Análisis de la concentración de hidrocarburos aromáticos policíclicos en el espacio personal de habitantes de Calama y Coyhaique usando captadores pasivos personale

Abstract

Las ciudades de Calama y Coyhaique ubicadas al norte y sur de Chile respectivamente son conocidas por tener diversas actividades económicas e industriales que afectan la calidad del aire siendo declaradas zonas saturadas de MP10 (material particulado de diámetro menor a 10 μm). En Calama se cuenta con fundiciones, termoeléctricas, mineras y otras actividades; y en el caso de Coyhaique existen actividades relacionadas a la ganadería, agricultura entre otras, y la obtención y venta de leña que es principal combustible en el Sur del país por los sistemas de calefacción y combustión a leña. Una rama de los compuestos aromáticos policíclicos (PACs), son los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), que están compuestos por dos o más anillos aromáticos fusionados, y se producen por la combustión incompleta de materia orgánica como el combustible, leña y otras actividades antropogénicas y naturales. Se les categoriza como contaminantes prioritarios por sus propiedades carcinogénicas y mutagénicas. Pueden estar distribuidos entre una fase gaseosa y particulada, logrando estar en rutas de exposición a los humanos. Esta exposición humana o personal se puede medir por muestreo pasivo, haciendo uso de captadores pasivos personales de silicona que son capaces de recolectar un amplio rango de compuestos incluyendo los PAHs. Con el objetivo de medir la concentración de fluoranteno, pireno y reteno en el espacio personal de habitantes de Calama y Coyhaique, se utilizaron captadores pasivos personales de silicona que fueron entregados a habitantes de las ciudades durante 5 días de exposición. Se realizaron 19 muestras de las cuales 8 fueron analizadas en cromatografía de gases para identificar PAH’s mediante técnicas de comparación haciendo uso de estándares de los compuestos objetivo. Se identificó que el pireno es el compuesto con concentraciones mayores en las pulseras, cuyo promedio fue de 3,834 ug/mL en Calama y 193,053 ug/mL en Coyhaique, respectivamente. También se determinó que la variabilidad en las concentraciones entre muestras individuales fue mayor que la determinada entre ciudades, situación explicada por los patrones de actividad de las personas partícipes del estudio teniendo en cuenta estilos de vida o rutina diaria. Finalmente, relacionando los resultados según la ciudad, se concluyó que la presencia de pireno en zonas con actividad minera suele tener mayores registros de concentración en el ambiente que el fluoranteno, situación que se vio en las pulseras analizadas de Calama. En cambio, para zonas con actividad relacionada a la abundante quema de leña, se espera que el pireno y el fluoranteno tengan niveles semejantes de concentración. Los resultados obtenidos en las pulseras de Coyhaique discrepan según lo esperado idealmente, dado que el pireno tiene mayores niveles de concentración en la pulsera que el fluoranteno, dejando en duda si la exposición individual es dependiente de las concentraciones externas de ciudad o de estilos de vida personales, reflejando de esta manera que existen diversos factores que pueden influir en muestras relacionadas a exposición personal.

The cities of Calama and Coyhaique, located in the north and south of Chile, respectively, are known for having various economic and industrial activities that affect air quality and have been declared areas of concern for PM10. In Calama there are smelting facilities, thermoelectric plants, mining and other activities; and in the case of Coyhaique there are activities related to livestock, agriculture, among others, and the collection and sale of firewood, which is the main fuel in the south of the country for heating systems and wood combustion. A branch of polycyclic aromatic compounds (PACs) are polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which are composed of two or more fused aromatic rings, and are produced by the incomplete combustion of organic matter such as fuel, wood, and other anthropogenic and natural activities. They are categorized as priority pollutants because of their carcinogenic and mutagenic properties. They can be distributed between the gas and particulate phase, which implies a variety of exposure pathways to humans. This human or personal exposure can be measured by passive sampling, making use of personal passive silicon samplers that are capable of collecting a wide range of compounds, including PAHs. Personal passive silicon samplers were used to measure the concentration of fluoranthene, pyrene and retene in the personal space of inhabitants of Calama and Coyhaique during 5 days of exposure. Nineteen samples were taken, and 8 of them were analyzed by gas chromatography to identify PAH's by means of comparison techniques using authentic standards. Pyrene was identified as the compound with the highest concentrations in the bracelets, with an average concentration of 3.834 ug/mL in Calama and 193.053 ug/mL in Coyhaique. It was also determined that the variability between individual samples was greater than the variability between cities, a situation explained by the lifestyle of the people participating in the study, considering their daily routines. Finally, it was concluded that the presence of pyrene in areas with mining activity usually has higher concentration records in the environment than fluoranthene, a situation that was seen in the wristbands obtained from Calama. On the other hand, for areas with abundant firewood burning activity, pyrene and fluoranthene are expected to have similar concentration levels. The results obtained in the wristbands from Coyhaique showed discrepancies with what is ideally expected, because pyrene had higher concentration levels compared to fluoranthene. This might indicate that individual exposure is dependent on personal lifestyles, rather than outdoor concentrations, thus reflecting that anything can happen in samples related to personal exposure