CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
CARACTERIZACIÓN DE
ELEMENTOS Y COMPUESTOS
TRAZA EN AIRE AMBIENTE
2014
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
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INDICE
1. INTRODUCCIÓN 3
2.OBJETIVOS 5
3. LEGISLACIÓN 7
4. PARTE EXPERIMENTAL 10
4.1 Extracción benzo(a)pireno 16
5. RESULTADOS 17
5.1 Estación B1 Magdalena 17
5.2 Estación B2 Louseiras 23
5.3 Estación F2 Fraga Redonda 28
6. COMPARATIVA CON DATOS HISTÓRICOS 34
7. VALIDACIÓN METODOLOGÍAS. RESULTADOS DE EJERCICIOS DE
INTERCOMPARACIÓN 41
8. CONCLUSIONES 44
ANEXO I: INFORME DE DETERMINACIONES ANALITICAS DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
POLICÍCLICOS EN MUESTRAS DE CALIDAD DE AIRE
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1.- INTRODUCCIÓN
a Unidad de Producción Térmica de As Pontes constituye uno de los centros productivos
de Endesa Generación S.A. en la Península Ibérica. Se sitúa en el municipio de As Pontes ,
al norte de la provincia de A Coruña.
La Unidad fue originalmente diseñada y construida para hacer uso racional de los lignitos
extraídos de la Mina a cielo abierto situada en las proximidades. Este combustible se
caracterizaba por tener altos contenidos en azufre y humedad y un poder calorífico pobre.
En el año 1993 se inició un proceso de transformación de la Central, con objeto de utilizar, con
la máxima eficiencia, mezclas de lignito local con carbones subbituminosos de importación
caracterizados por sus bajos contenidos en azufre y cenizas. El objetivo básico de esta
transformación fue cumplir compromisos previamente establecidos con las Administraciones
Central y Autonómica en cuanto a la reducción de las emisiones de dióxido de azufre.
Posteriormente, en el periodo 2005-2008 Endesa Generación ha realizado la adaptación
sucesiva de los grupos generadores de la U.P.T As Pontes para consumir, como combustible
principal, exclusivamente carbón subbituminoso de importación.
La UPT As Pontes dispone para efectuar tanto el control de las emisiones a la atmósfera como
de las inmisiones en su entorno, de un Sistema de Seguimiento y Control de la Calidad
Atmosférica, formado actualmente por los siguientes elementos:
• Sistema de Control de Emisiones.
• Red de Vigilancia y Control de la Calidad Atmosférica.
• Estación Meteorológica.
• Unidad Central de adquisición de datos y gestión de la información.
• Sistema de predicción estadística de calidad del aire ambiente.
La Red de Vigilancia y Control de la Calidad Atmosférica está constituida por una serie de
estaciones de automáticas distribuidas alrededor de la Central Térmica, de modo que abarcan
un radio de aproximadamente 30 km.
L
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4
Los objetivos fundamentales de la Red son los siguientes:
• Vigilar el grado de cumplimiento de la legislación vigente en cuanto a niveles
de concentración de contaminantes atmosféricos admisibles a nivel de suelo.
• Alertar de episodios puntuales de alteración de la calidad del aire que pueden
aparecer en condiciones meteorológicas adversas para el proceso de difusión
del penacho.
• Proporcionar información básica para los programas de Control Suplementario
de la Contaminación Atmosférica implantados en la UPT As Pontes.
Todas las estaciones de calidad de aire poseen analizadores de dióxido de azufre y óxidos de
nitrógeno; además, algunas de ellas están dotadas también de medidores de partículas PM10
y/o PM2.5, analizadores de ozono y analizadores de monóxido de carbono.
Por otra parte, algunas de ellas también disponen de sensores de dirección y velocidad de
viento y temperatura.
Utilizando la infraestructura existente en la Red de Vigilancia, se han realizado campañas de
caracterización de elementos y compuestos traza según la metodología establecida en la
Directiva 2004/107/CE y en el Real Decreto 102/2011. Este informe resume los resultados
alcanzados.
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2.- OBJETIVOS
Se ha realizado una campaña de caracterización de elementos y compuestos traza en aire
ambiente en tres de las siete estaciones que forman parte de la Red de Vigilancia y Calidad de
Aire.
Los objetivos previstos son los siguientes:
• Determinar analíticamente las concentraciones de metales pesados y
Benzo(a)pireno en aire ambiente según la metodología establecida en la
Directiva 2004/107/CE y en el Real Decreto 102/2011 de 28 de febrero,
relativo a la mejora de la calidad de aire.
• Verificar si las concentraciones de metales y Benzo(a)pireno en las partículas
atmosféricas están por debajo de los umbrales de evaluación establecidos en
la Directiva 2004/107/CE y en el Real Decreto 102/2011.
• Responder al compromiso adquirido con el Laboratorio de Medio Ambiente de
Galicia sobre Caracterización de partículas en aire ambiente en el entorno de la UPT As Pontes.
El estudio de caracterización se ha efectuado con la colaboración de la Universidad da Coruña,
(Departamento de Química Analítica) realizando las actividades analíticas en las instalaciones
de Endesa As Pontes o en el Instituto Universitario de Medio Ambiente.
Las estaciones donde se realizaron las campañas de medida fueron las siguientes:
ESTACIÓN TIPO B-1 (Magdalena) Estación Suburbana
B-2 (Louseiras) Estación Rural
F-2 ( Fraga Redonda) Estación Rural
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B-1 MAGDALENA
B-2 LOUSEIRAS
F-2 FRAGA REDONDA
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3. LEGISLACIÓN
La Directiva 2008/50/CE y el Real Decreto 102/2011 establecen los valores límites para las
concentraciones de partículas en suspensión en aire ambiente de un tamaño inferior a 10 µm
(PM10).Los límites son:
Periodo de promedio Valor Límite ( µg/m3)
Valor Límite diario para la protección de la salud humana
24 horas 50 que no podrá superarse
en 35 veces al año
Valor Límite anual para la protección de la salud humana
1 año 40
Por otra parte, la Directiva 2004/107/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 15
diciembre de 2004 relativa al arsénico, el cadmio, el mercurio el níquel y los hidrocarburos
aromáticos policíclicos en aire ambiente, establece los valores objetivos para cada uno de
ellos.
La Directiva 2008/50/CE ha sido traspuesta a la legislación española mediante el Real Decreto
102/2011 de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire. En él se disponen los
valores objetivo para el arsénico, cadmio, níquel y benzo(a)pireno.
CONTAMINANTE VALOR OBJETIVO
Arsénico 6 ng/m3
Cadmio 5 ng/m3
Niquel 20 ng/m3
Benzo(a)pireno 1 ng/m3
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El valor objetivo es referente al contenido total de la fracción PM10 como promedio de un
año.
El Real Decreto 102/2011 también fija Valores Límite del Plomo, con la fracción total PM10,
para la protección de la salud.
CONTAMINANTE VALOR LIMITE
Plomo 0.5 µg/m3
Tanto el Real Decreto 102/2011 como la Directiva 2004/107/CE en su Anexo II se refiere a los
requisitos de evaluación de las concentraciones de arsénico, cadmio, níquel y benzo(a)pireno
en aire ambiente en una zona o aglomeración y establece los siguientes umbrales superior e
inferior de evaluación que se aplicarán:
Arsénico Cadmio Níquel Bap
Umbral
superior de
evaluación en
porcentaje de
valor objetivo
60%
(3.6 ng/m3)
60%
(3 ng/m3)
70%
(14 ng/m3)
60%
(0.6 ng/m3)
Umbral inferior de evaluación
en porcentaje
de valor
objetivo
40%
(2.4 ng/m3)
40%
(2 ng/m3)
50%
(10 ng/m3)
40%
(0.4 ng/m3)
Los umbrales superior e inferior de la concentración de plomo viene descrito en el Real
Decreto 102/2011 y sus valores son:
Plomo
Umbral superior de evaluación 70% del valor límite (0.35 µg/m3)
Umbral inferior de evaluación 50% del valor límite (0.25 µg/m3)
Por otro lado, en el Real Decreto describe los métodos de referencia que se deben usar para
los análisis de cada elemento.
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MÉTODO DE REFERENCIA PARA EL MUESTREO Y ANÁLISIS DE ARSÉNICO, CADMIO Y NÍQUEL EN AIRE AMBIENTE
El método de referencia para la toma de muestras y posterior análisis se ha basado en la
norma UNE 14902:2006 que describe el método normalizado par la medida de arsénico,
cadmio, níquel y plomo en aire ambiente en la fracción PM10 de la materia particulada en
suspensión.
MÉTODO DE REFERENCIA PARA EL MUESTREO Y ANÁLISIS DE BENZO(A)PIRENO EN AIRE AMBIENTE
En la norma UNE-EN 15549:2008 de calidad de aire se describe el método normalizado para la
medición de la concentración de benzo(a)pireno en aire ambiente.
El método se divide en dos partes principales: la primera es el muestreo en campo y la
segunda es el análisis en el laboratorio. Durante el muestreo, se captan partículas en un filtro
mediante muestreo de un volumen medido de aire por medio de un captador equivalente a
uno de los descritos en la Norma EN 12341.
El tiempo de muestreo es de 24h. El filtro se lleva al laboratorio y se extrae el BaP utilizando un
disolvente orgánico. La disolución restante se analiza por HPLC/DFL o CG/EM.
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4.- PARTE EXPERIMENTAL
Puntos de muestreo
El estudio de caracterización se ha realizado en tres de las siete estaciones que completan la
Red de Vigilancia y Control de la Calidad Atmosférica, y son las siguientes:
B2
B8
B1
C9
F8
F2
G5
MET
RED DE SEGUIMIENTO Y CONTROL AMBIENTAL
B2
B8
B1
C9
F8
F2
G5
MET
RED DE SEGUIMIENTO Y CONTROL AMBIENTAL
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
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B-1 (Magdalena): Estación Suburbana, dentro del Casco Urbano de As Pontes
B-2 (Louseiras): Estación rural, dentro del Parque Eólico “Muras”.
F-2 (Fraga Redonda): Estación rural, en el Parque Natural de las Fragas del Eume.
Las tres estaciones disponen de un Captador de Alto Volumen Digitel DHA-80 con cabezal de
corte PM10
Captador de Alto Volumen Digitel DHA-80
Por otra parte, las tres estaciones poseen los siguientes sistemas automáticos de medida:
Estación/Equipo SO2 NOx Ozono Teom(PM10) Grimm(PM10) Digitel(PM10) PM2.5 CO
B1 √ √ √ √ √ √ √ √
B2 √ √ √ √ √
F2 √ √ √ √ √ √ √
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12
Procedimiento experimental
En primer lugar, se realizó un muestreo de 15 días, obteniendo muestras diarias. El Captador
de Alto Volumen Digitel posee un carrusel de filtros con una autonomía máxima de 15 filtros.
Se realizaron en las tres estaciones previamente mencionadas. Los equipos y materiales
usados han sido:
Captador de Alto Volumen Digitel DHA-80 con cabezal PM10
Filtros circulares de microfibra de cuarzo Albet de 15 cm de diámetro
Horno mufla Naberthem modelo P-320
Balanza analítica Sartorius modelo CP-123S (con precisión 0.001g)
Desecador
Previamente al muestreo se realiza una calibración del sistema de regulación y medida de
caudal con un equipo auxiliar trazado frente a un patrón ENAC.
Después del muestreo, el material usado en la extracción de los metales es el siguiente:
Material de uso diario en laboratorio
Digitubes de 50ml
Microondas Millestone Ethos One
HCl(37%) Suprapur
HNO3 Suprapur
Foto 1: Microondas Millestone Ethos One
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Foto 2: Vasos microondas
Para la determinación analítica de la concentración de metales presentes mediante métodos
de referencia se usan los siguientes equipos:
� ICP-OES
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14
� Absorption Spectrometer (GFAA)
El muestreo se realizó entre las fechas:
01-04-2014/14-04-2014
Previamente al muestreo los filtros se calcinan en la mufla a 300 ºC y posterior estabilización
en desecador durante 48 horas.
Pasado este tiempo se pesa cada uno de ellos en la balanza Sartorius.
Finalizado el muestreo en el Captador de Alto Volumen, se llevan al laboratorio los filtros y se
dejan un mínimo de 48 horas en el desecador. Después de estas horas se vuelven a pesar los
filtros. Si no estabilizan correctamente se dejarían unas 12 horas más en el desecador hasta su
total estabilización.
El siguiente paso que se debe realizar es cortar los filtros en trozos e introducirlos en su
digitube correspondiente. (Se identificará cada uno de ellos para evitar confusiones).
Para la determinación analítica en la fase particulada es necesario llevar a cabo una digestión
de las muestras en medio ácido. La digestión se realiza en un microondas Millestone Ethos
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15
One con 10 vasos. En cada uno de los vasos se introduce un filtro de muestreo troceado al que
se le añaden 20 ml de agua regia(1:3 HNO3/HCl) . El mismo proceso se realiza para los filtros
blancos de muestreo en cada una de las estaciones. Además, para comprobar la ausencia de
contaminación en los reactivos, se añaden 20 ml de agua regia a uno de los vasos al que se
denomina “Blanco de reactivo” y se trata como al resto de las muestras. A continuación se
muestra el programa de temperatura que se aplica para la digestión de las muestras.
TIEMPO TEMPERATURA
0 21
20 190
35 190
125 21
RAMPA DE TEMPERATURA
A continuación se realiza la etapa de filtración.
0
50
100
150
200
020
35125
Te
mp
era
tura
Tiempo
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
16
En primer lugar, se pasan las muestras por un filtro de una micra y después por uno de 0.45
micras. Cada filtración tiene una duración media de 10 minutos aproximadamente.
El último paso deja preparadas las muestras para su posterior análisis en espectrometría de
masa ICP, donde se analizarán Plomo, Cobre y Níquel mientras que Arsénico y Cadmio se
analizarán mediante espectrometría de absorción atómica con cámara de grafito.
Extracción de benzo(a)pireno
Se realiza la extracción en microondas con hexano/acetona 1:1 a 105ºC durante 10 minutos.
Posteriormente se filtran los extractos y se concentran hasta una gota en rotovapor y en
corriente de nitrógeno a sequedad según la norma, para el análisis por GC-MS .Los extractos
secos se redisuelven en una disolución de perileno-d12 para su análisis por GC-MS.
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
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5.- RESULTADOS
5.1.- ESTACIÓN B-1 MAGDALENA
A continuación se presentan las concentraciones de todos los contaminantes presentes
en la estación, medidos por los equipos automáticos durante el periodo de muestreo:
0
20
40
60
80
100
120
Co
nce
ntr
ació
n(µ
g/
m3
)
SO2
NOX
PM10
O3
Estación B1 SO2(µg/m3) NOx(µg/m3) PM10(µg/m3) Ozono(µg/m3)
01/04/2014 3 5 5 74
02/04/2014 3 7 6 77
03/04/2014 3 7 7 67
04/04/2014 3 9 6 71
05/04/2014 3 6 5 59
06/04/2014 3 5 5 54
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
18
07/04/2014 3 6 5 69
08/04/2014 3 8 6 68
09/04/2014 3 7 10 68
10/04/2014 3 9 10 57
11/04/2014 3 3 11 87
12/04/2014 3 3 15 99
13/04/2014 3 4 17 80
14/04/2014 3 5 12 78
MEDIA 3 6 9 72
A continuación se expondrán los datos referentes a los vientos predominantes en este
periodo, para así poder ver una posible influencia de los mismos en la causa del aumento de la
concentración de partículas en determinados días.
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
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A continuación se presentan los resultados obtenidos para las concentraciones diarias
de metales pesados en partículas PM10. Los valores se muestran en ng/m3 de acuerdo
con la Directiva 2004/107/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 15 de
diciembre de 2004 relativa al arsénico, cadmio, mercurio, níquel e hidrocarburos
aromáticos policíclicos en aire ambiente y al Real Decreto 102/2011 , de 28 de enero,
relativo a la mejora de la calidad del aire.
(*)Valores por debajo del límite de detección
(ng/m3)
B-1 Cd Pb Cu Ni As B(a)P
01/04/2014 0,011(*) 0,26(*) 0,19 0,29 0,016 0,055
02/04/2014 0,011(*) 0,26(*) 0,31 0,29 0,012 0,098
03/04/2014 0,011(*) 0,58 0,48 0,23(*) 0,023 0,098
04/04/2014 0,011(*) 0,32 0,30 0,23 0,019 0,092
05/04/2014 0,011(*) 0,26(*) 0,18(*) 0,23 0,005(*) 0,104
06/04/2014 0,011(*) 0,26(*) 0,18(*) 0,28 0,020 0,055
07/04/2014 0,011(*) 0,26(*) 0,18(*) 0,29 0,016 0,055
08/04/2014 0,011(*) 0,26(*) 0,18(*) 0,32 0,019 0,055
09/04/2014 0,043 1,09 0,37 0,22(*) 0,055 0,144
10/04/2014 0,023 0,91 0,58 0,46 0,083 0,068
11/04/2014 0,012 0,54 0,43 1,06 0,045 0,055
12/04/2014 0,036 1,09 0,50 0,38 0,073 0,064
13/04/2014 0,054 1,79 0,53 0,30 0,086 0,08
14/04/2014 0,057 1,78 0,63 0,44 0,100 0,109
MEDIA 0,022 0,69 0,36 0,36 0,041 0,081
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
20
Se puede observar en la tabla que todas las concentraciones de cada uno de los filtros son muy
inferiores a los valores objetivo descritos en el Real Decreto 102/2011 de 28 de enero y al valor
límite y los umbrales de evaluación en el caso de las concentraciones de Plomo.
Un análisis más en detalle deja ver que la mayor concentración de todos los elementos
analizados fue el níquel con una concentración de 1.79 ng/m3 el día 13/04.
En las gráficas siguientes se presentan las concentraciones de los diversos contaminantes
comparándolas con los valores límites, objetivos y umbrales de evaluación.
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
21
0
5
10
15
20
25
30
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
tra
ció
n p
art
ícu
las(
µg
/m
3)
Co
nce
tra
ció
n m
eta
les(
ng
/m
3)
Muestras
Cd (ng/m3)
Pb (ng/m3)
Cu(ng/m3)
Ni(ng/m3)
As(ng/m3)
B(a)p ng/m3
Partículas (µg/m3)
CONCENTRACIÓN METALES B-1 MAGDALENA
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
22
B-1 Magdalena
0,005
0,025
0,045
0,065
0,085
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
ació
n(n
g/m
3)
Filtros
LD:0,16
VALOR OBJETIVO: 5 ng/m3
USE: 3 ng/m3
UIE: 2 ng/m3
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m
3)
Filtros
LD:3,76
VALOR OBJETIVO: 500ng/m3
USE: 350ng/m3
UIE: 250ng/m3
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
ació
n(n
g/m
3)
Filtros
LD:2,68
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m
3)
Filtros
LD:3,3
VALOR OBJETIVO: 20 ng/m3
USE: 14 ng/m3
UIE: 10 ng/m3
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m3
)
Filtros
LD:0,071
VALOR OBJETIVO: 6ng/m3
USE: 3,6 ng/m3
UIE: 2,4 ng/m3
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng/
m3
)
Muestras
LD:0,051
VALOR OBJETIVO: 1ng/m3
USE: 0,6 ng/m3
UIE: 0,4 ng/m3
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
23
5.2.- Estación B-2 LOUSEIRAS A continuación se presentan los datos de los analizadores en continuo de la estación B-2
durante los 14 días de muestreo:
0
20
40
60
80
100
120
140
Co
nce
ntr
aci
ón
(µ
g/
m3
)
Ozono(µg/m3)
PM10/m3)
NOx(µg/m3)
SO2(µg/m3)
Estación B2 SO2(µg/m3) NOx(µg/m3) PM10(µg/m3) Ozono(µg/m3)
01/04/2014 3 2 7 78
02/04/2014 3 2 8 82
03/04/2014 3 2 12 76
04/04/2014 3 2 9 74
05/04/2014 3 2 6 59
06/04/2014 3 2 7 56
07/04/2014 3 2 7 69
08/04/2014 3 2 9 81
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
24
09/04/2014 3 2 14 70
10/04/2014 4 2 13 80
11/04/2014 3 2 12 89
12/04/2014 3 2 14 97
13/04/2014 3 2 12 92
14/04/2014 3 2 12 87
MEDIA 4 2 10 78
A continuación se expone la rosa de los vientos del periodo de análisis en la estación:
A continuación se presentan los datos de concentración de metales analizados en el periodo
del muestreo en la estación B-2 Louseiras.
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
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(ng/m3)
B-2 Cd Pb Cu Ni As B(a)P
01/04/2014 0,011(*) 0,27(*) 0,19(*) 0,23(*) 0,005(*) 0,055
02/04/2014 0,011(*) 0,27(*) 0,19(*) 0,23(*) 0,005(*) 0,055
03/04/2014 0,011(*) 0,27(*) 0,19(*) 0,24 0,025 0,055
04/04/2014 0,011(*) 0,27(*) 0,19(*) 0,24 0,028 0,055
05/04/2014 0,011(*) 0,27(*) 0,19(*) 0,24 0,018 0,055
06/04/2014 0,011(*) 0,27(*) 0,19(*) 0,23(*) 0,047 0,055
07/04/2014 0,011(*) 0,27(*) 0,19(*) 0,24 0,036 0,055
08/04/2014 0,011(*) 0,27(*) 0,19(*) 0,27 0,038 0,055
09/04/2014 0,040 1,94 0,19(*) 0,24 0,077 0,207
10/04/2014 0,011(*) 0,73 0,19(*) 0,23(*) 0,079 0,055
11/04/2014 0,011(*) 0,31 0,19(*) 0,24 0,049 0,055
12/04/2014 0,011(*) 1,07 0,19(*) 0,24 0,093 0,055
13/04/2014 0,017 1,65 0,34 0,24 0,111 0,086
14/04/2014 0,021 1,47 0,25 0,24 0,105 0,101
MEDIA 0,014 0,67 0,22 0,24 0,051 0,071
(*)Valores por debajo del límite de detección
En general, se observa que todas las concentraciones de los metales analizados están por
debajo de los objetivos y umbrales establecidos por la legislación vigente.
En las gráficas siguientes se presentan las concentraciones de los diversos contaminantes
comparándolas con los valores límites, objetivos y umbrales de evaluación. También se
presentan las correlaciones obtenidas entre las concentraciones másicas de partículas PM10 y
las concentraciones de metales pesados y Benzo(a)pireno en aire ambiente, incorporando toda
la serie histórica disponible (2009 – 2013).
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
26
CONCENTRACIÓN METALES B-2
0
5
10
15
20
25
30
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Cd (ng/m3)
Pb (ng/m3)
Cu(ng/m3)
Ni(ng/m3)
As(ng/m3)
B(a)p ng/m3
PARTICULAS
Muestras
Co
nce
ntr
aci
ón
me
tale
s (n
g/m
3)
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
27
B-2 Louseiras
0,000
0,005
0,010
0,015
0,020
0,025
0,030
0,035
0,040
0,045
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
ació
n(n
g/m
3)
Filtros
LD:0,16
VALOR OBJETIVO: 5 ng/m3
USE: 3 ng/m3
UIE: 2 ng/m3
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
ació
n(n
g/m
3)
Muestras
LD:3,76 LD:3,76
VALOR OBJETIVO: 500 ng/m3
USE: 350 ng/m3
UIE: 250 ng/m3
Filtros
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m3
)
Filtros
LD:2,68
0,21
0,22
0,23
0,24
0,25
0,26
0,27
0,28
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m3
)
Filtros
LD:3,3
VALOR OBJETIVO: 20 ng/m3
USE: 14 ng/m3
UIE: 10 ng/m3
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
ació
n(n
g/m
3)
Filtros
LD:0,071
VALOR OBJETIVO: 6ng/m3
USE: 3,6 ng/m3
UIE: 2,4 ng/m3
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
ació
n(n
g/m
3)
Muestras
LD:0,061
VALOR OBJETIVO: 1ng/m3
USE: 0,6 ng/m3
UIE: 0,4 ng/m3
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
28
5.3.- Estación F-2 FRAGA REDONDA
A continuación se presentan los datos de los analizadores en continuo de la estación
F-2 durante los 14 días de muestreo.
0
20
40
60
80
100
120
Co
nce
ntr
aci
ón
(µg
/m
3 )
SO2
NOX
PM10
O3
Estación F2 SO2(µg/m3) NOx(µg/m3) PM10(µg/m3) Ozono(µg/m3)
01/04/2014 3 2 5 82
02/04/2014 3 3 6 89
03/04/2014 3 3 9 84
04/04/2014 3 3 8 83
05/04/2014 3 2 5 63
06/04/2014 3 2 7 60
07/04/2014 3 2 6 75
08/04/2014 5 6 9 84
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
29
09/04/2014 3 3 14 77
10/04/2014 3 5 15 81
11/04/2014 4 6 14 94
12/04/2014 4 6 15 102
13/04/2014 3 5 15 89
14/04/2014 3 3 29 88
MEDIA 3 4 11 82
A continuación se expone la rosa de los vientos del periodo de análisis en la estación:
A continuación se presentan los datos de concentración de metales analizados en el periodo
del muestreo en la estación F-2 Fraga Redonda:
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
30
(ng/m3)
F-2 Cd Pb Cu Ni As B(a)P
01/04/2014 0,012 0,27 0,20 0,24 0,005 0,055
02/04/2014 0,012 0,29 0,20 0,24 0,005 0,055
03/04/2014 0,012 0,28 0,23 0,24 0,005 0,055
04/04/2014 0,012 0,28 0,20 0,24 0,005 0,055
05/04/2014 0,033 2,04 0,69 0,29 0,098 0,055
06/04/2014 0,012 0,27 0,20 0,24 0,005 0,055
07/04/2014 0,012 0,33 0,20 0,29 0,005 0,055
08/04/2014 0,012 0,28 0,20 0,24 0,005 0,055
09/04/2014 0,020 1,19 0,38 0,24 0,035 0,146
10/04/2014 0,012 1,07 0,40 0,25 0,071 0,061
11/04/2014 0,023 1,48 0,51 0,42 0,070 0,055
12/04/2014 0,015 1,50 0,42 0,24 0,063 0,063
13/04/2014 0,012 0,28 0,20 0,24 0,005 0,084
14/04/2014 0,034 1,78 0,54 0,31 0,114 0,106
MEDIA 0,015 0,81 0,33 0,27 0,035 0,068
7
(*)Valor por debajo del límite de detección
En las gráficas siguientes se presentan las concentraciones de los diversos contaminantes
comparándolas con los valores límites, objetivos y umbrales de evaluación. También se
presentan las correlaciones obtenidas entre las concentraciones másicas de partículas PM10 y
las concentraciones de metales pesados y Benzo(a)pireno en aire ambiente, incorporando toda
la serie histórica disponible ( 2009 – 2013).
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
31
CONCENTRACIÓN METALES F-2 FRAGA REDONDA
0
5
10
15
20
25
30
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Cd (ng/m3)
Pb (ng/m3)
Cu(ng/m3)
Ni(ng/m3)
As(ng/m3)
B(a)p ng/m3
Partículas (µg/m3)
Filtros
Co
nce
ntr
aci
ón
me
tale
s(n
g/m
3)
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
32
F-2 Fraga Redonda
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m3
)
FiltrosFiltros
LD:3,76
VALOR OBJETIVO: 500ng/m3
USE: 350ng/m3
UIE: 250ng/m3
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng/
m3
)
Filtros
LD:2,68
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
ació
n(n
g/m
3)
Filtros
VALOR OBJETIVO: 5 ng/m3
USE: 3 ng/m3
UIE: 2 ng/m3
Filtros
LD:0,16
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng/
m3
)
Filtros
LD:3,3
VALOR OBJETIVO: 20 ng/m3
USE: 14 ng/m3
UIE: 10 ng/m3
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng/
m3
)
Filtros
LD:0,071
VALOR OBJETIVO: 6ng/m3
USE: 3,6 ng/m3
UIE: 2,4 ng/m3
Filtros
0,001
0,051
0,101
0,151
0,201
0,251
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m
3)
Filtros
LD:0,061
VALOR OBJETIVO: 1ng/m3
USE: 0,6 ng/m3
UIE: 0,4 ng/m3
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
33
6.- COMPARATIVA CON DATOS HISTÓRICOS
En el período 2009 - 2013 se realizaron campañas de caracterización de metales traza en aire
ambiente en estaciones de la Red de Vigilancia de Calidad de Aire de la UPT As Pontes. Se han
elaborado los correspondientes informes anuales con objeto de documentar los resultados
alcanzados.
La campaña realizada en el 2009 en la estación B1 Magdalena fue una actividad centrada en la
validación de metodología de muestreo y análisis.
A continuación se expone una tabla resumen con las concentraciones de los metales que se
encontraron en este estudio:
AÑO 2009
En el año 2010, 2011, 2012 y 2013 las campañas se realizaron en tres estaciones de la Red de
Vigilancia: B1 Magdalena, B2 Louseiras y F2 Fraga Redonda.
Los resultados obtenidos fueron los siguientes:
AÑO 2010
B1 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3)
Máxima 17 0.093 3.09 0.61 1.17 0.068
Media 10 0.029 0.71 0.27 0.69 0.029
Mínima 7 0.006 0.25 0.23 0.36 0.005
B2 Pa r tículas(µg /m 3) Cd(ng /m 3) Pb (ng/m 3) N i(ng/m 3) Cu(ng /m 3) A s(ng /m 3)
M á xima 13 0.034 2.88 1.67 0.78 0.069
M edia 9 0.011 0.64 0.58 0.41 0.042
M ínima 5 0.006 0.25 0.23 0.15 0.016
F2 Pa r tículas(µg/m 3) Cd (ng /m 3) Pb(ng/m 3) N i(ng/m 3) Cu(ng/m 3) A s(ng/m 3)
M áxima 17 0.030 2.48 1.05 0.90 0.143
M edia 10 0.013 0.67 0.42 0.39 0.055
M ínima 7 0.006 0.25 0.22 0.15 0.005
B1 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3)Máxima 22 1,050 57.55 3.09 6.21 0.970
Media 10 0.134 4.49 0.94 1.98 0.570
Mínima 7 0.010 0.22 0.08 0.73 0.060
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
34
AÑO 2011
AÑO 2012
B1 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 31 0.108 22.41 0.82 1.28 0.330 0.144
Media 13 0.026 1.50 0.60 0.50 0.120 0.069
Mínima 3 0.006 0.25 0.22 0.15 0.005 0.029
B 2 Pa r tícu la s(µg /m 3) C d (ng /m 3) Pb (ng /m 3) N i (ng /m 3) C u(ng /m 3) A s(ng /m 3) B a P(ng /m 3)
M á xim a 39 0.093 2.98 1.40 0.87 0.663 0.141
M ed ia 12 0.023 0.72 0.38 0.28 0.278 0.054
M ín im a 4 0.006 0.25 0.22 0.15 0.005 0.001
F2 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 48 0.069 2.25 1.29 1.04 0.270 0.209
Media 14 0.020 0.72 0.61 0.45 0.050 0.066
Mínima 6 0.006 0.27 0.25 0.19 0.005 0.032
B1 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 37 0.006 0.63 6.86 1.45 0.100 0.729
Media 14 0.006 0.18 1.29 0.39 0.023 0.220
Mínima 5 0.006 0.01 0.24 0.18 0.005 0.061
B2 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 22 0.122 1.98 1.85 3.05 0.219 0.219
Media 11 0.041 0.55 0.58 0.80 0.055 0.118
Mínima 6 0.006 0.07 0.23 0.19 0.005 0.030
F2 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 25 0.113 1.52 2.46 2.67 0.175 0.145
Media 14 0.034 0.57 0.89 0.86 0.047 0.064
Mínima 7 0.007 0.02 0.20 0.24 0.005 0.061
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
35
AÑO 2013
AÑO 2014
B1 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 17 0.057 1.79 1.06 0.63 0.1 0.144
Media 9 0.022 0.69 0.36 0.36 0.041 0.081
Mínima 5 0.011 0.26 0.22 0.18 0.005 0.055
B2 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 14 0.04 1.94 0.27 0.36 0.111 0.207
Media 10 0.014 0.67 0.24 0.22 0.051 0.071
Mínima 6 0.011 0.27 0.23 0.19 0.005 0.055
F2 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 29 0.034 2.04 0.42 0.69 0.114 0.146
Media 11 0.015 0.81 0.27 0.33 0.035 0.068
Mínima 5 0.012 0.27 0.24 0.2 0.005 0.055
B2 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 25 0.057 2.93 2.56 2.81 0.127 0.121
Media 16 0.031 1.21 1.17 1.19 0.071 0.074
Mínima 7 0.011 0.27 0.27 0.34 0.005 0.061
F2 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 26 0.011 1.58 2.10 1.24 0.196 0.061
Media 16 0.011 0.96 0.40 0.73 0.131 0.061
Mínima 7 0.011 0.26 1.02 0.35 0.036 0.061
B1 Partículas(µg/m3) Cd(ng/m3) Pb(ng/m3) Ni(ng/m3) Cu(ng/m3) As(ng/m3) BaP(ng/m3)
Máxima 23 0.081 3.03 5.92 2.65 0.141 0.105
Media 15 0.037 0.92 1.95 1.36 0.085 0.068
Mínima 7 0.011 0.58 0.25 0.44 0.032 0.061
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
36
A continuación se comparan gráficamente los resultados de cada campaña con los valores
límites, objetivos y umbrales establecidos en la legislación vigente.
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
2010 2011 2012 2013 2014
Co
nce
ntr
aci
ón
(n
g/m
3)
AñoB1 B2 F2
VALOR OBJETIVO: 5 ng/m3
USE: 3 ng/m3
UIE: 2 ng/m3
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
37
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2010 2011 2012 2013 2014
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m
3)
AñoB1 B2 F2
VALOR OBJETIVO: 500ng/m3
USE: 350ng/m3
UIE: 250ng/m3
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
2010 2011 2012 2013 2014
Co
nce
ntr
aci
ón
(ng
/m
3)
AñoB1 B2 F2
VALOR OBJETIVO: 20 ng/m3
USE: 14 ng/m3
UIE: 10 ng/m3
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
38
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2010 2011 2012 2013 2014
Co
nce
ntr
ació
n (
ng
/m
3)
AñoB1 B2 F2
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
2010 2011 2012 2013 2014
Co
nce
ntr
aci
ón
(n
g/m
3)
AñoB1 B2 F2
VALOR OBJETIVO: 6ng/m3
USE: 3,6 ng/m3
UIE: 2,4 ng/m3
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
39
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
2011 2012 2013 2014
Co
nce
ntr
aci
ón
(n
g/m
3)
Año
B1
B2
F2
VALOR OBJETIVO: 1ng/m3
USE: 0,6 ng/m3
UIE: 0,4 ng/m3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
2010 2011 2012 2013 2014
Co
nce
ntr
aci
ón
(n
g/
m3
)
Año
B1 B2 F2
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
40
7. VALIDACIÓN METODOLOGÍAS. RESULTADOS DE EJERCICIOS DE INTERCOMPARACIÓN
La validación de la metodología analítica para la determinación de metales traza, cloruros y
fluoruros en muestras procedentes de emisiones atmosféricas y calidad de aire se realiza en
el Laboratorio de la U.P.T. As Pontes desde el año 2003, mediante la participación en
Ejercicios de Intercomparación de Contaminación Atmosférica.
La validación de los métodos analíticos entre 2003 y 2009 se realizó a través de Circuitos
Interlaboratorios CALITAX organizados por LABAQUA. Desde 2010 se realizan con IELAB, esta
entidad está acreditada por ENAC, para la realización de programas de intercomparación
de laboratorios, en base a la norma ISO/IEC 17043 y las guías ILAC-G13:08/2007 y CGA-
ENAC-PPI.
En estos ejercicios participan en torno a 60 laboratorios nacionales e internacionales y se
reciben muestras de disoluciones captadoras y filtros de partículas .Los circuitos constan de 3
ejercicios, en los que se determinan metales pesados, cloruros y fluoruros en disoluciones de
captación de gases y filtros con partículas.
La participación en estos circuiros sirve para asegurar la calidad de los resultados en
Emisiones y Calidad de Aire obtenidos por el Laboratorio de la U.P.T. As Pontes para los
siguientes contaminantes:
Para evaluar la eficacia de los laboratorios para cada uno de los parámetros se emplea el
criterio estadístico Z-Score, cuya ecuación es:
Z=(x-X)/s
Donde:
Cd As Cr Ni Pb Cu Mn Zn V Sn Co Sb Se Tl Hg
Metales traza
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
41
X: Valor medio de los resultados de un laboratorio
X: Valor asignado: Media de los laboratorios participantes, eliminando los
resultados aberrantes.
S: Desviación estándar del valor medio de los resultados aceptados de los
diferentes laboratorios.
Al aumentar la desviación del resultado, aumenta el valor absoluto de Z,
pudiendo ser por exceso o por defecto (según el signo de Z). Habitualmente los
valor de Z se interpretan del modo siguiente:
I Z I ≤ 2 Resultado satisfactorio
2< I Z I <3 Resultado discutible
I Z I ≥ 3 Resultado insatisfactorio.
A continuación se presenta una gráfica con la evolución de resultados obtenidos con
CALITAX ( entre 2003 y 2009 ) y con IELAB (entre 2010 y 2013).
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
42
-3
-2
-1
0
1
2
3
ene-10 jun-10 nov-10 abr-11 sep-11 feb-12 jul-12 dic-12 may-13 oct-13 mar-14 jul-14 dic-14
Z-S
CO
RE
EVOLUCIÓN Z-SCOREFASE PARTICULADA 2010-2014
As Cd Cr Ni Pb Cu Mn Zn V Sn Co Sb Se Tl Hg
CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS Y COMPUESTOS TRAZA EN AIRE AMBIENTE
43
8.- CONCLUSIONES
A continuación se resumen las principales conclusiones obtenidas a partir de los resultados de
las campañas de caracterización de metales pesados en aire ambiente, realizadas en 2013 en
tres estaciones la Red de Vigilancia y Control de la Calidad de Aire de Endesa As Pontes,
comparándolos con los datos de campañas anteriores:
• No existe riesgo de superar en la Red de Vigilancia y Control los valores limites y
objetivos establecidos para metales pesados y benzo(a)pireno en la Directiva
2008/50/CE y el Real Decreto 102/2011 para promedios anuales.
• Las concentraciones promedio de arsénico, cadmio, níquel, plomo y
benzo(a)pireno en la Red de Vigilancia son inferiores a los umbrales de evaluación
superior e inferior establecidos en la legislación, por lo que no sería necesario
realizar actividades de medición de estos contaminantes.
• Los valores diarios máximos de arsénico, cadmio, níquel y plomo, correspondientes
a la campaña del año 2014, son incluso muy inferiores a los valores límite,
objetivos y umbrales establecidos en la legislación para promedios anuales.
• Los niveles medidos por métodos automáticos durante los períodos de muestreo
para otros contaminantes (partículas PM10, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno
y ozono) son bajos, no detectando ninguna situación episódica significativa de
alteración de la calidad del aire.
• Los resultados del 2014 son ligeramente inferiores a los obtenidos en campañas
anteriores, excepto en el caso del benzo(a)pireno, pero sin superar en ningún
momento los umbrales superiores e inferiores de evaluación.