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El coneixement sobre les particules en suspensió (PM)
Fulvio AmatoEnvironmental Geochemistry & Atmospheric Research (EGAR)
IDAEA-CSIC
Grup de treball de qualitat de l’aire, soroll i mobilitat sostenible 16 Novembre 2020
1. Proceso de formación:• Primarias: emitidas directamente como partículas (p.ej. carbono negro)• Secundarias: formadas en atmosfera por oxidación de gases precursores
p.ej. SO2 (g) oxidation SO42- (s)
2. Origen:• partículas naturales• partículas antropogénicas
3. Tamaño:PM10, PM2.5, PM1, PM0.1 (UFP)
4: Composición química:Minerales, carbonosas (C organico y elemental), sales de amonio,
metales/metaloides, sal marina..
Criterios de clasificación de las particulas (PM)
Nivel de cumplimiento en Europa - PM10
Nivel de cumplimiento en Europa - PM2.5
Población en riesgo
Muertes prematuras
Contribución de fuentes al PM10 en Barcelona
Días de alta contaminación (2013) Promedio anual (2013)
Amato et al., 2016 Atmospheric Chemistry and Physics
Contribución de fuentes al PM2.5
Días de alta contaminación (2013) Promedio anual (2013)
Amato et al., 2016 Atmospheric Chemistry and Physics
EU
WHO
Tendencias de PM10
Fuente: Generalitat de Catalunya (DTES)
Tendencias de PM2.5
Fuente: ASPB, 2020
Principales hipótesis
1. Incremento de la formación de secundarios orgánicos (SOA)2. Fuentes no controladas (biomasa, desgaste por tráfico, resuspensión, cocinas,
detergentes…)
Tendencias
Incremento de SOA
A que se debe?
Cambios en las emisiones de gases precursores:
- SOx, NOx y NMVOCs se han reducido de 78%, 41% and 40% en EU. Mayor disponibilidad de radicales OH y NO3 que forman ahora SOA
- El incremento de motores de inieccíon directa (Gasoline DirectInjection)
- Reformulación de la gasolina para reducir el contenido en benzeno
- Nuevos motores diesel con menor ratio NO/NO2 ratio, que incrementael ozono urbano y la ozonolisis de isoprene y α-pinene
Particulas ultrafinas (UFP ) y ozono urbano
Traffic 1PhotonucleationTraffic 2
Regional
Rivas et al., 2020
Massaguè et al., 2019
Quema de biomasa: Benzo(a)pireno (BaP)
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Manlleu BaP
Emisiones de desgaste y resuspensión (non-exhaust)
Exhaust PM
brake wear
tyre wear
resuspension road wear
Non-exhaust PM• Sin control legislativo
• Independientes del tipo o antiguedad de motor (ZBE)
Impacto del vehiculo electrico (BEV) en PM10
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BEV
Turismos SUVs Fugornetas
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BEV
Source: OECDNon-exhaust emissions from road transportin press (December 2020)
PC SUV LCV
PM2.5 BEV 100
-12.8 -11.2 -13.3
BEV 300
+2.6 +7.5 +7.8
PM10 BEV 100
-17.8 -18.0 -19.3
BEV 300
-6.5 -4.5 -5.5
Non-exhaust % change
18
Proyecciones OECD
Projected global non-exhaust emissions to 2030 under alternative EV uptake scenarios
0,0
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4% uptake 8% uptake2017 2030
Glob
al pa
rticula
te em
ission
s (to
nnes
/km)
PM10 PM2.5
Source: OECDNon-exhaust emissions from road transportin press
Impacto de las emisiones non-exhaust en Barcelona (2010)
Amato et al., 2016Atmospheric Environment
Variabilidad espacial de PM
Que factores tiene un rol:
• Intensidad/tipo de trafico• Otras fuentes• Viento regional• Orientación calle• Geometría calle• Conc. de fondo• Vegetación
61 perfiles de BC
Vertical profilesHorizontal profilesBackground concentration
Distancia de la via
Reducción promedia del 50% a 25m de la vía,Pero con una gran variabilidad
Amato et al., 2019Science of the Total Environment
Orientación de la calle respecto al viento
R² = 0,843
R² = 0,8106
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No
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BC
distance from road (m)
Topologia urbana
Halving distance: 32 mOpen busy roads (Diagonal)
Street canyon (Eixample)
Historical center (Gracia)
Halving distance : 26 m
Halving distance : 22 m
100 m
100 m
100 m
Existe cierta relación entre volumen de trafico y distancia a la que se alcanza reducción de 50%
Amato et al., 2019Science of the Total Environment
Solo emisión de C/Aragó
Alta presión
Baja presión
Impacto de las calles secundarias
Emisiones de 1 km2 alrededor
Variabilidad de BC en altura• Variabilidad mucho menor a la horizontal
• Reducción 50%: inalcanzable
• Concentración de fondo: inalcanzable
• A 10 m: 12%
• A 20 m: 33%
• Reducciones todavía menores para NO2
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Hei
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(m)
BC (ng/m3)
Plaza de España - Gran Via
Gracia
Eixample
Poble nou
Amato et al., 2019Science of the Total Environment
Efecto street canyon
kurtosis
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3ex
pone
nte
Horizontales (SE-NW) Collserola MarLado montaña
Lado mar
Amato et al., 2019Science of the Total Environment
Lado mar Lado montaña
Conclusiones
• Las particulas en suspensión son el contaminantes de mayor impacto en salud eincumplen en nuestra región las recomendaciones de la OMS
• Después del 2010, hay un estancamiento de las concentraciones. Posible causas son: • Incremento partículas secundarias (por mayor disponibilidad de radicales
libres)• No control sobre emisiones de desgaste y resuspensíón, biomasa, obras…
• El trafico rodado contribuye 31-42% a PM10 y 26-38% a PM2.5. Además se está investigando la contribución adicional debido al enhanced SOA
• Los vehículos eléctricos no son la solución para PM
• Existe una gran variabilidad a nivel horizontal (muy menor a nivel vertical) según intensidad/tipo de trafico, geometría/orientación de la calle, fuentes muy locales..
Recomendaciones para reducir PM
Hace falta voluntad política en aplicar medidas estructurales (más que para los episodios):
1. Mejorar el transporte publico (sobre todo metropolitano) y fomentar el transporte activo (bici y a pie)
2. Reducir el numero total de vehículos (peaje y limitación aparcamiento)
3. Prioridad de restricciones sobre furgonetas de reparto ytaxis
4. Limitar vehículos pesados y velocidad5. Tasación sobre la masa/dimensión del vehículo6. Más zonas peatonales y verdes7. Control de obras, resuspensión y pequeñas industrias8. Limitar el uso de biomasa para calefacción domestica
Muchas gracias por la atenció[email protected]
Agradecimientos:- Diputación de Barcelona- Ajuntament de Barcelona- Generalitat de Catalunya (DTES)- LIFE+ - OECD- Ministerio de Ciencia, Innovación y
Universidades (Plan RETOS)
Efecto del confinamiento
Tobias et al., 2020
- 28-31% - 45% - 47-51%
No change + 57-58%
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Amato et al., 2019Science of the Total Environment