Caracterización de los compuestos del nitrógeno y las partículas suspendidas totales en el municipio Regla, ciudad de La Habana

 

Antonio Wallo Vázquez* y Osvaldo Cuesta Santos*
*Instituto de Meteorología, Loma de Casablanca s/n, Regla, ciudad de La Habana, Cuba.
Tel.: (537) 8670721 al 26, ext. 243.
e-mail: awallo@met.inf.cu

 

Resumen
Las cuestiones relacionadas con la contaminación atmosférica en zonas urbanas cada día cobran mayor importancia por las afectaciones que puede producir tanto en la salud de los seres humanos como en los materiales, edificaciones, etcétera.

En la ciudad de La Habana los compuestos de nitrógeno y las partículas suspendidas totales son de los contaminantes cuyas concentraciones resultan elevadas en la atmósfera. Dentro de este contexto, el presente trabajo se propone el análisis del comportamiento de dichas concentraciones, tomado como polígono experimental el municipio Regla en ciudad de La Habana.
Palabras clave: Contaminación atmosférica, partículas suspendidas totales, azufre y nitrógeno.

Introducción
El impetuoso crecimiento de la sociedad contemporánea, condicionado por el desarrollo de la revolución científico‑técnica, se asocia con daños cada vez mayores a las condiciones ambientales en las que el hombre se ha adaptado a vivir. La calidad del medio ambiente atmosférico, interpretada como el conjunto de características físicas (relacionadas con el clima) y químicas (relacionadas con la contaminación del aire) de la atmósfera, producto de las relaciones entre la sociedad y la naturaleza, no escapa de esta situación. Hoy se puede asegurar que los contaminantes están modificando la composición química y física de nuestra atmósfera, y se introducen transformaciones que pueden variar el clima actual, no sólo en el ámbito local sino también a escala global.
Dentro de este contexto el presente trabajo se propone el análisis del comportamiento de las concentraciones de los compuestos de nitrógeno y las partículas suspendidas totales, tomado como polígono experimental el municipio Regla en ciudad de La Habana.

Materiales y métodos
Características geográficas
El municipio Regla (Fig. 1) se encuentra en su mayor parte en una llanura baja pantanosa con áreas de superficie baja-marina palustre que bordea la bahía de La Habana. Las zonas más alejadas de la costa se encuentran sobre una llanura ondulada, medianamente diseccionada, y en Casablanca se destaca un escarpe denudativo de alrededor de 50 m de altura con altos valores de pendiente.

El municipio está modificado por una fuerte acción antropológica, con grandes industrias y un importante desarrollo urbanístico, además de ser atravesado por vías importantes de comunicación. Cuenta con una superficie territorial de 10,2 km2, una población de 43 173 habitantes y una densidad poblacional de 4 232 hab./km2. Limita al Norte con el municipio La Habana del Este, al Sur con San Miguel del Padrón, con Guanabacoa al Este y La Habana Vieja al Oeste.


Fig. 1. Polígono experimental.
 

Contaminantes estudiados
En la zona de estudio los principales contaminantes emitidos a la atmósfera son producto de la quema de combustibles fósiles, principalmente el petróleo y sus derivados, así como material particulado proveniente de la misma quema y de las actividades constructivas y agrícolas del territorio.
Estos contaminantes, junto con sus concentraciones máximas admisibles (Cma) según la Norma Cubana (NC: 39:1999), son los siguientes:

  • Dióxido de nitrógeno (NO2): 40 µg/m3.
  • Monóxido de nitrógeno (NO): 600 µg/m3.
  • Amoníaco (NH3): 200 µg/m3.
  • Partículas suspendidas totales (PST): 100 µg/m3.

Métodos de muestreo y análisis químico
Los valores obtenidos de las mediciones y análisis químicos de los contaminantes estudiados se realizaron según las metodologías recomendadas por la Red de Vigilancia de la Atmósfera Global (VAG), de la Organización Meteorológica Mundial (OMM), y la Organización Mundial de la Salud [WHO, 1997, y OMM, 1990]; éstas son las oficialmente empleadas por el Centro de Contaminación y Química Atmosférica (CECONT), del Instituto de Meteorología, del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA).

Métodos de muestreo de los contaminantes
Se han empleado las metodologías recomendadas por la Organización Meteorológica Mundial para el muestreo y análisis químico de estos compuestos. También se toman en cuenta las normas cubanas para la toma de las muestras [NC: 93-02-203, 1986 y NC: 39: 1999], además de las indicadas por instituciones internacionales [Martínez
y Romieu, 1997].

Las muestras diarias de contaminantes fueron tomadas con ajuste a las metodologías señaladas [WMO, 1986 y Cuesta, 1995], avaladas por la Organización Meteorológica Mundial (OMM), con un flujo entre 0,25 y 2 L/min–1 de aire durante 24 horas
(de 8:00-8:00, hora local), en dependencia del tipo de contaminante.

La captación del NO2 y NO se realizó utilizando el procedimiento de los tubos de absorción, [Volberg, 1982, y WMO, 1986], donde los gases muestreados se obtienen del aire mediante una columna de gránulos de vidrio recubiertos por una solución absorbedora. El amoníaco (NH3) fue muestreado utilizando un burbujeador portador de la solución de absorción específica para ese gas, aplicando uno de los métodos recomendados por la Organización Meteorológica Mundial.

El método utilizado para la toma de las partículas suspendidas totales [NC: 93-02-221, 1986] es el de filtración, el cual constituye un método simple y muy operacional (una bomba de succión, un medidor de flujo y un medio captador).

Métodos de análisis químico
Para la determinación de las concentraciones se utilizaron los métodos espectrofotométricos habitualmente aplicados en los laboratorios del CECONT y de uso común en la Red de Vigilancia de la Atmósfera Global de la OMM.
Para los NOx se utilizó el procedimiento del yoduro de potasio (KI) y la oxidación del NO
a NO2 a través de filtros de óxidos de cromo VI.
La determinación de la masa de polvo se realizó por pesada en balanza analítica. La sensibilidad de este método es de 0,1 mg de polvo en el volumen de aire analizado. El método es específico.

Resultados y discusión
Comportamiento de los contaminantes estudiados
Al analizar el comportamiento de los compuestos gaseosos del nitrógeno (NO2 y NO) en la estación de monitoreo de Casablanca (Fig. 2), se pudo observar que el NO2 presentó su máximo absoluto en junio de 2001 con 12,7 µg/m3; se muestra un máximo secundario hacia el 2003 con 12,6 µg/m3 en el mes de febrero y se mantuvieron sus valores por encima de 10 µg/m3 durante los meses de septiembre, noviembre y diciembre de este último año.

El NO presentó valores más bajos, debido a su alto potencial de reaccionar y transformarse con rapidez, por lo tanto tiene muy poco tiempo de vida como monóxido
en la atmósfera, apreciándose su más alta concentración en noviembre de 2000, con
8,8 µg/m3.



Fig. 2. Comportamiento de los compuestos gaseosos del nitrógeno (NO2 y NO)
en la estación de Casablanca (1998-2003).


Al estudiar el comportamiento del amoníaco (NH3) en al estación de Casablanca (Fig. 3) se observó un máximo absoluto durante el mes de marzo de 2001 con 20,1 µg/m3 y un máximo secundario durante el mes de febrero de 2003 con 14,8 µg/m3.



Fig. 3. Comportamiento del amoníaco en la estación de Casablanca (1998-2003).

En la figura 4 se muestra la marcha de las concentraciones de los compuestos gaseosos del nitrógeno en Casablanca durante el período 1998-2003; las mayores concentraciones ocurrieron en el período poco lluvioso, fundamentalmente en los meses invernales; el NO2 presentó un máximo absoluto en febrero con 6,7 µg/m3 y uno secundario en noviembre con 6,3 µg/m3; el amoníaco mostró un máximo absoluto en marzo con 7,2 µg/m3 y uno secundario en noviembre con 5,9 µg/m3, coincidiendo con los resultados hallados para estos compuestos en zonas con influencia urbana [Cuesta, et al., 2000a y 2000b].


Fig. 4. Marcha de las concentraciones de los compuestos gaseosos del nitrógeno en la estación de Casablanca (1998-2003).

En la estación de Regla el comportamiento de los compuestos gaseosos del nitrógeno (Fig. 5) presentó un máximo absoluto extremadamente pronunciado en el mes de marzo de 2003 para el NO2 con 465,8 µg/m3; durante este mismo año se observó un máximo secundario en el mes de septiembre con 106,4 µg/m3 también para este compuesto.



Fig. 5. Comportamiento de los compuestos gaseosos
del nitrógeno en la estación de Regla (1998-2003).

El comportamiento del amoníaco en la estación de Regla (Fig. 6) presentó un máximo secundario en el mes de febrero de 2001 con un valor de 39,4 µg/m3 y su máximo absoluto en el mes de marzo de 2003 con 48,0 µg/m3, coincidiendo con las mayores concentraciones observadas para los compuestos gaseosos del nitrógeno, como se mostró en la figura 5.



Fig. 6. Comportamiento del amoníaco en la estación de Regla (1998-2003).

La marcha de las concentraciones de los compuestos del nitrógeno en la estación de Regla (Fig. 7), presentó sus máximos absolutos en el mes de marzo con los valores siguientes: NO- 34,5 µg/m3 y NO2- 99,2 µg/m3.

Para el amoníaco los máximos absolutos ocurrieron durante febrero y marzo con 12,6 µg/m3 y 11,8 µg/m3, respectivamente.

Como puede observarse, en la localidad de Regla las concentraciones de los compuestos de nitrógeno estudiados fueron generalmente mayores que las registradas en Casablanca, por lo que presenta un mayor deterioro de su calidad del aire [Cuesta, et al., 2000a].
Las más elevadas concentraciones ocurrieron fundamentalmente durante los meses comprendidos en el período poco lluvioso del año.


Fig. 7. Marcha de las concentraciones de los compuestos
de nitrógeno en la estación de Regla (1998-2003).

Las partículas suspendidas totales (Fig. 8) solamente fueron medidas para el período 2001-2003 en Regla y presentaron sus concentraciones máximas durante el 2003, con un máximo absoluto de 397,1 µg/m3 en el mes de febrero y otros dos secundarios en los meses de agosto y diciembre con 303,6 µg/m3 y 297,2 µg/m3, respectivamente.


Fig. 8. Comportamiento de las concentraciones de las partículas
suspendidas totales en la estación de Regla (2001-2003).

La marcha de las concentraciones de este contaminante (Fig. 9) mostró su máximo absoluto en el período poco lluvioso, con 306,9 µg/m3 durante el mes de febrero, siguiendo el mismo comportamiento que el resto de los compuestos estudiados, lo que reafirmó a este período del año como el de máxima acumulación de contaminantes en la atmósfera. Existieron máximos secundarios en abril con 267,3 µg/m3, agosto con 249,4 µg/m3 y diciembre con 280,5 µg/m3.


Fig. 9. Marcha de las concentraciones de las partículas suspendidas
totales en la estación de Regla (2001-2003).

Conclusiones
Tanto todos los compuestos de nitrógeno estudiados como las partículas suspendidas totales presentaron sus máximas concentraciones durante el período poco lluvioso del año.
El dióxido de nitrógeno y las partículas suspendidas totales fueron los compuestos de todos los estudiados que presentaron concentraciones por encima de sus concentraciones máximas admisibles (Cma).
Las partículas suspendidas totales fueron el contaminante que presentó las concentraciones más elevadas de todos los compuestos estudiados en la zona del polígono experimental.

Recomendaciones

  • Implementar mediciones de otros contaminantes no estudiados hasta el momento en la zona del polígono experimental con vistas a tener una mejor idea del comportamiento de la contaminación atmosférica en esta área.
  • La implementación de medidas de mitigación con vistas a la disminución de las concentraciones de contaminantes por encima de las concentraciones máximas admisibles.

Bibliografía
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