Resumen de Estudio comparativo de los niveles, composición y origen de la contaminación por aerosoles en el cluster cerámico de la provincia de Castellón y su capital
Introducción Un aerosol es una dispersión de sólidos o líquidos en un medio gaseoso. Las partículas de tamaño comprendido entre 0,1 um y 10 um tienden a formar suspensiones mecánicamente estables en el aire, por lo que reciben el nombre de partículas en suspensión. Estas partículas son las que mayores efectos presentan, ya que permanecen en la atmósfera y pueden ser trasladadas a grandes distancias por la acción del viento y son denominadas partículas PM10.
Los aerosoles pueden tener un origen natural o antrópico (Querol et al., 2004; Brasseur et al., 1999) y su presencia en la atmósfera produce efectos negativos sobre la salud de las personas y de los animales (Cabasés et al., 2002), la visibilidad (Tsay et al., 1991), los materiales y el medio ambiente (Gaudichet et al., 1992). Por ello, la legislación actual establece unos límites de concentración de PM10 para asegurar la salud humana, así como unos valores límite en la concentración de los elementos arsénico, plomo, cadmio y níquel en dichas partículas PM10. La recirculación de los contaminantes debido a la dinámica convectiva de los vientos (Millán et al., 2000), unida a la intrusión de partículas procedentes del norte de África (Esteve et al., 1997; Castillo et al., 2008) y a las emisiones por parte de las industrias, producen niveles de concentración de contaminantes en la zona mediterránea de la Península Ibérica mayores que los medidos en países europeos con actividades industriales similares.
El cluster cerámico de Castellón es un triángulo con más de 200 empresas vinculadas al sector cerámico (fritas, esmaltes, colorantes, azulejos, gres, gres porcelánico, canteras, atomizado, etc.). Dicho cluster concentra el 94,5% de la producción española de cerámica plana y el 38,5% de la de la Unión Europea.
L'Alcora es un municipio perteneciente a la comarca de l'Alcalatén, principalmente industrial y en él se encuentra la mayor parte de las empresas dedicadas a la industria cerámica, incluyendo la fabricación de pavimentos y revestimientos, fritas y esmaltes, pigmentos y colorantes y plantas atomizadoras. Es el principal municipio perteneciente al cluster cerámico de la provincia de Castellón.
Castellón de la Plana es la capital de la provincia de Castellón. Entre las múltiples empresas que desarrollan su actividad en esta ciudad, cabe destacar el polígono industrial de El Serrallo, situado en el Grao de Castellón de la Plana. En dicho polígono industrial cabe destacar tres empresas: la central termoeléctrica de Castellón, (actualmente desmantelada y sustituida por una nueva central de ciclo combinado), una refinería de petróleo y una empresa química dedicada a la fabricación de la materia prima (caprolactama) de la que se obtiene el nylon-6.
Con el objetivo de estudiar y comparar los niveles, la composición y el origen de las partículas PM10, se han seleccionado tres puntos de muestreo. Uno en localidad de Castellón de la Plana y dos en l'Alcora (un punto de situación urbana y otro industrial), en los cuales se han realizado medidas en el periodo de tiempo comprendido entre agosto del año 2005 y diciembre del año 2006.
Metodología Durante los años estudiados en este trabajo se han recogido diariamente datos y muestras en las dos estaciones situadas en l'Alcora (en zona urbana y en zona industrial) y en la Universitat Jaume I de Castellón. Para ello se ha ubicado distintos tipos de captador en cada uno de los puntos de muestreo y se han ido realizando los análisis químicos correspondientes en los laboratorios del Grupo de Investigación de Riesgos Ambientales y Laborales del departamento de Química Inorgánica y Orgánica de la Universidad Jaume I de Castellón. Con estos datos se han analizado los niveles de contaminación por partículas PM10 en los dos puntos de muestreo de la localidad de l'Alcora y los niveles de PST (partículas totales en suspensión) y partículas sedimentables en el punto de muestro urbano de la misma localidad. En la ciudad de Castellón de la Plana se han obtenido los niveles de partículas separados por fracciones de tamaño utilizando un impactador de cascada. Con estos datos se ha obtenido y comparado la evolución de los niveles de partículas en los tres puntos de muestreo, así como el grado de cumplimiento de la legislación.
Las concentraciones de los elementos de estudio (arsénico, cadmio, plomo y níquel) se han analizado mediante las técnicas de ICP-MS (espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente) y FRX (fluorescencia de rayos X) y se han comparado los valores obtenidos en los diferentes puntos de muestreo.
Finalmente se han realizado fotografías por SEM (microscopía electrónica de barrido) de diferentes partículas con diversas composiciones y se han propuesto posibles fuentes de las partículas estudiadas.
Conclusiones Se ha comprobado que no se cumplen los límites en el número de superaciones anuales de PM10 en los puntos de muestreo de la localidad de l'Alcora, por lo que es necesario aplicar medidas correctoras.
Se ha obtenido que los niveles de PM10 medidos son mayores en el punto de muestreo industrial que en el punto de muestreo urbano, por lo que se ha demostrado la relación directa de los niveles de PM10 en el punto industrial y la actividad de las empresas de la zona.
Existen fenómenos extraordinarios que afectan a la concentración de partículas en la atmósfera y que se muestran como picos de concentración muy elevados en momentos puntuales.
Se comprueba que la tendencia seguida en las concentraciones de partículas PM10 en los puntos de muestro urbano e industrial de L'Alcora y en la Universitat Jaume I es la misma, a pesar de que los métodos de captación no son equivalentes. Se demuestra así que los contaminantes emitidos en una zona son transportados a otras zonas cercanas y que la concentración de partículas en suspensión en la atmósfera depende en gran medida de las condiciones meteorológicas y ambientales.
Las concentraciones de los elementos analizados (Ni, Cd, As y Pb) son más elevadas en el punto de muestreo industrial que en el punto urbano de l'Alcora y que en la Universitat Jaume I, en Castellón de la Plana y no superan en ningún caso el valor límite anual.
Se observa una disminución de la concentración de arsénico en el tiempo, hecho que indica una reducción de la emisión de arsénico por parte de las industrias, bien por un cambio en las materias primas o bien por la mejora de los sistemas de depuración de las emisiones.
Se demuestra la tendencia de la industria cerámica a utilizar cada vez menores cantidades de plomo en la fabricación de fritas y esmaltes cerámicos.
Las concentraciones más elevadas de Ni, As, Cd y Pb se encuentren en la etapa más fina y este hecho es importante desde el punto de vista de la salud, ya que las partículas ultrafinas son las que penetran con mayor facilidad en los alveolos pulmonares y, por tanto, son las más perjudiciales.
Se confirma el origen industrial y antrópico de las partículas recogidas.
Se han fotografiado artefactos de sulfatos de sodio, calcio y magnesio y cloruros de sodio.
En las partículas analizadas se han encontrado diferentes proporciones de silicio, zirconio, zinc, bario, aluminio, cromo, magnesio, cloro, sodio, calcio, hierro, potasio, azufre, cobre, fósforo, plomo, yodo, titanio, potasio.
Se han encontrado también partículas de combustión.
Los análisis estadísticos realizados y los datos de microscopía electrónica permiten afirmar que la industria cerámica juega un papel importante en la concentración y composición de las partículas presentes en la atmósfera de la zona estudiada.
Bibliografía - Brasseur, G. P., Orlando, J. J. and Tyndall, G. S. (1999). Atmospheric Chemistry and Global Change. New York, USA, Oxford University Press, Inc.
- Cabasés, J. M., Villalbí, J. R. and Aibar, C., Eds. (2002). Informe SESPAS 2002. Invertir para la salud. Prioridades en la salud pública. Valencia.
- Castillo, S., Moreno, T., Querol, X., Alastuey, A., Cuevas,E., Herrmann, L., Mounkaila and M., Gibbons, W. (2008). Trace element variation in size fractioned African desert dusts. Journal of arids environments 72: 1034-1045.
- Esteve, V., Rius, J., Ochando, L. E. and Amigo, J. R. (1997). Quantitative X-ray diffraction phase analysis of coarse airborne particulate collected by cascade impactor sampling. Atmospheric Environment 31(23): 3963-3967.
- Gaudichet, A., Deangelis, M., Joussaume, S., Petit, J. R., Korotkevitch, Y. S. and Petrov, V. N. (1992). Comments on the Origin of Dust in East Antarctica for Present and Ice-Age Conditions. Journal of Atmospheric Chemistry 14(1-4): 129-142.
- Millán, M., Mantilla, E., Salvador, R., Carratalá, A., Sanz, M. J., Alonso, L., Gangoiti, G. and Navazo, M. (2000). Ozone cycles in the Western Mediterranean basin: Interpretation of monitoring data in complex coastal terrain. Journal of Applied Meteorology(39): 487-508.
-Querol, X., Alastuey, A., Ruiz, C. R., Artiñano, B., Hansson, H. C., Harrison, R. M., Buringh, E., ten Brink, H. M., Lutz, M. and Bruckmann, P. (2004). Speciation and origin of PM10 and PM2.5 in selected European cities. Atmospheric Environment 38(38): 6547-6555.
- Tsay, S. C., Stephens, G. L. and Greenwald, T. J. (1991). An Investigation of Aerosol Microstructure on Visual Air-Quality. Atmospheric Environment Part a-General Topics 25(5-6): 1039-1053.
