Identificación de principales fuentes contaminantes de partículas finas en la Ciudad de México: uso de rayos X inducidos por bombardeo de protones y métodos estadísticos

El tratamiento de las bases de datos mediante análisis de factores por componentes principales y puntajes absolutos permite lograr el objetivo de este trabajo. Con esto es posible ofrecer propuestas alternativas para controlar las emisiones y disminuir sus efectos. En el desarrollo del trabajo se consideró importante realizar una revisión de los aspectos más relevantes de los procesos físicos que tienen lugar en PIXE, como son la producción de vacancias electrónicas y la subsecuente emisión de rayos-X característicos, así como las teorías propuestas que explican los mecanismos asociados a dichos procesos. Asimismo se explica el proceso de radiación de fondo continuo y su impacto en la determinación de la sensibilidad de esta técnica, el límite de detección del análisis y el concepto de límite mínimo de detección. También se describe la instrumentación para realizar el análisis por la técnica PIXE, la cual incluye el acelerador de partículas, la línea de transporte de haz incluyendo los elementos de enfoque y colimación, la cámara de irradiación, el sistema de detección de rayos-X y la electrónica asociada. Todos estos elementos juegan un papel muy importante en la ejecución de los experimentos y en la determinación de los resultados, mismos que dependen en gran medida del buen funcionamiento de los instrumentos en uso. A continuación se explican los aspectos fundamentales del tratamiento estadístico de los datos, donde se describe la metodología del análisis estadístico aplicado. El trabajo concluye con la presentación de los resultados sobre la identificación de las fuentes principales que dan origen a los contaminantes en tres sitios localizados en el suroeste del área metropolitana de la Ciudad de México. Al final se incluye una sección de conclusiones en la que se presenta una discusión general y se dan recomendaciones. Los cálculos ejecutados en este trabajo fueron realizados siguiendo el método desarrollado por Thurston y Spengler, haciendo uso de un programa comercial de computadora para análisis estadístico.El análisis de muestras de contaminación atmosférica debida a partículas flotando en el aire es un problema único por la cantidad extraordinariamente pequeña de materia colectada en los filtros, la que además contiene un gran número de elementos químicos dentro de un amplio intervalo de números atómicos, cuyas concentraciones son en general diferentes. El esquema de análisis requerido para este tipo de investigaciones es tal que debe med_ir muchos de los elementos de interés, debe tener una buena sensibilidad para proveer resultados confiables para aquellos elementos presentes en bajas concentraciones, aún en la presencia de grandes cantidades de otros, y debe ser rápido con el fin de analizar un gran volumen de muestras en tiempos razonablemente cortos. Las técnicas de origen atómico y nuclear ofrecen las mejores posibilidades para el análisis de este tipo de muestras, y en particular la técnica de análisis por emisión de rayos X inducidos por partícula (PIXE) satisface este esquema. El objetivo de este trabajo es presentar los resultados de la aplicación de la técnica PIXE basada en la interacción de iones con la materia, la que aporta información relevante sobre el contenido elemental de las muestras de polvo atmosférico, para utilizarla en la identificación del origen de los contaminantes. El análisis de muestras de contaminación atmosférica a través de esta técnica genera extensas bases de datos de las cuales es posible obtener información muy útil; sin 1 embargo, su tratamiento es complejo debido a la cantidad de resultados generados y a la alta intercorrelación entre las variables. El análisis estadístico de los datos es una alternativa que ayuda a superar las dificultades técnicas que ofrece el problema

Carbonaceous fraction in PM2.5 of six Latin American cities: Seasonal variations, sources and secondary organic carbon contribution

Latin American (LatAm) cities are grappling with elevated levels of gaseous and particulate pollutants, which are having detrimental effects on both the local ecosystem and human health. Of particular concern are aerosols with smaller diameters (lower or equal to 2.5 μm, PM2.5), known for their ability to penetrate deep into the respiratory system. While measurements in the region are increasing, they remain limited. This study addresses this gap by presenting the results of a comprehensive, year-long PM2.5 monitoring campaign conducted in six LatAm cities: Buenos Aires, São Paulo, Medellín, San José, Quito and Ciudad de México. Despite all six monitoring sites being urban, they exhibited significant variations in PM2.5 levels, their elemental carbon (EC) and organic carbon (OC) content, and their seasonal behavior. Estimations of secondary organic carbon (SOC) using the EC-tracer method revealed a notable SOC relevance across all cities: secondary organic aerosols (SOA) accounted in average for between 19% to 48% of the total carbonaceous matter. Source attribution, conducted through the Positive Matrix Factorization (PMF) model, highlights substantial contributions from gasoline and diesel traffic emissions (29% to 49% of total carbon, TC), regional biomass burning (21% to 27%), and SOA (20% to 38%) in all cities, with similar chemical signatures. Additionally, industrial emissions were significant in two cities (Medellín and San José), while two others experienced minor impacts from construction machinery at nearby sites (Buenos Aires and Quito). This comparative analysis underscores the importance of considering not only the thermal optical EC/OC fractions as tracers of sources but also the OC/EC ratio of the PMF factors. This dual approach not only adds depth to the research but also suggests varied methodologies for addressing this crucial environmental concern. This study lays the groundwork for future investigations into the factors influencing the content and seasonality of SOA in the region.Fil: Dawidowski, Laura Elena. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Gerencia de Química (CAC); ArgentinaFil: Gelman Constantin, Julián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Herrera Murillo, Jorge. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Gerencia de Química (CAC); ArgentinaFil: Gómez Marín, Miriam. No especifíca;Fil: Nogueira, Thiago. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Blanco Jiménez, Salvador. No especifíca;Fil: Díaz Suárez, Valeria. No especifíca;Fil: Baraldo Victorica, Facundo. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Lichtig, Pablo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Gerencia de Química (CAC); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Diaz Resquin, Melisa. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Gerencia de Química (CAC); ArgentinaFil: Vargas Rojas, Minor. No especifíca;Fil: Murillo Hernández, Julio. No especifíca;Fil: Vergara Correa, James Alberto. No especifíca;Fil: de Fatima Andrade, Maria. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Monteiro dos Santos, Djacinto. Universidade do Sao Paulo. Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas; BrasilFil: Flores Maldonado, Javier. Universidade Federal do Rio de Janeiro; BrasilFil: Aldape, Francisca. No especifíca;Fil: Abreu, Luis Felipe. No especifíca;Fil: Manousakas, Manousos Ioannis. Paul Scherrer Institute; Suiz