1. Introducción
Los niveles de contaminación son peligrosamente elevados en
muchas partes del mundo dado a que según datos nuevos 9 de 10 personas respiran
aire con elevados niveles de contaminantes (Organización Mundial de la Salud,
2018), siendo así que las grandes capitales del mundo están preocupadas por la
contaminación que se emiten, como por ejemplo las diferentes clases de
vehículos, por lo cual suele ser frecuente en estas ciudades el monitoreo del
material particulado PM2.5, como ocurre en los Estados Unidos, donde numerosos
trabajos cuantifican el impacto de las PM2.5 desde hace décadas (Linares &
Díaz, 2009).
La
contaminación del aire es una preocupación ambiental importante en la mayoría
de las principales ciudades del mundo (Nowark et al., 2006), presente en todas
las sociedades independientemente del desarrollo socioeconómico y a la vez
constituye un fenómeno con particular incidencia en la salud del hombre (Romero
et al., 2006). La contaminación atmosférica puede definirse como el cambio no
esperado en las propiedades físicas, químicas o biológicas de la atmósfera, que
causa o tienen la posibilidad de potencialmente provocar perjuicios a la salud
y confort de los seres vivos y otros organismos vivos (Páez Pérez, 2008). La contaminación
atmosférica se ha definido como la acumulación en el aire de sustancias en
concentraciones tales que causen males provisionales o permanentes a los
hombres, animales, plantas y los bienes (Caselli, 2000). Por otro lado, según Echeverri (2019) la contaminación del
aire representa una de las consecuencias de la creciente industrialización y
del desarrollo económico asociado con más vehículos, más bienes materiales y
más espacio dedicado a las zonas urbanas.
El material particulado a
nivel mundial representa uno de los contaminantes atmosféricos más estudiado,
definiéndose como el conjunto de partículas sólidas y/o líquidas (a excepción
del agua pura) presentes en suspensión en la atmósfera (Mészaros, 1999), siendo
el material particulado respirable aquellas de diámetro aerodinámico menor a 10 μm el cual representa una mezcla
compleja de sustancias orgánicas e inorgánicas y que penetran a lo largo de
todo el sistema respiratorio hasta los pulmones, produciendo irritaciones e
incidiendo en diversas enfermedades (Agencia de Protección Ambiental, 2004),
cuya clasificación de las partículas suspendidas en el aire son “PM10” a las
partículas de diámetros inferiores a 10 µm, y “PM2,5” a las de diámetros
inferiores a 2,5 µm (Baird & Cann, 2014).
Entre los efectos
del material particulado en el ambiente se tiene a la corrosión acelerada de
los metales, daños a las pinturas, esculturas y superficies expuestas al suelo
de las estructuras construidas por el hombre, pudiendo modificar el clima
mediante la formación de nubes y nieve, y contribuyendo además a la deposición
ácida y hasta llegar a absorber radiación solar e impedir o reducir la
visibilidad (Sánchez, 2011), del mismo modo las partículas, solas o en combinación
con otros contaminantes representan un peligro muy grave para la salud, entran
principalmente al cuerpo humano por las vías respiratorias, causando daños a
los órganos respiratorios que se pueden presentarse directamente, ya que se ha estimado que más del
50% de las partículas entre 0.01 y 0.1 µm que penetran a las cavidades
pulmonares se depositaran allí (Wark & Warner, 2012), siendo que la
presencia de material particulado se encuentra asociada con el incremento del
riesgo de muerte por causas cardiopulmonares en muestras de adultos (Pope, 2004)
Si bien el desarrollo
industrial de un territorio puede inducir una fuerte reactivación
socioeconómica y mejoras en la calidad de vida de la población, también es
capaz de ocasionar importantes modificaciones del entorno y diversas formas de
contaminación del aire, las aguas y los suelos, agotamiento de recursos
naturales y su degradación. Todo ello influirá negativamente, de forma directa
o indirecta sobre el bienestar, la calidad de vida y la salud de la población.
Debe realizarse un riguroso análisis científico dirigido a identificar y
ponderar la magnitud y severidad de los posibles impactos ambientales y en la
salud; derivados de un proyecto de desarrollo y, en consecuencia, la adopción
de las medidas de prevención y control pertinentes, así los efectos negativos
serán minimizados, en tanto sean maximizados los positivos, proceder denominado
“evaluación de impacto ambiental. Se entiende por contaminación atmosférica a
la presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo,
daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza, así
como que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o
producir olores desagradables
En este trabajo abordamos
de una forma general el problema de la contaminación ambiental, referido
especialmente a la contaminación atmosférica por material particulado, aunque
sin perder de vista que la naturaleza actúa como una unidad, que en ella todo
es interdependiente, existiendo relaciones múltiples entre el aire, el agua y
el suelo, elementos que constituyen el hábitat o lugar donde se desarrolla
normalmente el ciclo vital y la biosfera, sistema que engloba a los elementos
anteriores y a todos los seres vivos de nuestro planeta.
Dado que la contaminación
atmosférica puede tener carácter local, cuando los efectos ligados al foco se
sufren en las inmediaciones del mismo, o planetario, cuando por las
características del contaminante, se ve afectado el equilibrio del planeta y
zonas alejadas a las que contienen los focos emisores, se considera al aire
como un bien común limitado, indispensable para la vida; por lo tanto, el uso
debe estar sujeta a normas que eviten el deterioro de su calidad por el uso o
abuso indebido del mismo, logrando perseverar su pureza como garantía del
normal desarrollo de los seres vivos sobre la tierra y de la conservación del
patrimonio natural y artístico de la humanidad. Todos tenemos el deber de
trabajar para lograr un mundo limpio y habitable, sustento de una mejor calidad
de vida para las generaciones futuras.
2. Materiales y métodos
Se determinaron cuatro puntos de monitoreo de partículas
suspendidas respirables en la localidad de Segunda Jerusalén representado por
las calles principales de la localidad en ese caso cada punto según el ámbito
de influencia abarcó 400 metros a la redonda para la determinación de la
concentración de partículas suspendidas respirables de diámetro inferior a 10
micras se usó un muestreador de alto volumen, en tanto para la medición de
partículas menores a 2,5 micras se usó un muestreador de bajo volumen.
2.1.
Métodos
Método de medición de partículas en
suspensión menores a 10 micras, PM10
El método utilizado fue la EPA IO 2,1
que coincide con lo descrito en el Apendix J Reference Method for the
Determination of Particulate Matter as PM10 in the Atmosphere (Federal
Register). Vol 52. N° 126. July 1, 1987). El rango de flujo de medición,
aceptable para esta metodología de medición es de 1,13 m3 /min +/-
10%, para un periodo de medición de 24 +/- 1 hora según la EPA y de 18 horas
según la DIGESA.
Método de medición de partículas en
suspensión menores a 2,5 micras, PM2,5
El aire ambiente es introducido en la
unidad de bajo volumen PM-2,5 a un flujo de 16,7 l/min a través de una abertura
situada en el cabezal. El flujo pasa a una cámara donde la velocidad se regula
mediante el propio sistema, a su vez pasa a través de una malla diseñada para
prevenir el paso de insectos y desechos suspendidos en el aire hasta el sistema
de fraccionamiento. Las partículas con diámetro superior a 2,5 micras impactan
sobre una placa, sumergida en aceite, a su vez el equipo cuenta con un sistema
de filtro para humedad y aceite, los cuales son contenidos en un frasco de
vidrio externo. Las partículas menores a 2,5 micras son retenidas en el filtro.
Método de análisis de partículas
La determinación de pesos de los
filtros de PM2,5 y PM10, se realizó por gravimetría, determinando el peso
constante antes y después del monitoreo, aplicándose el primero para PM2,5 y el
segundo para PM10:
Método IO-3.1;
Selection, Preparation and Extraction of Filter Material. Compendium of Methods
the Determination of Inorganic Compounds in Ambient Air EPA/625/R-96/010ª.
Center for Enviromental Research Information Office of Research and Development
U.S Enviromental Protection Cincinnati, OH 45 268 June 1999.
Método IO-2.1;
Compendium methot IO-2,1 Sampling of Ambient Air for Total Suspendet
Particulate Matter (SPM) and PM 10 Using High Volume (HV) Sampler. June 1999.
Análisis estadístico
El procesamiento de los datos se
realizó mediante la aplicación de la estadística descriptiva, para determinar
el promedio, desviación estándar, varianza y la dispersión de los datos
(muestras). El análisis de los datos se realizó mediante gráficos y tablas,
para verificar su tendencia y proyección.
3. Resultados
Se determinó las concentraciones de
PM10 durante 6 meses de monitoreo (junio-noviembre), se establecieron los
muestreos con frecuencia de colección de cada 15 días, cuyos resultados y
análisis de los mismos se muestran a continuación:
Tabla 1. Resultados obtenidos de PM-10 y
PM-2.5 en el primer punto de muestreo
|
Punto de
muestreo
|
Fecha
|
PM-10 (µg/m3)
|
PM-2,5
(µg/m3)
|
|
1
|
15-06-2016
|
85
|
34
|
|
30-06-2016
|
68
|
28
|
|
15-07-2016
|
76
|
32
|
|
30-07-2016
|
55
|
25
|
|
15-08-2016
|
87
|
31
|
|
30-08-2016
|
77
|
22
|
|
15-09-2016
|
81
|
23
|
|
30-09-2016
|
79
|
21
|
|
15-10-2016
|
80
|
23
|
|
30-10-2016
|
84
|
20
|
|
15-11-2016
|
80
|
22
|
|
30-11-2016
|
70
|
24
|
En el punto 1, los valores presentes
no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 150 µg/m3. El nivel
de concentración de PM-10 más alta fue de 87 µg/m3 (15/08/2016) y la menor
concentración encontrada fue de 55 µg/m3 (30/07/2016). En tanto para PM-2,5 los valores
encontrados en el punto 01 en los meses de junio y julio superan el estándar de
calidad ambiental establecido en 25 µg/m3. El nivel de concentración de PM-2,5
más alta fue de 34 µg/m3 (15/06/2016) y la menor concentración encontrada fue
de 20 µg/m3 (30/10/2016).
Tabla 2. Resultados obtenidos de PM-10 y
PM-2.5 en el segundo punto de muestreo
|
Punto de
muestreo
|
Fecha
|
PM-10 (µg/m3)
|
PM-2,5
(µg/m3)
|
|
2
|
15-06-2016
|
80
|
22
|
|
30-06-2016
|
57
|
23
|
|
15-07-2016
|
67
|
21
|
|
30-07-2016
|
81
|
18
|
|
15-08-2016
|
70
|
23
|
|
30-08-2016
|
78
|
19
|
|
15-09-2016
|
75
|
21
|
|
30-09-2016
|
80
|
23
|
|
15-10-2016
|
74
|
18
|
|
30-10-2016
|
76
|
21
|
|
15-11-2016
|
77
|
23
|
|
30-11-2016
|
75
|
22
|
Los valores encontrados en el punto 2,
no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 150 µg/m3. El nivel
de concentración de PM-10 más alta fue de 81 µg/m3 (30/07/2016) y la menor
concentración encontrada fue de 57 µg/m3 (30/06/2016). En tanto para PM-2,5 los valores no
superan el estándar de calidad ambiental establecido en 25 µg/m3. El nivel de
concentración de PM-2,5 más alto fue de 23 µg/m3 (30/06/2016, 15/08/2016,
30/09/2016 y 15/11/2016) y la menor concentración encontrada fue de 18 µg/m3
(30/07/2016 y 15/10/2016).
Tabla 3. Resultados obtenidos de PM-10 y
PM-2.5 en el tercer punto de muestreo
|
Punto de
muestreo
|
Fecha
|
PM-10 (µg/m3)
|
PM-2,5
(µg/m3)
|
|
3
|
15-06-2016
|
81
|
21
|
|
30-06-2016
|
76
|
23
|
|
15-07-2016
|
80
|
18
|
|
30-07-2016
|
78
|
23
|
|
15-08-2016
|
76
|
19
|
|
30-08-2016
|
80
|
23
|
|
15-09-2016
|
82
|
21
|
|
30-09-2016
|
85
|
18
|
|
15-10-2016
|
77
|
22
|
|
30-10-2016
|
86
|
22
|
|
15-11-2016
|
67
|
24
|
|
30-11-2016
|
77
|
21
|
Los valores encontrados en el punto
3, no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 150 µg/m3. El
nivel de concentración de PM-10 más alta fue de 86 µg/m3 (30/10/2016) y la
menor concentración encontrada fue de 67 µg/m3 (15/11/2016). En tanto para
PM-2,5 los valores no
superan el estándar de calidad ambiental establecido en 25 µg/m3. El nivel de
concentración de PM-2,5 más alto fue de 24 µg/m3 (15/11/2016) y la menor
concentración encontrada fue de 18 µg/m3 (15/07/2016 y 30/09/2016).
Tabla 4. Resultados obtenidos de PM-10 y
PM-2.5 en el tercer punto de muestreo
|
Punto de
muestreo
|
Fecha
|
PM-10 (µg/m3)
|
PM-2,5
(µg/m3)
|
|
4
|
15-06-2016
|
87
|
24
|
|
30-06-2016
|
67
|
18
|
|
15-07-2016
|
84
|
16
|
|
30-07-2016
|
78
|
19
|
|
15-08-2016
|
67
|
20
|
|
30-08-2016
|
81
|
23
|
|
15-09-2016
|
79
|
21
|
|
30-09-2016
|
88
|
21
|
|
15-10-2016
|
67
|
19
|
|
30-10-2016
|
78
|
22
|
|
15-11-2016
|
77
|
23
|
|
30-11-2016
|
80
|
21
|
Los valores encontrados en el punto
4, no superan el estándar de calidad ambiental establecido en 150 µg/m3. El
nivel de concentración de PM-10 más alta fue de 88 µg/m3 (30/09/2016) y la
menor concentración encontrada fue de 67 µg/m3 (30/06/2016, 15/08/2016 y
15/10/2016). En tanto para PM-2,5 los valores no superan el estándar de calidad ambiental establecido
en 25 µg/m3. El nivel de concentración de PM-2,5 más alto fue de 24 µg/m3
(15/11/2016) y la menor concentración encontrada fue de 18 µg/m3 (15/07/2016 y
30/09/2016).
Después de haber realizado
el análisis de los datos se obtuvieron los resultados promedios de
concentraciones de PM10 y PM2,5 según fechas y puntos de muestreo, los mismos
que se presentan en la figura 1, donde es posible evidenciar en cuanto al
material particulado PM-10 que en todos los puntos de muestreo los resultados
promedio no superan el estándar de calidad ambiental que es de 150 µg/m3,
siendo el mayor promedio el registrado en el punto 3 con 78,75 µg/m3 y 74,17 µg/m3
el menor promedio en el punto 2.
En cuanto a PM-2,5 solo
el punto 1 supera en 0,42 µg/m3 en tanto los demás puntos se encuentran por
debajo del estándar de calidad ambiental que es de 25 µg/m3, siendo el mayor
promedio el registrado en el punto 1 con 25,42 150 µg/m3 y 20,58 µg/m3 el menor
promedio en el punto 4.
Figura 1. Resultados
promedio de PM-10 y PM-2,5
4. Discusión
De acuerdo a los resultados presentados por Rojas y Huaman
(2017) el material particulado en fracción respirable sobrepasa el límite
máximo permisible (150 ug/m3 ) y por lo tanto genera contaminación ambiental,
determinando además que los valores mínimos 2941, 48 ug/m3 y máximo
11940 ug/m3, superan en aproximadamente 20 veces y 80 veces
respectivamente, información que no se relaciona con los resultados de la
presente investigación dado que no se encontró concentraciones con valores muy
elevado, asimilando que se trata de una ciudad en proceso de crecimiento a
diferencia de la ciudad de Jesús María donde el mencionado autor desarrolló su
investigación.
Una de las fuentes para
la emisión de material particulado suele ser las calles no pavimentadas o sin
asfalto, que por acción de los vehículos y desarrollo de otras actividades se
generan elevados niveles de material particulado respirable, información que se
afirma con lo mostrado por Viena y Cam (2018) y Viena (2018) quien realizó su
estudio en una carretera no pavimentada encontrando valores que superan valores
establecidos en las normativas.
Capuena y Angulo (2017)
en la localidad de Segunda Jerusalén, área de estudio de la presente
investigación, determinó que el valor máximo obtenido de PM2,5 fue 30,5 ug/m3
y un valor mínimo de 28,0 ug/m3, lo cual advierte que en el 100% de
los monitoreos realizados supera el estándar de calidad ambiental, información
que al ser comparada con la presente investigación no presenta similitud dado
que la mayor concentración determinada excede solo en 0,42 ug/m3 el
ECA para calidad de aire y la menor concentración registrada fue de 20,58 ug/m3,
lo cual se asume que se debe principalmente al tiempo y momento de muestreo,
tal y como lo menciona Toro et al., (2019) que los altos niveles de
contaminación del aire son el resultado de una combinación de actividad
antropogénica, su ubicación geográfica y local y sinóptica condiciones
meteorológicas que inhiben la dispersión de contaminantes.
Herrera (2011), encontró
que los niveles de concentración se encuentran por debajo de los estándares
dicha investigación fue desarrollada en la localidad de Segunda Jerusalén el
cual representa también el área de estudio de la presente investigación
corroborando dicha información dado que los resultados encontrados tampoco
superan los estándares a diferencia de un punto de muestreo de PM-2,5 que
supera lo establecido en 0,42 unidades, mencionadas informaciones corroboran
además con la encontrada por Pacsi (2016) quien determinó que los promedios
diarios de PM10 no sobrepasan los Estándares de Calidad del aire (ENCA) del
Perú; pero que sin embargo los promedios anuales para ambos parámetros en casi
todas las estaciones de monitoreo, si superan significativamente el ENCA y las
guías de la OMS.
5. Conclusiones
En comparación con los estándares de calidad para aire se
tiene para PM-10 en el punto de muestreo 3 y punto de muestreo 4 presentan los
valores más altos promedio durante el periodo de muestreo, pero sin embargo
ninguno de estos supera los ECA asimismo para PM-2,5 se tiene que en el punto
de muestreo 1, sobrepasa en 0,42 unidades el estándar de calidad ambiental, en
los demás puntos no superan el estándar de calidad.
De acuerdo a los
resultados obtenidos tenemos que durante el periodo de muestreo (6 meses), en
todos los puntos el valor obtenido de PM-10, no supera el Estándar de Calidad
Ambiental (ECA) cuyo valor es de 150 µg/m3.
De acuerdo a los
resultados obtenidos tenemos que durante el periodo de muestreo (6 meses), en
el punto 01 el valor obtenido de PM-2.5, supera el Estándar de Calidad
Ambiental (ECA), cuyo valor es de 25 µg/m3, en los demás puntos los valores no
superan el ECA.
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Protección Ambiental – EPA. (2004). Las partículas y efectos en la salud.
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del aire: Origen y control. Mexico: Limusa, 2012. 9789681819545
Financiamiento
Ninguno.
Conflicto de intereses
El artículo no presenta conflicto de
intereses.
Contribución
de autores
Rojas-Bardales, Alfonso;
Cáceres-Bardales, Gerardo; Julca-Urquiza, Ronald y Guerra-Saldaña, Tomás en
conjunto realizaron la recolección, análisis, procesamiento de datos, así como
la elaboración del presente artículo científico.
0000-0001-9345-5474]1; Cáceres-Bardalez, Gerardo
[
0000-0002-8803-2431]1; Guerra-Saldaña, Miguel [