Caracterización de las partículas de la atmósfera de Segovia y evaluación medioambiental XIV edición del Concurso de Mediambiente de Caja Segovia Celia Marcos Pascual Irene Rodríguez Marcos

ÍNDICE 1. Introducción 2. Objetivos y plan de trabajo 3. Sistemática 3.1 Muestras y su recogida 3.2 Difracción de rayos X 3.3 Microsonda electrónica 3.4 Microscopia electrónica de barrido 3.5 Concentración 4. Fuentes de emisión y origen 5. Conclusiones

INTRODUCCIÓN La contaminación atmosférica se define como “la presencia en el aire de materias y formas de energía que implican riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza” (Ley 38/1972, de 22 de diciembre). Tipos de contaminantes en la atmósfera Sustancias químicas Contaminantes primarios: Sustancias vertidas directamente a la atmósfera. Contaminantes secundarios: Sustancias que se producen por transformación y reacciones químicas. Fuentes de energía, como las radiaciones y el ruido.

Origen de las partículas Tamaño de las partículas Las partículas primarias son emitidas directamente a la atmósfera por procesos naturales o antropogénicos. Las partículas secundarias se forman en la atmósfera a partir de otros componentes presentes en el aire. Tamaño de las partículas Partículas en suspensión: entre 10-1 y 10 μm. Partículas sedimentables: > 10 μm. Para que una partícula sea definida como contaminante atmosférico debe cumplir dos requisitos: Encontrarse en una cantidad superior a lo normal. Tener un tamaño comprendido entre 10-1 y 103 μm.

Efectos de las partículas Efectos sobre la salud: Por tamaño: > 5 mm quedan retenidas en cavidad nasal o tráquea 0,5 – 5 mm se depositan en bronquiolos < 0,5 mm se depositan en alveolos pulmonares Por composición: Partículas minerales con forma de fibra: Asbestos, cuarzo, arcillas Óxidos de hierro (Fe), cromo (Cr), níquel (Ni), vanadio (V), arsénico (As), cadmio (Cd), selenio (Se) Partículas inorgánicas con plomo

Efectos de las partículas Efectos sobre los materiales: Afean su aspecto físico Deterioran por ataque o reacción de las partículas sedimentadas Efectos sobre visibilidad: Partículas entre 1,4 y 0,8 mm son las que más reducen la visibilidad Sulfatos y nitratos Efectos globales Efecto invernadero (aumento general de la T de la tierra) Modificación del suelo por lluvias ácidas Alterando tierras cultivables y extensión de los desiertos

OBJETIVOS Y PLAN DE TRABAJO 1. Caracterizar las partículas existentes en la atmósfera de la ciudad de Segovia. Difracción de rayos X, microsonda electrónica y microscopia electrónica de barrido 2. Analizar su forma y tamaño. 3. Analizar su concentración. Análisis estadístico 4. Determinar las posibles fuentes de emisión y origen. Geología, suelos, meteorología, materiales de construcción, etc.

MUESTRAS Y SU RECOGIDA Partículas sedimentables – Diámetro superior a 10 mm Jose Zorilla Juan Carlos I Padre Claret Gazola Cereto Daoíz Herrería La Granja (fábrica San Gobain) Soldado Español Hontoria PM10 – Partículas en suspensión inferiores a 10 mm Estación automática de Segovia (Plaza Azoquejo) Captador de alto volumen

Partículas en suspensión (PM10) Dióxido de azufre (SO2) Óxidos de nitrógeno (NO y NOx) Monóxido de carbono (CO)  Nivel sonoro (Ruido) Ozono (O3)

DIFRACCIÓN DE RAYOS X Técnica analítica Identificación de las partículas en estado cristalino de la atmósfera de Segovia Identificar las fases cristalinas presentes de muestras procedentes de otros medios. Muestras utilizadas: Partículas sedimentables de distintas calles de Segovia. Partículas adheridas al guardabarros de un taxi que circula casi exclusivamente por la capital. Partículas sedimentables recogidas en: Hontoria y La Granja.

MICROSONDA ELECTRÓNICA Técnica analítica Corroborar las fases cristalinas identificadas mediante difracción de rayos X. Identificar otras partículas minoritarias Cuarzo Feldespatos Óxidos de hierro Aluminosilicatos Partículas carbonosas

particula carbonosa u orgánica CALLE JUAN CARLOS I   particula carbonosa u orgánica SiO2 plagioclasa feldespato potasico Aluminosilicato óxido de hierro Na2O 0,01 9,251 0,631 1,535 0,038 MgO 0,021 0,00 0,154 0,005 1,214 0,691 Al2O3 0,124 0,03 22,62 18,32 27,68 0,283 0,062 95,5 65,337 64,89 54,41 0,377 K2O 0,004 0,02 0,538 15,38 3,335 0,186 CaO 0,108 0,07 2,462 0,033 1,248 0,723 TiO2 0,023 0,017 0,743 0,055 Cr2O3 0,05 0,052 0,013 0,044 MnO 0,14 0,249 FeO 0,247 0,27 0,222 0,097 7,251 85,19 NiO 0,061 0,016 0,054 P2O5 0,04 0,042 0,018 0,326 0,043 CuO 0,031 0,12 Total 0,587 96 100,65 99,39 97,65 87,44

MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO Analizar partículas Obtener imágenes Silicatos y aluminosilicatos de Ca, K, Fe Carbonatos calcita dolomita magnesita PM10 (60) Halita (Cl Na) Sedimentables (100) Yeso Óxidos de Ca Óxidos de Fe Óxidos de Al Partículas carbonosas

CONCENTRACIÓN Promedio anual: 53 mg/m3 Valor límite PM10 anual = 44.8 mg/m3

FUENTES DE EMISIÓN Y ORIGEN Geología, tipo de suelos, obras civiles, actividades industriales, composición de las calzadas, calefacciones, meteorología, tráfico rodado, etc. Origen natural: Cuarzo Calcita Dolomita Yeso Micas Feldespatos Partículas orgánicas Origen antrópico: Óxidos de Ca, Fe y Al Halita Partículas carbonosas Aluminosilicatos de K y Fe

CONCLUSIONES Es la primera vez que se hace una caracterización de las partículas de la atmósfera de Segovia. En relación a la composición. Cuarzo Calcita Dolomita Yeso Mica Feldespatos Partículas orgánicas (esporas) Carbonosas Silicatos de Ca Aluminosilicatos de K y Fe, Óxido de calcio, hierro y aluminio Magnesita Halita

En relación a la concentración La concentración promedio anual de 2002 ha disminuido un 25% respecto la del 2000. Los valores más altos de la concentración se registraron normalmente durante el día y en horas laborables, cuando la dirección del viento era Oeste-Este . Los valores mínimos coinciden con horas nocturnas, y cuando la dirección del viento era Este-Oeste Ésto indica que la alta concentración de las partículas en la atmósfera de Segovia es debida a la construcción de la autovía y la estación del AVE.

En relación a las fuentes de emisión y origen Las partículas de origen natural se encuentran en los materiales geológicos y en los materiales de construcción. Son puestas en suspensión por la acción eólica y en resuspensión por el tráfico rodado Las partículas de origen antrópico proceden principalmente de la combustión de los carburantes de los automóviles, del carbón y gas ciudad de las calefacciones domésticas. También proceden de las reacciones de estos gases emitidos con los del aire.

Las partículas más pequeñas, son las que pueden suponer algún perjuicio para los edificios del patrimonio histórico de la ciudad: Pueden reaccionar con los materiales y dañarlos. Uno de los más perjudicados sigue siendo el Acueducto. aunque el tráfico actualmente no pasa por debajo de sus arcos, llega hasta allí, y las continuas emisiones de las partículas y demás elementos de la combustión de los carburantes incidirá negativamente en las piedras del mismo.

Caracterización de las partículas de la atmósfera de Segovia y evaluación medioambiental XIV edición del Concurso de Mediambiente de Caja Segovia Celia Marcos Pascual Irene Rodríguez Marcos