Escudo de la República de Colombia
Sistema Nacional de Biliotecas - Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia Biblioteca Digital - Repositorio Institucional UN Sistema Nacional de Bibliotecas UN

EVALUACIÓN DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES (COV) BIOGÉNICOS Y ANTROPOGÉNICOS DEL MUNICIPIO DE MANIZALES

DIAZ POVEDA, VANESSA CATALINA (2019) EVALUACIÓN DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES (COV) BIOGÉNICOS Y ANTROPOGÉNICOS DEL MUNICIPIO DE MANIZALES. Maestría thesis, UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES.

Texto completo

[img] PDF
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

4MB

Resumen

Los compuestos orgánicos volátiles-COV son considerados como uno de los contaminantes principales en la formación de ozono troposférico y, de esta forma, contribuyen con su acumulación en el mundo. En presencia de óxidos de nitrógeno-NOx y como consecuencia de su elevada volatilidad, los COV pueden formar O3. Estos compuestos son liberados por las plantas (COV biogénicos) y en actividades industriales y vehiculares (COV antropogénicos), sin embargo, estudios relacionados con su emisión y niveles en aire ambiente son pocos en el país. Este trabajo presenta las primeras mediciones de COV de origen biogénico (COVB) y antropogénico por monitoreo activo y pasivo, en zona rural y urbana de la ciudad de Manizales, Colombia. Por lo tanto, este estudio se constituye en una primera línea base de importancia que brinda una visión general de estos contaminantes en la zona. El estudio de los COV de origen biogénico se efectuó en los meses de septiembre y octubre de 2017, a través de monitoreo activo en zonas de bosque, cultivo y páramo, para los cuales se cuantificó la concentración de 14 compuestos entre los que se destacan isopreno, monoterpenos como α-pineno, β-pineno y δ-3-careno; y sesquiterpenos como trans-cariofileno y aromandreno. La comparación de las zonas descritas permitió observar como a menores temperaturas se disminuye la emisión de isopreno y terpenos, específicamente, en zona de páramo se registraron las menores concentraciones. De la misma forma, se midieron los 14 compuestos en 12 especies de plantas presentes en el municipio, de las cuales, a partir de la concentración de COV medida y el área foliar de la planta muestreada se determinó su emisión. La emisión normalizada de los compuestos a condiciones estándar de 30°C de temperatura y 1000 µmol/m2s PAR (radiación fotosintéticamente activa) permitió obtener los valores de factor de emisión a nivel hoja para cada planta. Los compuestos predominantes fueron α-pineno y β-pineno y su mayor emisión fue para las especies coníferas pino y cedro, con valores de 289 y 51 µg/m2h; y 32 y 23 µg/m2h, respectivamente. El isopreno no resultó ser el compuesto más abundante, las plantas evaluadas que se clasificaron cualitativamente como emisoras de isopreno fueron: helecho, cedro y yarumo; mientras que las no emisoras o de baja emisión fueron: aguacate, café, pasto, paja, frailejón, guadua y pino. Este trabajo permitió estandarizar la metodología de monitoreo y determinación de los factores de emisión (FE), siendo muy importante para trabajos futuros. Los valores de FE son muy escasos en países tropicales, normalmente se usan FE medidos en otros países. Este estudio permitió tener datos preliminares de FE y evaluar que plantas pueden considerarse emisoras o de baja emisión. De otra parte, la medición de COV de origen antropogénico, específicamente benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos-BTEX, se realizó a través de monitoreo pasivo en 11 puntos de la ciudad de Manizales, ubicados en las avenidas de mayor tráfico vehicular y cercanos a estaciones de venta de combustible. Se incluyó un punto como muestra background ubicado a las afueras de la ciudad, en la Reserva Ecológica Río Blanco. Se realizaron dos campañas en los meses de julio y septiembre de 2018, que coincidieron con temporada lluviosa en la ciudad. Las concentraciones encontradas son inferiores a las reportadas en otras ciudades de Colombia y otros países. El benceno solo se observó en la campaña 1 en un solo punto con un valor de 0.157 µg/m3 , en los puntos restantes las concentraciones fueron menores al límite de detección. El tolueno se encontró en 8 puntos de monitoreo con un valor máximo promedio de 0.795 µg/m3 . Por otro lado, el etilbenceno y la mezcla de los isómeros m,p –xileno fueron encontrados en todos los puntos con valores máximos promedio de 1.049 y 0.512 µg/m3 respectivamente. El o-xileno se observó en 3 puntos con un valor máximo promedio de 0.275 µg/m3 . La medida de estos contaminantes es importante para identificar potenciales compuestos con riesgo para la salud. Esta se constituye en la primera campaña realizada en la ciudad de Manizales para la determinación de BTEX. Finalmente, con los valores de concentración en aire ambiente de algunos de los COV de origen biogénico y antropogénico medidos, se estimó el potencial de formación de ozono a través de la escala de reactividad incremental máxima-MIR. El potencial de formación de ozono fue superior para los COVB que para los BTEX, ABSTRACT Volatile organic compounds-VOCs are considered as one of the main pollutants in the formation of tropospheric ozone and, in this way, contribute to their accumulation in the world. In the presence of nitrogen oxides-NOx and as a consequence of their high volatility, VOCs can form O3. These compounds are released by plants (biogenic VOCs) and from industrial and vehicular activities (anthropogenic VOCs). Few studies have been reported in the country related with emissions and ambient air concentrations of VOC. This work presents the results of the measurement of volatile organic compounds-VOCs from biogenic and anthropogenic sources by active and passive monitoring, in rural and urban zones in the city of Manizales, Colombia. This is an initial study that provides an initial base line about these pollutants in Manizales. The study of biogenic VOCs-BVOC was performed between September and October of 2017, through active monitoring in forest, crop and paramo zones in which 14 compounds were quantified. Among those compounds, the main compounds found were isoprene, monoterpenes such as α-pinene, β-pinene y δ-3-carene and sesquiterpenes such as transcariophyllene and aromandrene. The comparison between zones depicted how at low temperatures isoprene and terpenes emissions were lower, with the lowest concentrations recorded at the paramo zone. In the same way, 14 compounds were measured in 12 plant species from which, based on the measured VOC concentration and leaf area of the sampled plant, its emission was determined. The normalized compound emission at 30°C and 1000µmol/m2s PAR (photo synthetically active radiation) allowed to obtain the values of leaf level emission factors from each plant. The predominant compounds were α-pinene and β-pinene and the highest emission were found for conifers species as pine and cedar, with 289 and 51 µg/m2 .h and with 32 and 23 µg/m2 .h, respectively. Isoprene was not the most abundant compound; otherwise, from the evaluated plants, fern, cedar and yarumo were qualitatively classified as emitters of isoprene and avocado, coffee, grass, straw, frailejón, guadua and pine, were classified as not isoprene emitters or low emission. The present study allowed to standardize themethodology of monitoring and determination of emission factors (EF), being this information important for future works. The EF values are very scarce in tropical countries, hence, EF measured in other countries are normally used, this study allowed to have preliminary data and evaluate which plants can be considered emitters or of low emission. On the other hand, antrophogenic VOCs measurement (specifically bencene, toluene, ethylbencene and xylenes-BTEX) was done through passive monitoring at 11 points of Manizales city. Stations were located in the avenues with greater vehicular traffic and in the vicinity of service stations. A background station was included in the outskirts of the city, located at the Reserva Ecológica Río Blanco. Two campaigns were made performed between the months of July and September of 2018. The concentrations found were lower than those reported in other cities of Colombia and other countries. Benzene was only detected in campaign 1 at one location with a value of 0.157 μg/m3 . At the remaining locations, concentrations were lower than the detection limit. Toluene was measured at 8 monitoring locations with an average maximum value of 0.795 μg/m3 . On the other hand, ethylbenzene and the mixture of the m, p-xylene isomers were measured at all locations with average maximum values of 1.049 and 0.512 μg/m3 respectively. O-xylene was measured at 3 locations with an average maximum value of 0.275 μg/m3 . Finally, with the measured concentration values in ambient air of some of the biogenic and anthropogenic VOCs, the ozone forming potential was estimated through the maximum incremental reactivity scale-MIR. The ozone forming potential was higher for BVOC than BTEX

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:ARISTIZÁBAL ZULUAGA, BEATRIZ HELENA and GONZÁLEZ DUQUE, CARLOS MARIO
Palabras clave:Orgánicos volátiles antropogénicos, Compuestos orgánicos volátiles biogénicos, Benceno, Tolueno, Monitoreo activo, Monitoreo pasivo, Potencial de formación de ozono, Antropogenic volatile organic compounds, Biogenic volatile organic compounds,, Benzene, Toluene, Active monitoring, Passive monitoring
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 54 Química y ciencias afines / Chemistry
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Unidad administrativa:Sede Manizales > Facultad de Ingeniería y Arquitectura > Departamento de Ingeniería Química > Ingeniería Química
Código ID:72628
Enviado por : Química VANESSA CATALINA DÍAZ POVEDA
Enviado el día :15 Julio 2019 19:00
Ultima modificación:15 Julio 2019 19:00
Ultima modificación:15 Julio 2019 19:00
Exportar:Clic aquí
Estadísticas:Clic aquí
Compartir:

Solamente administradores del repositorio: página de control del ítem

Vicerrectoría de Investigación: Número uno en investigación
Indexado por:
Indexado por Scholar Google WorldCat DRIVER Metabiblioteca OAIster BASE BDCOL Registry of Open Access Repositories SNAAC Red de repositorios latinoamericanos eprints Open archives La referencia Tesis latinoamericanas OpenDOAR CLACSO
Este sitio web se ve mejor en Firefox