Presencia de compuestos orgánicos persistentes y contaminantes emergentes en muestras de aire ambiente urbano

Barbas Bernao, Beatriz (2018). Presencia de compuestos orgánicos persistentes y contaminantes emergentes en muestras de aire ambiente urbano. Thesis (Doctoral), E.T.S.I. Industriales (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.51658.

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Title: Presencia de compuestos orgánicos persistentes y contaminantes emergentes en muestras de aire ambiente urbano
Author/s:
  • Barbas Bernao, Beatriz
Contributor/s:
  • Martínez Calvo, María de los Ángeles
  • Torre Haro, Adrián de la
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2018
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Otro
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Los contaminantes orgánicos persistentes (COP) y los contaminantes emergentes (CE) con características de COP son compuestos de naturaleza tóxica, persistente y bioacumulativa, que se encuentran distribuidos tanto en matrices bióticas como abióticas, incluyendo el aire ambiente. En este último medio existe aún un gran desconocimiento acerca de sus niveles y de su fraccionamiento (distribución entre fase gas y materia particulada). En consecuencia, la presente Tesis Doctoral trata de aportar información relevante a este respecto, evaluando la presencia, niveles de concentración, perfiles, patrones de congéneres, estacionalidad y fuentes potenciales de varias familias de COP y CE junto con el contenido tóxico en aire ambiente urbano. Para conseguir este objetivo se tomaron muestras en la ciudad de Madrid, utilizando dos métodos de captación, captadores activos y pasivos, en las que posteriormente se determinó el contenido de: policlodibenzo-p-dioxinas y policlorodibenzofuranos (PCDD/F), policlorobifenilos (PCB), polibromodifenil éteres (PBDE), hexabromobenceno (HBBz), pentabromoetilbenceno (PBEB), 2,2´,4,4´,5,5´-hexabromobifenilo (BB-153), 1,2-bis(2,4,6- tribromofenoxietano) (BTBPE), decabromodifeniletano (DBDPE), mirex, decloranes 602, 603, 604, 605 (declorane plus, DP) y clordano plus (CP). La fase gas y el material particulado se evaluaron de forma separada, discriminando entre partículas totales, PM10, PM2,5 y PM1. Adicionalmente se analizó la influencia de los parámetros meteorológicos en esta distribución, se determinó el contenido tóxico de PCDD/F y PCB similares a dioxinas y se evaluó el riesgo para la salud humana por la inhalación de PCDD/F, dlPCB, PBDE y DP. La utilización de los dos tipos de captadores permitió además comparar los resultados obtenidos con ambas metodologías. Los PCB, PBDE, DP y PCDD/F se detectaron en todas las muestras analizadas, siendo los primeros los que presentaron mayor concentración. Los PCB se encontraron mayoritariamente en fase gas, mientras que los PBDE, DP y PCDD/F se asociaron principalmente a las partículas en suspensión, detectándose importantes diferencias en cuanto al tamaño de partícula entre las distintas familias y congéneres. El resto de contaminantes presentaron menor frecuencia de cuantificación, aunque todos se detectaron en, al menos, una de las muestras analizadas. En cuanto al contenido tóxico, los PCB similares a dioxinas presentaron mayores niveles de toxicidad que PCDD/F, observándose un bajo riesgo de cáncer por inhalación de los compuestos evaluados en el área de estudio. A partir del estudio de los patrones de concentración, su evolución estacional, la influencia en estos de los parámetros meteorológicos y el ajuste a la ecuación de Clausius-Clapeyron, se identificaron las fuentes potenciales de COP y CE en muestras de aire ambiente urbano. Por último, se realizó una comparación de los resultados obtenidos con captadores activos y pasivos. Los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los niveles de PBDE, DP y PCDD/F obtenidos con los dos tipos de muestreadores. Sin embargo, sí se obtuvieron diferencias entre los niveles de PCB, principalmente atribuibles a niveles máximos cuantificados durante los meses de primavera y verano con captadores activos, que no se corresponden con los niveles obtenidos mediante captación pasiva. Todos los resultados evidencian también la capacidad de los muestreadores pasivos para recolectar partículas. ----------ABSTRACT---------- Persistent organic pollutants (POPs) and emerging pollutants (EP) with POP characteristics are persistent, toxic and bioaccumulative compounds that are widely distributed both in biotic and abiotic matrices, including ambient air. There is still a great lack of knowledge about their air levels and gas-particle partitioning (distribution between gas phase and particulate matter). It is in this regard that the present study tries to provide relevant information, evaluating the presence, levels, profiles, congener patterns, seasonality, sources and toxic content of several families of COP and EP in urban ambient air. For this purpose, several ambient air samples were collected in the city of Madrid, using high-volume active air samplers and passive air samplers. Samples obtained were analyzed to determine the content of the following contaminants: polychlorinated dibenzo-pdioxins and furans (PCDD/Fs), polychlorinated biphenyls (PCBs), polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), hexabromobenzene (HBBz), pentabromoethylbenzene (PBEB), 2,2´,4,4´,5,5´-hexabromobiphenyl (BB-153), 1,2-bis(2,4,6-tribromophenoxy)ethane (BTBPE), decabromodiphenyl ethane (DBDPE), Mirex, Dechlorane 602, 603, 604 and 605 (Dechlorane Plus, DP) and Chlordane Plus (CP). Gas phase and airborne particulate matter were studied separately, discriminating among various particle sizes (total suspended particles TSP, PM10, PM2,5 and PM1). In addition, the influence of meteorological parameters on these results was analyzed. The toxic content of PCDD/F and dioxin-like PCBs, and the risk to human health as a result of the inhalation of PCDD/F, dlPCB, PBDE and DP, were also evaluated. The use of two types of samplers allowed the comparison of the results obtained with both methodologies. PCBs, PBDEs, DP and PCDD/Fs were detected in all samples analyzed. PCBs were the major pollutants, which were mainly associated to the gas phase. On the other hand, PBDEs, DP and PCDD/Fs were mainly bounded to particulate matter. Great differences were detected among the studied congeners and families of pollutants with regard to particle size. The other compounds evaluated presented less frequency of quantification, although all of them were detected in at least one of the samples analyzed. With respect to toxic content, dioxin like PCBs were the main contributors, and the inhalation risk assessment concluded that the inhalation of PCDD/Fs, dlPCBs, PBDEs and DP pose a low cancer risk in the studied area. Sources of POPs and emerging pollutants in urban ambient air were also identified from the study of congener patterns, seasonality, influence of meteorological parameters and Clausius-Clapeyron equation. Finally, results obtained with active and passive samplers were compared. No significant differences were found between PBDEs, DP and PCDD/Fs levels, nor in the toxic content. However, PCB concentrations showed significant differences between both types of samplers, due to maximum levels quantified during spring and summer months with the active ones, which do not correspond with levels obtained with passive samplers. All the results showed the ability of passive samplers to collect particles.

Funding Projects

TypeCodeAcronymLeaderTitle
Government of SpainCTM2010-19779-C02-02UnspecifiedUnspecifiedContaminantes emergentes: consecuencias ambientales del uso de residuos como enmiendas agrícolas. Valoración ecotoxicológica y estudios de transferencia al medio ambiente

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Item ID: 51658
DC Identifier: http://oa.upm.es/51658/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:51658
DOI: 10.20868/UPM.thesis.51658
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 07 Sep 2018 07:08
Last Modified: 07 Mar 2019 23:30
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