La contaminación causada por las partículas finas en Ile-de-France caracterizada en tiempo real

Gracias al observatorio atmosférico Sirta, unos investigadores del Laboratorio de las Ciencias del Clima y del Medioambiente han podido cuantificar y caracterizar en tiempo real la contaminación causada por las partículas finas en Ile-de-France entre el 7 y el 15 de marzo de 2014. Han comprobado que las partículas finas procedían principalmente de emisiones relacionadas con la actividad humana: agricultura, pero también la calefacción de leña y los transportes.

Las partículas finas cuyo diámetro aerodinámico es inferior o igual a 2,5 micrones (PM2.5) – las que potencialmente son las más tóxicas – representan un grave problema de salud pública en Ile-de-France. Millones de personas de esta región se ven de esta forma expuestos cada año a un aire que no cumple con las normas europeas .

El laboratorio de las Ciencias del Clima y del Medioambiente (CNRS- CEA – UVSQ) realiza desde hace varios años un seguimiento sistemático de la composición química de las partículas finas de la región Ile-de-France. Este seguimiento se realiza en el “supersite” atmosférico Sirta del Instituto Pierre-Simon Laplace, ubicado en la meseta de Saclay (http://sirta.ipsl.fr), a 20 kilómetros al Sur-Oeste de París. Este sitio es actualmente la única estación francesa de seguimiento atmosférico capaz de medir, en tiempo real, el nivel de contaminación ambiental y la naturaleza química de las partículas. El Sirta cuenta también con sistemas de teledetección (lidar, radar, fotómetros) que permiten documentar las propiedades ópticas de las partículas (partículas finas, nubes) en toda la columna atmosférica, además de las propiedades químicas y físicas de los gases y aerosoles cerca de la superficie.

Como se encuentra relativamente alejado del centro urbano, el Sirta se ve poco afectado por fuentes de contaminación muy locales, como los grandes ejes de carretera, y por esa razón constituye un punto de referencia para la contaminación en toda la región Ile-de-France.

Las observaciones atmosféricas que se han llevado a cabo en el Sirta durante el episodio de contaminación causado por las partículas finas entre el 7 y el 15 de marzo de 2014 revelaron que:
- Los niveles de concentración de partículas finas medidos en el Sirta (PM2.5) eran comparables a los registrados por Airparif en la aglomeración de París, lo que pone de relieve un fenómeno de contaminación a gran escala.
- Las condiciones meteorológicas han favorecido la contaminación por partículas: el anticiclón ha limitado la dispersión de los contaminantes y la radiación solar ha favorecido la formación de contaminantes secundarios. Esas condiciones meteorológicas también favorecieron la acumulación de aerosoles en una capa fina (a 200 metros de altitud de noche, y de 600 a 1200 m durante el día), lo que condujo a una baja dilución en la vertical.
- Las partículas finas provenían principalmente de emisiones relacionadas con actividades humanas (siendo las principales: agricultura, calefacción de leña y transporte)
La mayoría de las partículas finas registradas en la región de París se componían de partículas “secundarias”, esto es, que no se emiten directamente, sino que se forman en la atmósfera por la acción de las transformaciones fotoquímicas (acción del sol), a partir de gases precursores como los óxidos de nitrógenos (transportes), el amoniaco (actividades agrícolas) y los compuestos orgánicos volátiles.

Representación de la situación en marzo de 2014

JPEG Distribución media de las partículas finas cuyo diámetro aerodinámico es igual o inferior a 2.5 micrones registradas en el Sirta, en función de su naturaleza y de sus fuentes de emisión (datos del 07/03/2014 al 15/03/2014- 11h; fuente LSCE&INERIS).

Distintas fracciones de partículas finas observadas del pasado 7 al 15 de marzo, en la zona 5 del « supersite » Sirta en el CEA Saclay:

- PM2,5 nitrato de amonio: 51% - El nitrato de amonio es un compuesto « secundario », formado en la atmósfera a partir de amoniaco y de óxido nitroso, bajo la acción de la fotoquímica. El amoniaco es principalmente emitido por actividades agrícolas. Representa 97% de las emisiones nacionales de amoniaco en 2011. Los óxidos nitrosos (NOx) son principalmente emitidos por los transportes, y también, en menor medida, por la industria de manufactura y la agricultura. Representan respectivamente 56%, 14% y 10% de las emisiones nacionales de NOx en 2011.

- PM2,5 primarias combustión de biomasa: 15% - partículas finas emitidas directamente en la atmósfera por combustión de biomasa (calefacción de leña e incineración de residuos vegetales).

- PM2,5 primarias combustible fósil: 11% - partículas finas emitidas directamente en la atmosfera por combustión de derivados de petróleo (transportes)

- PM2.5 orgánicos secundarios: 12% - partículas finas compuestas de materia orgánica, generadas en la atmósfera a partir de gases precursores como los compuestos orgánicos volátiles (COV). En periodo invernal (como el actual), esos COV son emitidos principalmente por las actividades humanas.

- PM2,5 sulfato de amonio: 11% - el sulfato de amonio también es un compuesto secundario, formado en la atmósfera a partir de amonio y dióxido de azufre. En Francia, el dióxido de azufre es emitido por la industria manufacturera y la transformación de energías.

Reparto de las fuentes de partículas finas observadas en Ile-de-France
Este esquema recopila datos registrados en un año completo, y no se corresponde a un episodio concreto de contaminación temporal. El estudio ha sido realizado entre 2009 y 2010 por Airparif y el LSCE, a partir de mediciones registradas en una trama de varias estaciones atmosféricas en Ile-de-France.

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En rojo: la parte directamente causada por las emisiones vinculadas con la proximidad del tráfico
En gris: La parte causada por las emisiones dentro de la aglomeración.
En azul: las “importaciones” de partículas externas a la aglomeración (fenómeno de contaminación a gran escala)

SIRTA: Observatorio con varios instrumentos para la observación de la atmósfera :

El Sirta es un observatorio atmosférico nacional francés ubicado en la meseta de Saclay, a 20km al Sur-Oeste de París (http://sirta.ipsl.fr).
Se le considera un “supersite” porque, al contrario de cualquier estación de seguimiento clásica, este laboratorio está equipado con una gran cantidad de sensores, diseñados en laboratorios del Instituto Pierre-Simon Laplace, y algunos de estos instrumentos de investigación son únicos en Francia. El observatorio recoge y explota un conjunto de instrumentos de medición de la atmósfera e integra los más recientes avances científicos y técnicos. El observatorio se dirige a una amplia comunidad de investigación para documentar y seguir un conjunto de procesos químicos, de radiaciones y dinámicos en la atmósfera. Desde 2011, el CEA participa en las actividades de observación del Sirta a través del diseño de una estación de seguimiento de los componentes gases/aerosoles (Sirta zona 5; CEA de Orme des Merisiers, véase foto más abajo). En el caso del episodio de contaminación causada por partículas finas a principio de marzo, esa nueva parte del Sirta permitió aportar informaciones muy útiles sobre las fuentes principales responsables del episodio de contaminación.
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Última modificación: 04/04/2014

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