principales contaminantes atmosféricos. evolución y tendencias

54
[email protected] Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias Ecologistas en Acción, Madrid, 25 de octubre 2013 X. QUEROL Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua, IDAEA, CSIC ografía Alfons Puertas Obs. Fabra

Upload: ecologistas-en-accion

Post on 25-May-2015

415 views

Category:

Technology


2 download

DESCRIPTION

Xavier Querol. Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua, IDAEA Jornadas de Calidad del Aire en España http://www.ecologistasenaccion.org/article26599.html

TRANSCRIPT

Page 1: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

[email protected]

Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Ecologistas en Acción, Madrid, 25 de octubre 2013

X. QUEROLInstituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua, IDAEA, CSIC

Fotografía Alfons Puertas Obs. Fabra

Page 2: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

CONTENIDO• CALIDAD DEL AIRE• PARÁMETROS CRÍTICOS• NO2 y PM• COMPONENTES DE PM

• PM GRUESO: MINERAL Y POLVO RODADURA• AEROSOL CARBONOSO• AEROSOL SECUNDARIO INORGÁNICO• PARTÍCULAS ULTRAFINAS

• ¿HACIA DONDE VAMOS?• CONCLUSIONES

http://airuse.eu/

Page 3: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

RD 102/2011, 28 de enero, de Calidad del Aire y Protección de la Atmósfera:

"Contaminación atmosférica": La presencia en la atmósfera de materias, sustancias o energía que pueden implicar riesgo o daño para la seguridad o salud de los seres humanos, el medio ambiente ........ "

Teniendo en cuenta:• No se conocen todas las sustancias nocivas en la atmósfera • Para algunos componentes no hay un umbral de protección• Muchas actividades y procesos (naturales y antropogénicas) emiten

contaminantes atmosféricos

CALIDAD DEL AIRE

Page 4: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

modelling and integrated assessment

Levels inambient air

Impact on receptors, epidemiology

Local and global effects

measuring (concentration and meteorological)

meteorology, dispersion, transport,...

chemical transformation (secondary pollutants: O3, PAN, HNO3, H2SO4)

LA ESTRATEGIA TEMÁTICA EUROPEA

Emission levels

emission sources (natural, anthropogenic..)

primary pollutants (SO2, NOx, HC, PM,…)

standardsControl measures

1996-1999

minimization strategies

new standards

target levels

new standards

2005-2010

2013

CALIDAD DEL AIRE

Page 5: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Directive 1999/30/EC SO2, NO2, NOx, PM10, Pb (PM2.5??)

Directive 2000/69/EC benzene, CODirective 2002/03/EC O3

Directive 2004/107/EC PAH, Cd, As, Ni, Hg(PM2.5) Directive Clean Air for Europe and Air Quality, 2008/50/EC & 2004/107/EC

Deadlines: 2005-2010, 2015, 2020

NORMAS DE CALIDAD DEL AIRE

Evaluation and Managing of air quality Annex I: SO2, NO2, NOx, PM10, TSP, Pb, O3, benzene, CO, PAH, Cd, As, Ni, Hg

MATHER DIRECTIVE1996/62/CE

Emission

Ambient air

REVISION IN 2013

RD, 102/2011 (Spanish legisltaion)

IPPC Integrated Prevention and Pollution Control DIRECTIVES 1996/61/EC, 2010/75/EC2002/51/EC, 2006/120/EC1998/69/EC, 2002/80/EC, 2007/715/EC2001/81/CE

EURO standards for vehicles

National Emission Ceilings

CALIDAD DEL AIRE

Page 6: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Parámetros críticos (superaciones)

293 °K , 101,3 kPa,

Directive 2008/50/EC, RD 102/2011 except PM and metals, Evriron. Cond.

Hourly 350 µg/m3 SO2 24 times per yearDaily 125 µg/m3 SO2 3 times per yearAnnual prot. ecos. 20 µg/m3 SO2 not exceeding annual and mean 1 Oct-31 MarHourly 200 µg/m3 NO2 8 times per yearAnnual 40 µg/m3 NO2 not exceedingAnnual prot. vegetation 30 µg/m3 NOx (reported as NO2) not exceedingAnnual 5 µg/m3 Benzene not exceedingMean 8-h max. in a day 10 mg/m3 CO not exceedingAnnual 500 ng/m3 Pb not exceedingAnnual 40 µg/m3 PM10 not exceedingDaily 50 µg/m3 PM10 n<35 per yearAnnual (25 and 20 (18) µg/m3 PM2.5) not exceeding2010-2020 (reducing 20% PM2.5 triennial for mean of urban background)

VALORES NORMATIVOS EN CALIDAD DEL AIRE

2004/107/EC, RD 102/2011

Annual 6 ng/m3 As not exceedingAnnual 20 ng/m3 Ni not exceedingAnnual 5 ng/m3 Cd not exceedingAnnual 1 ng/m3 Benzo[]pirene not exceeding

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 7: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

AOT40 [expressed in (µg/m3·h] = as sum of the difference between hourly levels exceeding 80 µg/m 3 and 80 µg/m3 along a given period using only hourly values measured between 8.00 and 20.00 h, Central Europe Time (CET), for every day.

Target valueProtection human healthMaximum of 8 h means of a day 120 µg/m3 O3 not exceeding 25 day/year

mean for 3 yearsTarget ValueProtection of vegetationAOT40, hourly values from Mayo to July 18.000 µg/m3·h O3 not exceeding

as a mean of 5 years (c)

Information threshold value: hourly 180 µg/m3 O3

Alert threshold value : hourly 240 µg/m3 O3

Se superan valores objetivos en entornos rurales y suburbanos

PARÁMETROS NORMATIVOS EN CALIDAD DEL AIRE

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 8: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

2008/50/EC WHO (2006) guidelinesRD 102/2011

Hourly 350 µg/m3 SO2 -- 24 times per yearDaily 125 µg/m3 SO2 -- 3 times per yearHourly 200 µg/m3 NO2 EC-WHO coincide 18 times per yearAnnual 40 µg/m3 NO2 EC-WHO coincide not exceedingAnnual 5 µg/m3 C6H6 EC-WHO coincide not exceedingMean 8-h max. in a day 10 mg/m3 CO EC-WHO coincide not exceedingAnnual 500 ng/m3 Pb EC-WHO coincide not exceedingAnnual 40 µg/m3 PM10 20 µg/m3 PM10 not exceedingAnnual 25 µg/m3 PM2.5 10 µg/m3 PM2.5 not exceedingMax 8 h means of a day 120 µg/m3 O3 100 µg/m3 O3 not exceeding 25 day/yearmean for 3 years

VALORES GUÍA DE LA OMS (2006)

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 9: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

PM10

Octubre de 2013Air Quality in Europe- 2013 report

2011

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 10: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Octubre de 2013Air Quality in Europe- 2013 report

PM2.5

2011

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 11: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Octubre de 2013Air Quality in Europe- 2013 report

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 12: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

NO2

Octubre de 2013Air Quality in Europe- 2013 report

2011

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 13: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

O3

Octubre de 2013Air Quality in Europe- 2013 report

2011

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 14: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

SO2

Octubre de 2013Air Quality in Europe- 2013 report

2011

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 15: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

2011Benzo(a)pireno

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 16: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

PARÁMETROS CRÍTICOS

Page 17: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

EL PROBLEMA DE NO2

Causas de superación del VLA de NO2:

promedio 2001-2009 (53 estaciones)

63%

29%

3% 2%2% 1%

Heavy traffic

Proximity to a major road

Local industry

Quarrying/mining

Domestic heating

Industrial accident

Non-industrial accident

Natural source

Winter sanding

African dust

Local petrol station

Parking facility

Benzene storage

Industry

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

NO

2 (µ

g/m

3)

2005 2006 2007 2008 2009 2010CATALUNYA

Valor límite desde 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

NO

2 (µ

g/m

3)

2005 2006 2007 2008 2009 2010COMUNIDAD DE MADRID

Valor límite desde 2010

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

NO

2 (µ

g/m

3)

2005 2006 2007 2008 2009 2010CC AA: VALENCIA, CASTILLA Y LEÓNANDALUCÍA, ARAGÓN, ASTURIAS, GALICIA

Valor límite desde 2010

•MADRID, COSLADA, GETAFE, LEGANÉS•BARCELONA, BARBERÀ DEL V., MARTORELL, MONTCADA I R., ST. ANDREU DE LA B., MOLLET DEL VALLÈS, ST ADRIÀ DE BESÒS, SABADELL, STA. COLOMA G., TERRASSA•PALMA DE MALLORCA•GRANADA, SEVILLA

2011

http://www.magrama.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/atmosfera-y-calidad-del-aire/Informe_evaluaci%C3%B3n_calidad_aire_Espa%C3%B1a_2012_final_v2_tcm7-299046.pdf

Page 18: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Levels

NO2 MAY-JUNE 2008 (120 PASSIVE

DOSIMETRES)

EL PROBLEMA DE NO2

Page 19: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

NIVELES DE INMISIÓN DE NO EN VALENCIA.2

719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 7314366

436

74

368

436

94

370

437

14

372

437

343

74

437

54

376

C oordenadas U TM (uso 30)

UT

M (

km)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

Medidas mediante Dosímetros Pasivos. Campaña 21/04 al 28/04 del 2004.

NIVELES DE INM ISIÓ N DE NO EN VALENCIA.2

719 720 721 722 723 724 725 726 727 728 729 730 7314366

4367

4368

4369

4370

4371

4372

4373

4374

4375

4376

Coordenadas UTM (uso 30)U

TM

(km

)

( g /m ) 3µg/m3

Max.

Min.

Cortesía de: E. Mantilla (CEAM) y J. Crespo (UMH)

NO2 VALENCIA Y ELCHE

NIVELES DE INMISIÓN DE NO2 EN ELCHE

EL PROBLEMA DE NO2

Page 20: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

0

1

2

3

4

5

6

Barc

elon

aM

adri

dVa

lènc

iaA

mst

erda

mBe

lgra

deBe

rlin

Bern

Bolo

gna

Buda

pest

Stoc

khol

mFi

renz

eFr

ankf

urt

Gen

oaH

ambu

rgH

elsi

nki

Lond

on20

07Lu

xem

burg

Mila

nM

unic

hN

apol

iO

slo

Prah

aRo

ma

Tori

noW

ien

Zuri

ch

Cars x 1000 / km2

Very high density of vehicles (#/km2),But also >50% of vehicles circulating in the city come from outside

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Barc

elon

aM

adri

dVa

lènc

iaA

mst

erda

mBe

lgra

deBe

rlin

Bern

Bolo

gna

Buda

pest

Stoc

khol

mFi

renz

eFr

ankf

urt

Gen

oaH

ambu

rgH

elsi

nki

Lond

on20

07Lu

xem

burg

Mila

nM

unic

hN

apol

iO

slo

Prah

aRo

ma

Tori

noW

ien

Zuri

ch

Cars x1000

EL PROBLEMA DE NO2

Page 21: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

El Problema de NO2

EL PROBLEMA DE NO2

Page 22: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Ámsterdam

Madrid

Barcelona

500m

El Problema de NO2

Napoli

EL PROBLEMA DE NO2

Page 23: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

El Problema de NO2

7 810 10

36

16

5

9

17

30

180

50

1

10

100

1000

1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020

Euro4(2005)

Euro5(2009)

Euro6(2015)Euro2

(1996)

Euro3(2000)Euro1

(1992)

NO

x/P

M

Ratio of NOx/PM emissions from Euro standards for Diesel Passenger Cars

Ratio of real life NOx/PM emissions for Diesel Passenger Cars

98

Ratio of (NOx+HC)/PM emissions from Euro standards for Diesel Passenger Cars

EL PROBLEMA DE NO2

Page 24: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

EU 0 EU 1 EU 2 EU 3 EU 4 EU 5

NO

x [

g/k

m]

NO

NO2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

EU 0 EU 1 EU 2 EU 3 EU 4 EU 5

NO

x [

g/k

m]

NO

NO2

Actual emissions: type approval vs. real world for PCDiesel NEDC Diesel CADC (hot start)

Courtesy: Prof. Dr. S. Hausberger T.U. Graz0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020

Year

Passen

ger

cars

NO

2 [

g/k

m]

0

0.5

1

1.5

2

2.5

HD

V N

O2 [

g/k

m]

Passenger cars gasoline

Passenger cars diesel

HDV

NO2 Total effect of NOx and NO2 fleet emission reduction may not be sufficient to reach NO2 air quality targets near roads with high traffic volumes until 2015:

NO2 fleet emission factors in urban traffic (share in mileage for AUT)

SE REQUIEREN CON URGENCIA MEDIDAS NO TECNOLÓGICAS:

REDUCCIÓN N. VEHÍCULOS EN ZONAS URBANAS

(2015!!!!!!)

EU 6

EL PROBLEMA DE NO2

Page 25: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

EL PROBLEMA DE NO2

Page 26: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Particulate Matter and health effects in BarcelonaPerez et al., 2009 ES&T

Selected results

FractionRespiratory mortality

(Lag2)Cardiovascular mortality

(Lag1)Cerebrovascular mortality

(Lag1)

PM10-2.51.033

(0.980-1.089)1.059

(1.026-1.094)1.098

(1.030-1.171)

PM2.5-11.206

(1.028-1.416)0.984

(0.892-1.086)0.905

(0.743-1.102)

PM11.010

(0.963-1.059)1.028

(1.000-1.058)1.063

(1.004-1.124)

Odds ratio per 10 ug/m3

EL PROBLEMA DE PM

Page 27: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

10

0

30

20

50

40

60

Rural Urban Industrial HotspotTraffic or Indust

PM

10µ

g/m

3

10

0

20

40

30

PM

2.5

µg

/m3

PM

SuburbanBackgr.

10

0

30

20

50

40

60

PM

10µ

g/m

3

10

0

20

40

30

PM

2.5

µg

/m3

10 PM2.5

1999-2007 2009-2012 1999-2007 2009-2012

Backgr. Backgr.Rural Urban Industrial Hotspot

Traffic or IndustSuburbanBackgr. Backgr. Backgr.

Annual limit value since 2005 Annual limit value

since 2010

NIVELES PM10 y PM2.5 MEDIOS EN ESPAÑA y EVOLUCIÓN TEMPORAL

EL PROBLEMA DE PM

Page 28: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

http://www.magrama.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/atmosfera-y-calidad-del-aire/Informe_evaluaci%C3%B3n_calidad_aire_Espa%C3%B1a_2012_final_v2_tcm7-299046.pdf

EL PROBLEMA DE PM

Page 29: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

TFMM Zurich 2011

SPAIN (2002 –2012)REGIONAL BACKGROUND

EL PROBLEMA DE PM

Page 30: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

NIVELES MEDIOS EN CIUDAES EUROPEAS

Eeftens et al. (2012) Atmospheric Environment

ESCAPE

EL PROBLEMA DE PM

Page 31: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

2.33.3

2.7

5.8

2.0

2.6

1.1

1.1

1.6

3.2

1.1

0.5

3.4

Sulphate

5.911.0

3.4

5.5

1.6

2.6

1.9

0.2

1.0

7.9

0.6

0.7

8.3

Mineral dust

COMPONENTES PM

Alastuey et al., 2013. EMEP report 4/2013

- Materia mineral - Aerosoles secundarios

COMPONENTES CLAVE PM EN SUR EUROPA

OM+EC (µg/m3) PM10Maximal dispersion, Trade winds

No local C sources

J F M A M J J A S O N D

Seasonal trend

<33-55-77-1010-1515-18

- Aerosol carbonoso (por su alto%)

Componentes relacionados con ciclo energético

Page 32: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

ROAD DUST CONTRIBUTIONS, ANDALUCÍA (2003-2010)

RB

RB

TRTR

TR

ROAD DUST CONTRIBUTIONS 2012

Amato et al., 2013 Atmospheric Environment

COMPONENTES PM

Page 33: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Obres

Sortida Port

Ronda de Dalt

Ronda Litoral

Plaça Cerdà

Meridiana

Sb ( µg/g PM10)

Sb (µg/ g P M 10)

0

20

40

60

80

100

120

140

1

Av. Diagonal

Page 34: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

IPCC, 2013COMPONENTES PM

Page 35: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Shindell et al (2012) Science 315

COMPONENTES PM

Page 36: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Nuevas partículas secundarias formadas a partir del gas COVs, OC

Partículas primarias grafíticas (carbono elemental) EC

Partículas primarias orgánicas combustión, OC

Condensación de material orgánico sobre partículas a partir del COVs, OC

Compuestos orgánicos volátiles combustión COVs

SOA

=POA

ECRatio OC PRIMARIO /EC PRIMARIO=

=SOA

ECRatio OC SECUNDARIO /EC PRIMARIO=

+

Compuestos orgánicos volátiles biogénicos COVs

Partículas primarias biológicas (carbono orgánico, OC)

Partículas secundarias biogénicas, OC

POA

+

+

VOCs + hopanes, alkanes, alkenes, aromatic hydrocarbons

VOCs: isoprenes, monoterpenesVOCs+ alkanes, alkenes, PaH

malic acid, pinic acid, phthalic acid, 3-hydroglutaric acid, etcDi-, tri-carboxilic acids (3, 2 acid grups (OH-C=0))

OH, uV, O3

AEROSOL CARBONOSO

COMPONENTES PM

Page 37: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

EC

(µg

/m3)

REMOTE RURAL SUB-URBAN INDUSTRIAL/RURAL INDUSTRIAL/URBAN URBAN TRAFFIC

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

OC

(µg

/m3)

OCEC

x 30 for EC x 5 for OC

OC & EC

Querol et al. (2013) Atmospheric Chemistry and Physics

THE PROBLEM OF PM

AEROSOL CARBONOSO EN ESPAÑA

COMPONENTES PM

Page 38: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

van Drooge et al. (2013). Environmental Science and Pollution Research

COMPONENTES PM

NIVELES DE LEVOGLUCOSANO (L) Y LEVOGLUCOSANO/MANOSAN+GALACTOSAN (L/M+G)

BCN

MDR

Vehicle exhaust36%

Secondary nitrate7%Secondary sulphate

28%

Mineral5%

Sea salt3%

Fuel oil combustion11%

Industrial1%

Road dust6%

Biomass burning3%

PM2.5

Barcelona, media para 2009 Reche et al. (2012). Atmos. Environ.

Page 39: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

10 µg/m3

POA SOA

COMPONENTES PM

Además de las emisiones primarias carbonosas del tráfico y quema de biomasa, hay una parte importante del aerosol carbonoso que se genera en la ciudad por interacción con BVOCs y la atmósfera oxidante (alta influencia de NO2) urbana, por ello encontramos niveles altos en ciudades

TEORÍA: POSIBLE ELEVADA PROPORCIÓN DE AEROSOLES

CARBONOSO URBANO PROCEDENTE DE OXIDACIÓN EMISIONES BIOGÉNICAS

BVOCs BVOCs

Page 40: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

AEROSOLES SECUNDARIOSINORGÁNICOS

SO42-

3

7

4 5

5

5

8

7

4

6

4

5

7

3

5

3

3

4

5

4

3

5

5

4

3

2

2

4

3

5

2

1

4

4

3

Traffic

Urban-industrial

Urban background

Rural background

NO3-

2

6

3 5

4

3

44

1

1

1,2

4

3

3

2

5

2

2

2

4

1

1

4

3

11

1

2

2

2

3

1

0,4

22

TrafficUrban-industrialUrban backgroundRural background

NO3- (µg/m3) PM10Thermal instability of

NH4NO3 along the year

J F M A M J J A S O N D

Seasonal trend

<11-22-33-44-5>5

NH4NO3 Major specie (excluding Canary Isl.)

NaNO3

Ca(NO3)2

EMEP

35

nmSO42- (µg/m3) PM10External origin

J F M A M J J A S O N D

Seasonal trend

2.5

<33-44-55-66-7

(NH4)2SO4 Major specie

Na2SO4

CaSO4

EMEP

COMPONENTES PM

Page 41: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

URBAN NH3

Reche et al. (2013) Atmospheric Environment, submitted

THE PROBLEM OF PMCOMPONENTES PM

Page 42: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Pey J., et al. 2009. Atmospheric Environment

N13-20 (2336 cm-3)

1253; 54%536; 23%

336; 14%

97; 4%56; 2%

59; 3%

N50-200 (14813 cm-3)

4261; 85%

85; 2%68; 1%

159; 3%

319; 6% 76; 2%

29; 1%

0.10 µm 1.00 µm

Nu

mb

er

of

pa

rtic

les

Nucleation Aitken Accumulation CoarseNucleation Aitken Accumulation Coarse

0.01 µm 10.00 µm

N400-800 (22 cm-3)

10; 52%

2; 8%

2; 10%

0,1; 1%

0,1; 1%

5; 26%

0,4; 2%

Traffic

Crustal

Industrial

Marine

Photochemical

Regional / Urban back.

Fuel-Oil combustion

THE PROBLEM OF PM

BARCELONA (2004)

COMPONENTES PMNIVELES DE PM ULTRAFINO (<0.1 µm)

Page 43: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Reche et al., 2011. Atmospheric Chemistry and Physics

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Hour (UTC)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Black C

arbo

n (µg

/m3)

N (>2.5nm) BC

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Hour (UTC)

Nu

mb

er

of

pa

rtic

les

(n

/cm

3 ) N (>2.5nm) BC

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Hour (UTC)

Nu

mb

er

of

pa

rtic

les

(n

/cm3 )

0

2

4

6

8

10

12

Bla

ck

Ca

rbo

n (µ

g/m 3)

N (>7nm) BC

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Hour (UTC)

Nu

mb

er

of

pa

rtic

les

(n

/cm3 )

0

1

2

3

4

5

6

Bla

ck

Ca

rbo

n (µ

g/m

3)

N (>7nm) BC

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Hour (UTC)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Black C

arbon (µg/m3)

N (>7nm) BC

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Hour (UTC)

N (>7nm) BC

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Hour (UTC)

Nu

mb

er o

f par

ticle

s (n

/cm

3 ) N (>5nm) BC

BCN LUG

BERN

NK

HU SCO

MR

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Nu

mb

er o

f par

ticle

s (n

/cm

3 )

BCN LUG

BERN

NK

HU SCO

MR

THE PROBLEM OF PM

7 cities 2009

COMPONENTES PMNIVELES DE PM ULTRAFINO (<0.1 µm)

Page 44: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

¿HACIA DONDE VAMOS?

Octubre de 2013Air Quality in Europe- 2013 report

Page 45: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

¿HACIA DONDE VAMOS?1. OMS_REVIHAAP, 2013:a) Proximidad al tráfico rodado parámetro relevante para la salud en calidad del aireb) PM y O3 son los contaminantes con mayor impacto en saludc) Se confirman las guías CA de la OMS 2006d) Se recomienda mantener la fracción PM10 por el impacto en salud de las

emisiones de desgaste pavimento, frenos y ruedase) Se recomienda reducir marcadamente los niveles límite de PM2.5f) Se propone crear una guía para Black Carbong) Se recomiendan esfuerzos para reducir niveles O3

2. Revisión de la política europea de calidad aire, 2013:a)Algo retrasadab)No se van a cambiar las directivas por el momento, sino que se va a incidir en políticas de cumplimiento de los valores actualesc)Sí se cambiarán posiblemente algunos parámetros específicos de las directivas: PM2.5, BC, pasar algunos valores objetivo a límite,……d)Opinión propia (XQ): Importante compatibilizar políticas climáticas y de calidad del aire para no causar interferencias como en: motores diesel y quema de biomasa

Page 46: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias
Page 47: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

¿HACIA DONDE VAMOS?

Reference site

NO2

(µg·m3)< 40

40 – 60> 60

BC(µg·m3)

PM2.5

(µg·m3)

N(103 pt·cm3)

< 1717 - 27

> 27

BREATHE schools

39 schools: playground (OUTDOOR) Perimetres for BCLowHigh

Page 48: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

¿HACIA DONDE VAMOS?

Reference siteBREATHE schools

39 schools: Classroom (INDOOR) Perimetres for BCLowHigh

NO2

(µg·m3)< 40

40 – 60> 60

BC(µg·m3)

PM2.5

(µg·m3)

N(103 pt·cm3)

< 1717 - 27

> 27

Page 49: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

10/02 11/02 12/02 13/02 14/02 15/02 16/02 17/02 18/02

SC-9

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

24/02 25/02 26/02 27/02 28/02 29/02 01/03 02/03 03/03

BC

[n

g/m3 ]

Black Carbon

outdoorindoor

School X

School Y

¿HACIA DONDE VAMOS?

Page 50: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

1. La calidad del aire ha mejorado notablemente en la última década sobretodo por la aplicación de directivas UE

2. La política UE calidad aire probablemente será más estricta con valores límite de PM 3. En España, y países del sur de EU, existen 3 componentes clave PM a reducir:3.1. Polvo de rodadura (20-35% de PM10 urbano), causa superaciones VLD de PM103.2. Los aerosoles secundarios inorgánicos están influenciados por emisiones importantes

de tráfico, buques y amoníaco urbano y ello incrementa PM2.5 urbano. En el sur UE concentración de partículas ultrafinas muy afectada por procesos fotoquímicos además de emisiones de tráfico

3.3. Gran dificultad en controlar los niveles de aerosol carbonoso. Actualmente, salvo en zonas específicas en España la quema de biomasa residencial no contribuye a aumentar los niveles de PM como ocurre en el centro de Europa.

4. Los niveles de O3 se mantienen constantemente elevados desde hace 10 años, en zonas urbanas incrementan por la disminución de NO.

5. Los niveles de NO2 se han reducido poco por poca efectividad EURO e incremento parque vehículos y dieselización

6. Se han de compatibilizar las medidas climáticas y de calidad del aire.

CONCLUSIONES

Page 51: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Gracias por su atención [email protected]

Agradecimientos: Ecologistas en Acción, MAGRAMA, MINECO, AIRUSE LIFE+CCAA: Catalunya, Valencia, Aragón, Melilla, Navarra, Andalucía, Baleares, Cantabria, Canarias, Castilla León, Castilla la Mancha, Euskadi, Extremadura, Galicia, Madrid, Murcia, Asturias. Ayuntamientos Madrid y Barcelona

Fotografía: Observatori Fabra

Page 52: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Consumo energético

-

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Mill

ion

tons

equ

ival

ent o

il

oil

130.0

135.0

140.0

145.0

150.0

155.0

160.0

165.0

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Mill

ion

tons

equ

ival

ent o

il

primary energy

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Mill

ion

tons

equ

ival

ent o

il

coalnatural gas

-

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Mill

ion

tons

equ

ival

ent o

il

nuclearhydroelectrenewablessolarwindrenew. geo, bio

-

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Mill

ion

tons

equ

ival

ent o

il

nuclearhydroelectrenewablessolarwindrenew. geo, bio

-

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Mill

ion

tons

equ

ival

ent o

il

nuclearhydroelectrenewablessolarwindrenew. geo, bioEnergy Statistics BP

SPAIN

Page 53: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

Vehicle Exhaust; 4.4; 30%

Nitrate; 2.8; 19%

Road dust; 0.3; 2%Heavy oil; 0.6; 4%Industrial; 0.5; 3%

Sulfate; 5.6; 38%

Mineral; 0.2; 1%

Sea salt; 0.2; 1%

African dust; 0.3; 2%

Vehicle Exhaust; 6.6; 25%

Nitrate; 4.0; 16%

Road dust; 2.9; 11%Heavy oil; 0.8; 3%

Industrial; 0.9; 3%

Sulfate; 7.0; 28%

Mineral; 1.9; 7%Sea salt; 1.0; 4%

African dust; 0.9; 3%

Vehicle Exhaust; 7.5; 18%

Nitrate; 4.5; 11%

Road dust; 8.8; 22%Heavy oil; 1.0; 2%

Industrial; 1.0; 2%

Sulfate; 6.7; 17%

Mineral; 5.6; 14%

Sea salt; 4.1; 10%

African dust; 1.5; 4%

PM10PM10 PM2.5PM2.5

PM1PM1

BARCELONA (2003-2010)

Road traffic 48% Road traffic 49%

Road traffic 46%

Shipping 2% Shipping 3%

Shipping 4%

Non road resuspension 14%

Non road resuspension 7%

Non road resuspension 1%

THE PROBLEM OF PMCOMPONENTES PM1. FRACCIÓN MINERAL Y POLVO DE RODADURA, 2. AEROSOL CARBONOSO

Page 54: Principales contaminantes atmosféricos. Evolución y tendencias

OC & EC

y = 3.42x-0.644

R² = 0.94

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5

OC/

EC (

µg/m

3 )

EC (µg/m3)

PM10PM2.5

Remote & Regional Back.Industrial-RuralIndustrial-UrbanUrban BackgroundTraffic

y=3.42x-0.644

R2=0.94

y = 3.62x-0.498

R² = 0.79

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

OC

/ EC

(µg/

m3)

EC (µg/m3)

y = 3.62x-0.507

R² = 0.76

0

5

10

15

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8

OC

/ EC

(µg/

m3)

EC (µg/m3)

y=3.62x-0.498

R2=0.79 Traffic sites Portugal

Traffic tunnel Portugal

Biomass burning influenced sitesfrom central Europe and Portugal

Remote clean sitesSpain

Remote & Regional Back.Urban, traffic, industrial

THE PROBLEM OF PM

AERSOL CARBONOSO EN ESPAÑA Y EUROPA

Querol et al. (2013) Atmospheric Chemistry and Physics

COMPONENTES PM