PLOMO, CADMIO Y ZINC EN POLVOS SEDIMENTADOS A DIFERENTES ALTURAS EN LA CIUDAD DE MÉXICO
Julio Flores*, Mabel Vaca**, Raymundo López**, Abelardo González** y Manuel Barceló *** *Departamento de Ciencias Básicas, **Departamento de Energía, Universidad Autónoma
Metropolitana-Azcapotzalco. ***Facultad de Química, Universidad Autónoma de Yucatán Av. San Pablo 180, Delegación Azcapotzalco, 02200 México D.F., Tel. 90-80, Fax: 53-18-90-24, E-mail jfr@correo.azc.uam.mx.
RESUMEN
Se determinó la concentración total de plomo, cadmio, y zinc en muestras de polvo recolectadas en las azoteas de cuatro edificaciones con diferente altura. Se llevaron acabo tres muestreos durante el primer semestre del año 2001 en la Ciudad de México. Los sitios de muestreo fueron los siguientes: Sitios “M1 y M2”, con 3 y 5 m. de altura respectivamente, localizados en la Delegación Azcapotzalco; Sitio “R” con 11m. de altura, localizado en la Delegación Venustiano Carranza y finalmente Sitio “J” con 16 m. de altura, localizado en la Delegación Cuauhtémoc. Los resultados mostraron que en general las concentraciones de los metales estudiados fueron inferiores a las reportadas para polvos recolectados en la calle. En cuanto a su comportamiento con respecto a la altura, las concentraciones de los metales disminuyen de 3 a 5 m. para luego incrementarse hasta llegar a su valor más alto a 11m. de, para luego decaer a partir de 16 m.
INTRODUCCIÓN
No cabe duda que uno de los problemas ambientales que se presentan en las zonas urbanas, como lo es la Ciudad de México, es la contaminación debida a metales tóxicos que provienen de diversas fuentes. Estos compuestos presentan alto grado de toxicidad y alta persistencia, entre los cuales figuran, entre otros, el cadmio, cobre, hierro, plomo, manganeso y el zinc.
Estos metales se encuentran distribuidos en el aire, el suelo y en agua, sin embargo, en zonas urbanas, las principales fuentes de exposición la presentan los metales asociados a las partículas (metales particulados). Las partículas pueden presentarse como: aerosoles, polvos depositados en las calles, avenidas y estacionamientos (Mielke y Reagan, 1998).
Se han realizado estudios en los polvos de la calle de los suburbios de Londres, Harrison et al.
(1981); Hamilton et al. (1984) y se han encontrado concentraciones importantes de plomo, zinc y cadmio. También se han hecho estudios de polvos en las calles cercanas a las industrias ferrosas y no ferrosas y también se han detectado altas concentraciones de metales tóxicos. (Kelly et al.,
1994.)
El estudio de polvos es particularmente importante en la Ciudad de México, debido a la gran cantidad de vehículos de motor que circulan diariamente, al mal estado en que se encuentran las avenidas y a la forma, tipo de material utilizado para reparar el pavimento de las calles y a la gran cantidad de industrias que se encuentran ubicadas en su zona metropolitana. Los estudios de
metales tóxicos en aerosoles han demostrado que existen concentraciones importantes de estas sustancias en la atmósfera (Aldape et al., 1996). Flores et al. (1999) ha reportado concentraciones elevadas de plomo, zinc y cadmio en polvos de la calle de la ciudad de México. Sin embargo el comportamiento de los metales particulados en la atmósfera esta muy poco estudiado de ahí el interés de este trabajo.
METODOLOGÍA Muestreos y sitios de estudio
Se eligieron 4 sitios de muestreo en la ciudad de México localizados de la siguiente manera: 2 puntos en la Delegación Azcapotzalco; M1, en este sitio se tomaron las muestras a 3 m. de altura y el otro, M2, a 5 m. de altura; un punto en la Delegación Venustiano Carranza.,R, aquí la muestra se tomó a 11 m. de altura; por ultimo se tomaron muestras en Delegación Cuauhtemoc, J, a 16 m. de altura. En la Figura 1 uno se muestran los sitios de estudio. Los muestreos se llevaron acabo en las siguientes fechas: el 3 de febrero, el 2 de Abril y el 6 de junio del 2001
N
Ciudad de México M1 M2 J R Delegación Venustiano Carranza Delegación Cuahutémoc Delegación AzcapotzalcoRecolección y tratamiento de muestras
Las muestras se recolectaron con una aspiradora portátil, se guardaron en bolsas de polietileno y trasladadas al laboratorio. Se secaron durante toda una noche a 100º C, se tamizaron con una malla de 1 milímetro para eliminar las partículas grandes . Las muestras se sometieron ha digestión ácida por duplicado y blanco y el lavado de material se llevo acabo de acuerdo al procedimiento de Flores (1992).Los análisis de los metales se llevo acabo por espectroscopia de Absorción Atómica.
RESULTADOS
Plomo
En la Tabla 1 se muestran las concentraciones promedios de plomo obtenidos en los sitios de estudio. Se observa que estos valores tienen tendencia a ser menores que los reportados para polvos de la calle tanto a nivel nacional (Tabla 4) como internacional, con excepción de Noruega y Suecia en donde el control de las emisiones atmosféricas de plomo son muy estrictas. También se puede observar que las concentraciones de este metal no presentan variaciones importantes en el tiempo. El sitio que presenta las concentraciones mas elevadas es el sitio R, esto probablemente se deba a la cercanía de dos importantes avenidas y la una central de autobuses (central de autobuses oriente).
Tabla 1. Concentración (mg/kg) de plomo en polvos recolectados a diferentes alturas (m) Sitio (altura) Febrero Abril Junio
M1 (3 m) 170 ± 4.0 172 ± 10.1 163 ± 5.9 M2 (5 m) 83 ±1.24 126 ± 7.02 96 ± 11.3 R1 (11 m) 324 ± 18.9 387 ±13.4 215 ± 8.8 J 1 (16 m) 164 ± 3.23 233 ± 9.44 465 ± 17.5
Cadmio y Zinc
En las Tablas 2 y 3 se presentan los valores determinados para estos dos metales. Como se puede observar el comportamiento de este elemento en ambos sitios es muy errático. Probablemente las condiciones meteorológicas como el viento y la lluvia tienen una influencia importante sobre estos metales. El sitio R presenta las concentraciones mas elevadas para ambos metales.
Tabla 2. Concentración (mg/kg) de cadmio en polvos recolectados a diferentes alturas (m) Sitio (altura) Febrero Abril Junio
M1 (3 m) 0.55 ± 0.004 0.66 ± 0.002 0.89 ± 0.014 M2 (5 m) 0.72 ± 0.078 0.37 ± 0.063 0.33 ± 0.364 R1 (11 m) 4.65 ± 0.33 2.97 ± 0.028 0.76 ± 0.108 J 1 (16 m) 1.21 ± 0.065 0.49 ± 0.064 1.51 ±0.076
Tabla 3. Concentración (mg/kg) de zinc en polvos recolectados a diferentes alturas (m) Sitio (altura) Febrero Abril Junio
M1 (3 m) 469 ± 2.5 380 ± 5.1 701 ±0.98 M2 (5 m) 460 ± 10.5 112 ± 5.1 110 ± 10.8 R1 (11 m) 852 ± 54.1 827 ± 19.1 847 ± 14.9 J 1 (16 m) 606 ± 7.5 540 ± 41.0 681 ± 24.3
Al igual que el plomo se aprecia que en general las concentraciones d estos metales son mas bajas que las reportadas para los polvos de la calle, como se aprecia en la Tabla 4.
Tabla 4. Metales en polvos de la calle en polvos reportados para diferentes países (mg/kg) Autor (es) País Ciudad Plomo Cadmio Zinc Hernández et al.(1995) México México D.F. 565 3.3 525 Colandini et al. (1995) Francia Burdeos 1429 4.8 848* De Miguel et al. 1997 Noruega Oslo 180 1.4 412 De Miguel et al.(1997) España Madrid 1927 - 476
Viklander, (1998) Suecia Lulea 55 0.23 123
Serralde, (1999) México México D.F. 692 1.9 795 *París
Concentración de los metales y la altura
Para estudiar el comportamiento del plomo, cadmio y zinc se graficaron los valores promedios para cada sitio en los tres muestreos contra las alturas a las cuales se tomaron las muestras, en estas gráficas también se incluyen los valores reportados por Hernández (2001) en muestras tomadas en noviembre del 2000 en el norte de la Ciudad de México. En las figuras 3,4 y 5 se presentan los resultados para el plomo, cadmio y zinc respectivamente. En general se observa para los tres metales un perfil muy similar, es decir un disminución de la concentración e 3 a 5 metros y luego un aumento hasta 11 metros seguido de una disminución importante hacia los 16 metros. El perfil de las curvas para los tres metales es muy similar tanto en este estudio como los reportados por Hernández (2001).
0 50 100 150 200 250 300 350 0 5 10 15 20 Altura (m) Conc. (mg / kg) Resultados Hernández (2001)
Figura 2. Concentración (mg/kg) promedio de plomo contra altura (m.)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 5 10 15 20 Altura (m) Conc. (mg / kg) Resultados Hernández (2001)
0 200 400 600 800 1000 1200 0 5 10 15 20 Altura (m) Conc. (mg / kg) Resultados Hernández (2001)
Figura 4. Concentración (mg/kg) promedio de zinc contra altura (m)
Es posible que ha tres metros todavía las azoteas reciban polvos de la calle lo que hace que presenten concentraciones mas elevadas, sin embargo a partir de los 5 metros los depósitos secos atmosféricos empiezan ha mezclarse con los polvos de la calle lo que provoca un aumento de la concentración hasta los 11 metros. A los 16 metros el viento empieza ha ser un factor muy importante en la recolección de muestras, es muy probable que las partículas mas pequeñas y las mas concentradas sean dispersadas por el viento lo que provoca una disminución de la concentración.
Se observa que los valores reportados por Hernández son inferiores a los encontrados en este estudio esto también es un efecto de las condiciones meteorológicas, las muestras de Hernández fueron recolectadas en noviembre en el período de lluvias de la Ciudad de México.
CONCLUSIONES
Este estudio demuestra que el comportamiento de los metales particulados ha diferentes alturas no es homogéneo. Los estudios de los depósitos secos atmosféricos están muy influenciado no solo por las características de los sitios de muestreo si no por las condiciones meteorológicas. Parece que a una cierta altura predominan los polvos depositados en la calle que tienen como origen principal los vehículos de motor y los materiales de recubrimientos de las mismas, estos polvos son dispersadas y elevadas para quedarse en las azoteas de las construcciones. Por otro lado a alturas elevadas predominan los metales particulados emitidos por fuentes industriales muy posiblemente por medio de las chimeneas.
Para tener una información mas confiable es necesario continuar con monitoreos mas frecuentes y a alturas mas elevadas para poder tener un perfil del comportamiento de los metales particulados atmosféricos mas definido.
BIBLIOGRAFÍA
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