8/17/2019 POSTER Emisiones Atmosfericas de Mercurio

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EMISIONES ATMOSFÉRICAS DE MERCURIO PROVENIENTES DELA QUEMA DE BIOMASA EN LA REGIÓN DE RIO BRANCO,

ESTADO DE ACRE – BRASILJuan Fernando Restrepo, Martha Constanza Daza, Anne-Hélène Fostier

Escuela de Ing. de Recursos Naturales y del Ambiente.Trabajo en convenio de la Universidad del Valle – Universidade Estadual de Campinas/Brasil

RESUMENRESUMEN

La deforestación y quema de los bosques tropicales han

llevado a serios daños ambientales que repercuten a nivel

mundial, incluyendo entre esos la removilización del mercurio

almacenado en la biomasa, cuyo impacto todavía es

desconocido. Las emisiones de mercurio fueron estudiadas en la

quema programada de 4 hectáreas de bosque Amazónico en laregión de Rio Branco, Acre – Brasil. La cantidad de mercurio

almacenado en la vegetación (hojas, madera y hojarasca) fue

establecida en 1,35 (g ha-1) y su factor de emisión fue estimado

en 0, 73 (g ha-1) proveniente de la quema de biomasa en la

región de Rio Branco, Estado de Acre – Brasil.

METODOLOGIAMETODOLOGIA

El valor medio de la concentración de mercurio en hojas escomparable a los valores reportados en la literatura en laregión amazónica en el rango de concentraciones de 5,3±0,1 a84,6±0,8 ng/g y una media de 34 ± 7 ng/g. Para la hojarasca elvalor medio fue de 40 ± 4 ng/g, siendo 3 veces menor a losvalores reportados en la literatura para la región Amazónica,variando en un rango entre 32 ± 2 y 45 ± 2 ng/g. Lasconcentraciones de la madera estuvieron por debajo del límitede cuantificación propuesto y además se corroboró que la

superficie del sub-bosque y la corteza de los árboles tambiéntienen la capacidad de retener mercurio..

El factor de emisión de mercurio proveniente de la quema devegetación en la región de Rio Branco, Estado de Acre en

Brasil, es de 0,73 g ha-1 es aproximadamente 3 veces menoren comparación con otros ya reportados anteriormente en laliteratura y contribuye a una mejor evaluación de los efectos delas quemas en la Amazonía.

El factor de emisión de mercurio (FE), equivale a la masa de

mercurio que es emitida a la atmósfera por masa de biomasa

quemada (g de Hg kg-1 de biomasa)Espectrómetro de Absorción Atomica dedescomposición térmica

Detector: Fotodiodo de UV (λ= 253,65 nm)cantidad muestra: ± 0,05 g (muestras vegetales)Tiempo típico de análisis: 5 min, muestras sólidasmolídas

FE = factor de emisión (g ha-1); EM = concentración de mercurio en labiomasa seca (g ha-1); EC = eficiencia de combustión de la biomasa (%);EE = eficiencia de emisión de mercurio para la atmósfera (%),

considerando la quema completa de biomasa.

Parámetro Valor

RANGO LINEAL 0,5 – 8 ng Hg -

LINEALIDAD (r) 0,9973 -

PRECISIÓN INTRA-DIA (RSD)

(n=5)1 %

Precisión aceptable

25%

PRECISIÓN INTER-DIA (RSD)

(n=15)2,9 % -

EACTIT!D 38 ± 1 ng/g 31 ± 7 ng/g (M!"

L"#ITE C!ANTI$ICACIÓN

(LO%)0,25 ng/g 10s/m

L"#ITE DETECCIÓN (LOD) 0,07 ng/g 3s/m

CONCLUSIONESCONCLUSIONESTabla 1 - Parámetros de validación paradeterminación de Hg

El mercurio una vez liberado en el ambiente, circula entre el aire,el agua, el suelo y la biota (Lin y Pehkonen, 1999), donde alpasar por los sistemas acuáticos puede ser convertido enMetilmercurio, una especie toxica que llega a bioacumularse

hasta un millón de veces en las cadenas tróficas acuáticas(PNUMA, 2002). El dosel del bosque por presentar una granárea superficial permite la retención del mercurio gaseoso, yasea por deposición seca en su forma elemental (Hg0) odeposición húmeda en su forma reactiva (Hg2+) o particulada(Rea et al ., 2002). La cantidad de mercurio en las hojas dependedirectamente de las concentraciones de mercurio atmosférico(Rutter et al., 2011) y también se ha sugerido que diferentescaracterísticas de las plantas como su índice de área foliar,tiempo de vida de las hojas, tricomas foliares, densidadestomatal, rugosidad y presencia de ceras foliares, tambiénpueden afectar la acumulación de mercurio en las hojas (Françaet al., 2004,Millhollen et al., 2006). La quema de los bosquesdebido a la deforestación y el avance de la frontera agrícola,puede removilizar a la atmósfera el mercurio almacenado en lavegetación, por su volatilización durante la combustión (Friedli etal., 2003). Las eficiencias de liberación del mercurio durante lasquemas dependen de la intensidad del fuego, siendo estedependiente de la naturaleza del combustible y de lascaracterísticas físicas y climáticas del área de quema (Friedli etal., 2009.En la actualidad las fuentes y sumideros del mercurio en elambiente amazónico brasilero no están bien establecidos, lainformación es escasa así mismo como el pleno entendimientode su ciclo biogeoquimico (Hacon et al ., 2008).

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Estimar la concentración de mercurio en la biomasa propia de la

selva amazónica y sus factores de emisión después de la

quema. Haciendo una validación del método analítico propuesto

para el Analizador Directo de Mercurio (DMA).

OBJETIVOSOBJETIVOS

Este trabajo hizó parte de un proyecto de InvestigaciónFinanciado por la FAPESP (2010/19040-4) “Impacto de ladeforestación sobre las emisiones de mercurio en bosquestropicales de la región amazónica”, coordinado por la Profa. Dra.Anne-Hélène Fostier (UNICAMP), el cual es también desarrolladocon la colaboración del proyecto “Combustión de biomasa de lafloresta amazónica” financiado por la FAPESP (2008/04490-4), ycoordinado por el Prof. Dr. João Andrade Carvalho Jr.(Unesp/INPE).Para la recolección de los datos se programó un ensayo dequema controlada llevado a cabo el día 29 de septiembre del2011, en un área de 200x200 m de bosque amazónico, situadoen la Hacienda de la Embrapa - Rio Branco (S: 10o01´704´´, W:67o40´812´´), Estado de Acre en Brasil. Se contó con elinventario florístico para la colección de muestras de vegetaciónde las once especies más abundantes del área, colectando 20hojas de cada árbol seleccionado, así como muestras de maderay corteza. También fueron colectadas 7 muestras de hojarasca

distribuidas uniformemente dentro del área de estudio así como 6muestras de hojas del sub-bosque.

Las muestras de vegetación fueron secadas en una campana de

ANALIZADOR DIRECTO DE MERCURIOMilestone DMA-80

ANALIZADOR DIRECTO DE MERCURIOMilestone DMA-80

flujo laminar a temperatura ambiente por 96 horas a temperaturaambiente y posteriormente homogenizadas en un molino decuchillas, Marconi MA-340.La determinación de mercurio se realizo por espectrometría deabsorción atómica usando el Direct Mercury Analizer (DMA) de

Milestone, que no precisa preparación previa de las muestras. Elmétodo analítico fue validado, evaluando los siguientesparámetros: rango lineal, linealidad, precisión intra e inter-día,límite de detección, límite de cuantificación, exactitud y

robustez.Fueron pesadas cantidades de 0,05 g (±0,1 mg) de las muestrasvegetales y analizadas en una rampa de calentamientosiguiendo la siguiente secuencia 200 °C por 30 s (secado); 200°C por 40 s (combustión); 650 °C por 60 s (calcinación) y 650 °Cpor 105 s (liberaciión de Hg).

RESULTADOS Y DISCUSIÓNRESULTADOS Y DISCUSIÓN

ROBUSTEZ : la cantidad de masa de la muestra, la limpieza de

los barcos y la temperatura de secado dentro de la rampa de

calentamiento de la muestra en el (DMA), afectan positivamente

la determinación de mercurio por absorción atómica en el DMA y

son parámetros que deben ser controlados para asegurar la

repetitividad de los datos.

Tabla 2 - Concentraciones de mercurio en lavegetación.

#&e'tra Valor rano

O*AS 3# ± 7 ng/g 8#,7 - 5,# ng/g

CORTE+A - 21 - $ &'  

#ADERA 2 ng/g $ &'  

O*ARASCA #0 ± # ng/g #5 – 32 ng/g

S!,-,OS%!E 20 ± 3 ng/g 2# – 1 ng/g

Tabla 3 – Cantidad de mercurio en la biomasa yfactores de emisión

,oma'a ,oma'a'e.a

(# /a-1)

Con.entra.0n

(n -1)

E#( /a-1)

EC EE

$E ( /a-1)

Tron.o'D, 2 34.m

100,1 2 0,20 #,82 83 0,01

Tron.o' 14.m D, 34.m

#,99 2 0,09 1,9 83 0,01

Rama' D 214 .m

57,81 2 0,12 1,9 83 0,02

Rama' D 14 .m

15,99 2 0,03 88, 83 0,02

o6a' 12,79 3# 0,#3 88, 83 0,32

o6ara'.a 11,81 #0 0,#7 88, 83 0,35

Total 789 1:35 4:;3

La cantidad de biomasa fue tomada del trabajo de Salimon et

al., 2011 y las eficiencias de combustión y distribución de

biomasa del trabajo de Michelazzo et al., 2010.

REFERENCIASREFERENCIAS

Friedliet al ., 2003. Mercury emissions fromburning of biomass fromtemperate NorthAmerican forests: laboratory andairborne measurements. Atmos. Environ , 37, 253-267. Friedliet al., 2009. Mercury Fate andTransport in the Global Atmosphere, Springer Science, 2009, 193, 193 -220. Hacon et al., 2008. Anoverview of mercury contaminationresearch int he Amazonbasin with anemphasis onBrasil.Caderno de Saúde Pública ,Ri o de Janeiro, 24,1479-1492. Lin, C.J. yPehkonen S.O. The chemistry of atmospheric mercury: a review. Atmos. Environ, 1999, 33,2067–2079. Michelazzoet al., 2010. Mercury emissions fromforest burningin southernAmazon. Geophys. Res. Lett, 2010, 37,doi:10.1029/2009GL042220. Millhollenet al., 2006. Foliar mercury accumulationand exchange for three tree species.EnvironSci. Technol, 40 ,6001– 6006. PNUMA, 2002. Productos Químicos. Evaluaciónmundialsobre el mercurio. Ginebra, Suiza, p. 303. Rutter et al., 2011. Climate Sensitivity of Gaseous Elemental Mercury Dry Depositionto Plants: Impacts of Temperature,Light Intensity, andPlant Species. Environ Sci. Technol, 45, 569–575. Salimonet al., 2011. Estimatingstate-wide biomass carbonstocks for a REDD planin Acre, Brazil.Forest. Ecol. Manage ,262, 555–560..

Agencia Financiadora: Palabras-clave: Mercurio – Amazonía - Quema de Biomasa - Factor de Emisión