (I, C)
ethylene (I, C)
1,2,4-trichlorobenzene (I)
propylene (I, C, B)
MTBE (C )
n-pentane (C, I)
acetylene (C, I)
1-pentene (C )
p-ethyltoluene (1-ethyl-4-…
styrene (I, C)
p-xylene (I, C)
1,3,5-trimethylbenzene (mesitylene)…
cyclohexane (C, I)
benzene (C, I)
o-xylene (I, C)
carbon disulfide (I)
1,1-dichloroethylene (I)
methyl methacrylate (I)
1,2-dichlorobenzene (I)
vinyl acetate (acetic acid ethenyl…
0
I = Industria (procesos o productos industrializados,
incluyendo productos de uso doméstico)
C = Quema de combustibles o emisiones evaporativas o
fugitivas de combustibles
B = Biogénicos
San Nicolás
418 ppbV
San Bernabé
830 ppbV
Santa Catarina 1051 ppbV
25
50
75
Concentración (ppbV)
100
125
150
6 de 19
Correlación entre los marcadores BTEX de
emisiones vehiculares
6
10
5
R= 0.01
0
0
2
4
Benceno (ppbV)
R= 0.88
4
3
2
1
0
6
2
4
Benceno (ppbV)
3
2
1
0
2
4
Benceno (ppbV)
6
4
2
2
4
6
Benceno (ppbV)
12
10
8
6
4
2
0
12
R= 0.90
6
4
2
0
0
6
0
m-Xileno (ppbV)
o-Xileno (ppbV)
R= 0.83
4
8
6
8
5
R= 0.91
10
0
0
6
m-Xileno (ppbV)
5
0
2
4
Benceno (ppbV)
6
R= 0.98
10
8
6
4
2
0
0
2
4
o-Xileno (ppbV)
Los BTEX (marcadores de hidrocarburos de fuentes móviles) tuvieron fuertes
correlaciones entre sí, excepto tolueno/benceno.
Este dato sugiere que la fuente principal de emisión de benceno, etilbenceno y
xilenos es la vehicular y que tolueno tiene una o más fuentes de emisión más
importantes que la vehicular.
6
8
7 de 19
p-Xileno (ppbV)
15
12
p-Xileno (ppbV)
Etilbenceno (ppbV)
Tolueno (ppbV)
20
Perfiles diurnos para ozono y su relación
con NOx, alcanos, alquenos y acetileno
Ozono (ppb, eje principal)
NOx (ppb, eje principal)
Alcanos (ppbC, eje secundario)
Alquenos (ppbC, eje principal)
Acetileno (ppbC, eje principal)
Concentración
120
100
1800
1600
1400
1200
80
1000
60
800
600
40
400
20
Concentración (ppbC)
140
200
00:00
21:00
18:00
15:00
12:00
09:00
06:00
0
03:00
0
Hora del día
•
•
•
•
•
El pico máximo de ozono se presentó a las 15:00 h
Para NOx y alcanos fue a las 9:00 h
Los alquenos y acetileno mostraron las concentraciones máximas a las 12:00
Las concentraciones de alquenos y acetileno crecen cuando decrecen los alcanos y NOx.
La concentración de ozono crece cuando decrece la de los otros contaminantes
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Formación Potencial de Ozono (FPO) en
Santa Catarina (basados en factores MIR)
Santa Catarina
200.6
233.5
132.0
108.7
28.4
32.1
35.2
101.0
43.0
47.5
82.0
48.4
50.3
79.5
50.9
79.4
55.7
57.8
59.2
78.4
64.9
71.8
FPOtot = 1,961.4 ppbV O3
etanol (alcohol etílico)
acroleína (2-propenal)
metacrilato de metilo
tolueno
propileno
1,2,4-trimetilbenceno
o-xileno
m-xileno
p-xileno
1-penteno
4-metil-2-pentanona (metil isobutil cetona)
propano
naftaleno
1,3,5-trimetilbenceno (mesitileno)
n-hexano
etileno
tetrahidrofurano
n-butano
2-butanona (metil etil cetona)
2-hexanona (Metil butil cetona)
2-propanol (alcohol isopropílico)
isopentano
acetato de etilo
acetona
etilbenceno
isobutano
p-etiltolueno (1-etil-4-metilbenceno)
acetato de vinilo (ácido acético etenil éster)
estireno
1,4-diclorobenceno
1,1-dicloroetileno (cloruro de vinilideno)
Otros (66 compuestos)
9 de 19
Santa Catarina
San Nicolás
San Bernabé.
15 ppbV 1,4-diclorobenceno
4.08 ppbV naftaleno
1,4diclorobenceno
acroleína
0.68 ppbV benceno
naftaleno
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
benceno
Concentración (ppbV)
Compuestos tóxicos que exceden su valor
criterio AAQC para 24 horas.
0.17 ppbV acroleína
La Secretaría de Salud tiene la intención de publicar una norma
que regule la exposición de la población a benceno.
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Conclusiones
Los datos obtenidos en este estudio, dan indicios de que la
contaminación por compuestos orgánicos volátiles en aire ambiente
de los tres sitios estudiados, en octubre de 2014:
• Tiene un aporte importante de emisiones vehiculares y de
evaporación de gasolinas.
• También se detectó un aporte importante de varios compuestos
como los halogenados, o algunos hidrocarburos que tienen
aplicación industrial o uso en productos domésticos.
• Se observaron concentraciones altas de propano-butano,
constituyentes del Gas LP.
• La estimación de la Formación Potencial de Ozono basada en
factores MIR, mostró valores muy altos.
• La mayor parte de los precursores de ozono analizados, provienen
de fuentes móviles
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Conclusiones
Las concentraciones encontradas de COVs tóxicos, indican que:
• Se debe poner especial atención al cloroformo, tetracloruro de
carbono, 1,1-dicloroetileno, benceno, naftaleno y 1,4diclorobenceno.
• Estas sustancias provienen básicamente de fuentes industriales,
aunque el benceno proviene básicamente de emisiones vehiculares
y de estaciones de servicio (gasolineras).
• Para controlar las emisiones de los COVs tóxicos mencionados
arriba, deberá ponerse atención en controlar emisiones industriales
(las relacionadas con estos compuestos), y en el caso del benceno a
gasolineras y emisiones vehiculares.
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Gracias
Dr. Miguel Magaña Reyes
[email protected]