Estudio de la concentración de hidrocarburos aromáticos policíclicos en la atmósfera de las bases chilenas Arturo Prat y Yelcho en la Antártica

Abstract

Los impactos producidos por las actividades humanas en el medio ambiente se ven reflejados incluso en ecosistemas remotos como el continente antártico. Durante las últimas décadas, distintas investigaciones han revelado concentraciones de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) en la Antártica. La presencia de HAPs en el continente antártico era atribuida al transporte atmosférico de largo alcance, sin embargo, estudios recientes consideran las actividades locales como principal fuente de emisión de estos compuestos. El objetivo de este estudio fue comparar las concentraciones de HAPs entre las bases chilenas Arturo Prat y Yelcho en la Antártica. Para esto se obtuvieron muestras atmosféricas de ambas bases que fueron recolectadas a través de muestreadores pasivos de discos de espuma de poliuretano (PUF). Las muestras fueron sometidas a un proceso de extracción Soxhlet para luego ser fraccionadas en columnas de sílica, concentradas en un flujo de nitrógeno extra puro, y finalmente analizadas en un cromatógrafo de gases con detector de ionización por llama. Además, se identificaron posibles fuentes de emisión a partir de relaciones de diagnóstico molecular entre pares de isómeros de HAPs. Los resultados mostraron una mayor concentración de HAPs en las muestras tomadas en ambas bases, en comparación con puntos lejanos a estas, lo que indica que la principal fuente de emisión son las bases mencionadas. La base Arturo Prat presentó niveles mayores de contaminación que Yelcho, siendo atribuida a la presencia de un incinerador de basura en esta base. El fluoranteno fue predominante en ambas bases, con 25,701 ng m-3 en Prat y 22,100 ng m-3 en Yelcho. El criseno presentó una concentración significativamente mayor en Prat (12,874 ng m-3) en comparación con Yelcho (0,893 ng m-3), al igual que el reteno, cuya concentración fue de 4,925 ng m-3 en Yelcho, mientras que en Prat fue el doble (9,120 ng m-3). Por otro lado, las relaciones diagnóstico demostraron que la contaminación en ambas bases es de origen pirogénico, asociada a la quema de biomasa, especialmente en la base Arturo Prat.

The environmental impact produced by human activities is noticeable even in remote ecosystems such as the Antarctic continent. Over the last decades, different research has revealed concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Antarctica. The presence of PAHs in the Antarctic continent was attributed to long-range atmospheric transport. Nonetheless, recent studies consider local activities as the main source of these compound emissions. The aim of this study was to compare PAHs concentrations between the Chilean stations Arturo Prat and Yelcho in Antarctica. To do this, atmospheric samples were obtained from both stations, which were collected through polyurethane foam (PUF)-passive air samplers. The samples were extracted using a Soxhlet extraction process to then be fractionated in silica columns, concentrated in an extra-pure nitrogen flow, and finally analyzed in a gas chromatograph with a flame ionization detector. In addition, potential emission sources were identified from molecular diagnostic relationships between pairs of PAHs isomers. The results showed a higher concentration of PAHs in the samples taken at both stations, compared to points far from them, which indicates that the main emission source is the mentioned stations. The Arturo Prat station presented higher levels of contamination than the Yelcho station, being this attributed to the presence of a garbage incinerator at this station. Fluoranthene was predominant in both stations, with 25,701 ng m-3 in Prat and 22,100 ng m-3 in Yelcho. Chrysene presented a significantly higher concentration in Prat (12,874 ng m-3) compared to Yelcho (0,893 ng m-3), as well as Retene, whose concentration was 4,925 ng m-3 in Yelcho, while in Prat it was double (9,120 ng m-3). On the other hand, the diagnostic relationships showed that the contamination in both stations comes from a pyrogenic origin, associated with the burning of biomass, especially in the Arturo Prat station.