Responsable: ELIZABETH TERESITA ROMERO GUZMAN

Objetivos:

1. Identificar las fuentes de emisión de partículas y su contribución a la contaminación de la Zona Metropolitana del Valle de Toluca (ZMVT), mediante caracterización morfológica y química de aeropartículas retenidas en filtros colocados en la Red de Monitoreo Ambiental de Toluca, RAMAT.

2. Evaluar las características físicas y químicas, morfología, tamaño y composición química elemental de las Partículas Suspendidas Totales, PST, PM10 de la RAMAT.

3. Desarrollar un modelo conceptual integrado de la calidad del aire de la ZMVT, cuantificando los niveles de concentración de contaminantes para diferentes escenarios y su evolución espacio temporal.

Antecedentes:

A fin de controlar la contaminación del aire fue necesario conocer los tipos de contaminantes partículas y COV que se presentan en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca, las fuentes emisoras fijas y móviles, los factores meteorológicos, los inventarios de emisiones y determinar hacia donde se dispersan y transportan. Los tipos de contaminantes analizados indican que las Partículas Suspendidas Totales (PST) en sus fracciones gruesas y finas, son los que han rebasado en más de una ocasión la calidad del aire satisfactoria determinada por los IMECAS. De ahí la importancia de conocer la composición química elemental y morfológica, así como su tamaño, por microscopía electrónica de barrido, con el propósito de proteger la salud de la población en general y de grupos con mayor susceptibilidad. Aunado a este análisis, se determinó hacia donde se dirige el flujo y transporte del material particulado en el área que abarca la Red Automática de Monitoreo Atmosférico del Valle de Toluca.

Se identificaron partículas de origen natural y antropogénico con estructuras lisas, porosas, amorfas, agregados, ya bien identificadas. Cabe resaltar, que son partículas de origen inorgánico, orgánico y biológico, compuestas de diferentes elementos químicos, resaltando por su presencia, C-S, Ca-S-O, Fe, C-S-V-Ti, Si-Al-O, C-O, cuyos orígenes son: combustiones incompletas, materiales de la construcción, corrosión de escapes de automóviles, así como materiales de origen cortical y biológico.

Por otro lado, los principales COV identificados en la ZMVT fueron: el tetracloroetileno y el 3-metil hexano, en cuatro zonas de las estaciones de monitoreo Toluca-Centro, Metepec, San Mateo Atenco y San Cristóbal Huichochitlán, el etilbenceno en tres estaciones de monitoreo San Mateo Oxtotitlán, Aeropuerto e ISSEMYM y el metil ciclohexano en la zona de una estación de monitoreo de San Cristóbal Huichochitlán. La mayoría de estos COV están fuertemente involucrados en la formación de oxidantes fotoquímicos y elevan los niveles de ozono en la superficie en áreas urbanas. Basado en lo anterior, se pueden correlacionar las altas concentraciones de ozono que como segundo contaminante prioritario se presentan en la ZMVT.

Finalmente, de las tres zonas en que se divide el Valle de Toluca, se identificó que la zona norte es la que contribuye en mayor proporción a la contaminación del aire en el Valle de Toluca, no sólo por las fuentes antropogénicas: fijas o móviles de la región sino también, por el papel que juegan los factores meteorológicos en la dispersión y aerotransporte de los contaminantes como la dinámica de vientos y las precipitaciones pluviales. Los resultados obtenidos de modelación de dispersión y transporte de contaminantes de la ZMVT, corroboran que la mayor incidencia de éstas se aerotransportan hacia San Cristóbal Huichochitlán, lo cual fue corroborado por la evolución de la calidad del agua de lluvia recolectada, pues es la zona donde se presenta la mayor incidencia de iones en el agua, confirmando su transporte, porque topográficamente la salida del aire es hacia el noroeste.

Beneficios:

Valorar al Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares como una de las instituciones comprometidas con la sociedad mexicana, para evaluar, con la infraestructura con la que cuenta, problemas químico-ambientales, como es el caso de la calidad del agua, aire y suelo y en este caso permitir:

1.           Identificar el tipo, tamaño y composición microquímica elemental de grupos de partículas aerotransportadas de la Zona Metropolitana del Valle de Toluca, haciendo énfasis en las derivadas de productos de combustiones incompletas y las de origen biológico que no se habían reportado antes, y por los efectos a la salud que conllevan.

2.            Conocer los Compuestos Orgánico Volátiles, COV, más frecuentemente encontrados, identificados y relacionados por áreas, no reportados en la ZMVT.

3.             Con el análisis de evolución espacio-temporal de las concentraciones PM10 durante diez años de monitoreo por la RAMAT, indicar que las partículas se aerotransportan del sureste hacia el noroeste, debido a la topografía y factores meteorológicos (medidas disponibles) de la ZMVT, debido a que es la corriente de salida hacia el norte del Valle, produciendo un impacto ambiental y de salud considerable hacia esa zona.

4.              Proponer la reinstalación o instalación de nuevas unidades de monitoreo en San Bartolo Tlatelulco, Zinacantepec, Xonacatlán y Ocoyoacac, ya que las que existen actualmente ya no son representativas o son inoperables en la ZMVT, debido al crecimiento acelerado poblacional e industrial que ha sufrido la zona.

5.              Sugerir realizar estudios sobre los efectos que se generan en la salud de la población de la ZMVT, tanto por el material particulado (inorgánico, orgánico y bioaerosoles), como por los COV, por la exposición crónica a estos contaminantes del aire y que se continúe con la evaluación de la dispersión y transporte en el aire de partículas y gases en la ZMVT.

Se aporta la identificación de aeropartículas que predominan en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca, así como Compuestos Orgánico Volátiles predominantes en ésta. Se avanzó en el estudio de la correlación de tipo de partículas versus fuente emisora y se identificaron las zonas más vulnerables de contaminación por aire en la ZMVT. Se sugirió establecer nuevas estaciones de monitoreo o dar mayor mantenimiento a las existentes para que la Red de Monitoreo Ambiental del Valle de Toluca indique la calidad del aire más fidedignamente a la población en general.

Logros Obtenidos:

1. Se identificó el tipo, tamaño y composición microquímica elemental de grupos de partículas aerotransportadas de la Zona Metropolitana del Valle de Toluca, haciendo énfasis en las derivadas de productos de combustiones incompletas y las de origen biológico.
2. Se determinó que los Compuestos Orgánico Volátiles, COV más frecuentemente encontrados fueron el tetracloroetileno, el 3-metil hexano, en cuatro zonas de las estaciones de monitoreo Toluca-Centro, Metepec, San Mateo Atenco y San Cristóbal Huichochitlán; el etilbenceno en tres estaciones de monitoreo San Mateo Oxtotitlán, Aeropuerto e ISSEMYM y el metil ciclohexano en la zona de San Cristóbal Huichochitlán.
3. Con el análisis de evolución espacio-temporal de las concentraciones PM10 durante diez años de monitoreo por la RAMAT, se estableció la distribución y tendencia de las partículas PM10, que va del sureste hacia el noroeste, debido a la topografía y factores meteorológicos de la ZMVT.
4. Reconocimientos:

a. Primer lugar, sesión oral del XIX Congreso Técnico Científico ININ-SUTIN, 2 al 4 de diciembre de 2009. Centro Nuclear de México. Análisis de la composición y dispersión de contaminantes atmosféricos en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca. Elizabeth Teresita Romero Guzmán,  L. Raymundo Reyes Gutiérrez.

b. Primer lugar, sesión poster del XIX Congreso Técnico Científico ININ-SUTIN, 2 al 4 de diciembre de 2009. Evaluación química y morfológica de bioaerosoles depositados vía húmeda en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca. Joel Gutiérrez Reyes, Elizabeth Teresita Romero Guzmán,  L. Raymundo Reyes Gutiérrez y Carlos E. Aguirre Campuzano.

c. Primer lugar, sesión poster recurso: aire. 1er Congreso Nacional de Investigación e Innovación Tecnológica Ambiental del 1-3 de junio 2010, celebrado en Centro Nuclear de México. EVOLUCIÓN DE PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS DEL AGUA DE LLUVIA Y PRESENCIA DE MATERIAL PARTICULADO DE ORIGEN BIOLÓGICO EN LA ZMVT. Joel Gutiérrez Reyes, Elizabeth Teresita Romero Guzmán, Lázaro Raymundo Reyes Gutiérrez, junio 2010.

d. Premio Nacional de Química 2010, otorgado por la Sociedad Química de México a la mejor tesis de licenciatura 2010. titulada Estudio de aeropartículas de la Zona Metropolitana del Valle de Toluca mediante la recolección de agua de lluvia en las estaciones de monitoreo ambiental de la RAMAT por microscopía electrónica de barrido. Directora de tesis: Dra. Elizabeth Teresita Romero Guzmán.

Publicaciones

a. Influencia de emisiones naturales y antropogénicas en el material aerotransportado del Valle de Toluca. Elizabeth Teresita Romero Guzmán y Lázaro Raymundo Reyes Gutiérrez. Contacto Nuclear 2009, No. 54, 12-17.

b. E. T. Romero-Guzmán, L. R. Reyes-Gutiérrez, A. Sandoval-Pérez and V. Morales Mercado. Morphological and chemical characterization of atmospheric particles in the Toluca valley by SEM. 2010. Aerosol and air quality research.

c. E. T. Romero-Guzmán, L. R. Reyes-Gutiérrez, C. A. Gónzalez González. C. González Romero. Voc characterization from atmospheric particles in the Toluca valley by gas chromatograpgy / mass spectrometry system. 2010. Science of the Total Environment.

d. E. T. Romero-Guzmán, L. R. Reyes-Gutiérrez, B. Caballero Segura. Morphological and chemical characterization of atmospheric particles from rain in the Toluca valley: trends of pollution. 2010. Atmospheric environment. e. E. T. Romero-Guzmán, L. R. Reyes-Gutiérrez, J. Morelos Martínez. Simulation of the daily average PM10 concentrations at Toluca valley. 2010 Atmospheric environment.

Congresos nacionales e internacionales

1. XII Congreso Nacional y VI Congreso Internacional de Ciencias Ambientales, celebrado del 6 al 8 de junio de 2007 en Chihuahua, Chihuahua. CARACTERIZACIÓN MORFOLÓGICA Y QUÍMICA ELEMENTAL DE PM10 AEROTRANSPORTADAS EN EL VALLE DE TOLUCA. Anabel Sandoval Pérez, Elizabeth T. Romero Guzmán, L. Raymundo Reyes Gutiérrez.

2. XLII Congreso Mexicano de Química, celebrado del 22 al 26 de septiembre de 2007 en Guadalajara, Jalisco. ANÁLISIS DE PST POR MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA Y COV POR CG-EM EN EL VALLE DE TOLUCA. Carlos Augusto González González, Elizabeth T. Romero Guzmán, Carlos González Romero y Leticia Carapia Morales.

3. XLII Congreso Mexicano de Química, celebrado del 22 al 26 de septiembre de 2007 en Guadalajara, Jalisco. PM10 AEROTRANSPORTADAS EN EL VALLE DE TOLUCA. Anabel Sandoval Pérez, Elizabeth T. Romero Guzmán y L. Raymundo Reyes Gutiérrez.

4. XVII Congreso ININ-SUTIN “Dr. Carlos Vélez Ocón”, celebrado del 4 al 6 de diciembre de 2007 en Centro Nuclear Dr. Nabor Carrillo Flores. ANÁLISIS QUÍMICO-MORFOLÓGICOY EVALUACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE MATERIA PARTICULADA EN EL VALLE DE TOLUCA. Elizabeth Teresita Romero Guzmán, Lázaro Raymundo Reyes Gutiérrez, Anabel Sandoval Pérez y José Morelos Martínez.

5. XIII Congreso Nacional y VII Congreso Internacional de Ciencias Ambientales, celebrado del 4 al 6 de junio de 2008 en Cd. Obregón, Sonora. PARTÍCULAS AEROTRANSPORTADAS EN EL VALLE DE TOLUCA. Elizabeth Teresita Romero Guzmán, Lázaro Raymundo Reyes Gutiérrez y Anabel Sandoval Pérez.

6. XIII Congreso Nacional y VII Congreso Internacional de Ciencias Ambientales, celebrado del 4 al 6 de junio de 2008 en Cd. Obregón, Sonora. SEPARACIÓN DE COV AEROTRANSPORTADOS CON PST DEL VALLE DE TOLUCA. Carlos Augusto González González, Elizabeth T. Romero Guzmán y Carlos González Romero.

7. XIII Congreso Nacional y VII Congreso Internacional de Ciencias Ambientales, celebrado del 4 al 6 de junio de 2008 en Cd. Obregón, Sonora. ARRASTRE DE AEROPARTÍCULAS POR LLUVIA EN EL VALLE DE TOLUCA PARA DETERMINAR SU COMPOSICIÓN QUIMICA. B. Caballero Segura, E. T. Romero Guzmán y L. R. Reyes Gutiérrez.

8. XI Congreso Nacional de Microscopía, celebrado del 9 al 13 de noviembre de 2008 en Guanajuato, Guanajuato. BIOAEROSOLES TRANSPORTADOS POR AGUA DE LLUVIA EN EL VALLE DE TOLUCA CARACTERIZADOS POR MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO. Barbra Caballero-Segura, Elizabeth Teresita Romero-Guzmán, L. Raymundo Reyes-Gutiérrez y  M. José Yacamán.

9. XVIII Congreso Técnico Científico ININ-SUTIN, celebrarse del 3 al 5 de diciembre de 2008, Centro Nuclear de México. AEROTRANSPORTE DE PARTÍCULAS POR AGUA DE LLUVIA EN EL VALLE DE TOLUCA. Barbra Caballero-Segura, Elizabeth Teresita Romero-Guzmán, L. Raymundo Reyes-Gutiérrez y  M. José-Yacamán.

10. XVIII Congreso Técnico Científico ININ-SUTIN, celebrarse del 3 al 5 de diciembre de 2008, Centro Nuclear de México. CARACTERIZACIÓN ELEMENTAL DE AEROSOLES ATMOSFÉRICOS RECOLECTADOS EN EL VALLE DE TOLUCA: ANÁLISIS SEM/PIXE. G. García Rosales, J. Ramírez Torres, J. López Monroy, E. T. Romero Guzmán, L. R. Reyes Gutiérrez y P. Villaseñor Sánchez.

11. 8° Congreso Internacional, 14° Congreso Nacional y 3er Congreso de Medio Ambiente, celebrado del 1 al 5 de junio de 2009 en Santa Cruz Tlaxcala, Tlaxcala, México. DISTRIBUCIÓN POR ZONAS DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS QUE COMPONEN A LAS PM10 EN EL VALLE DE TOLUCA. Anabel Sandoval Pérez, Elizabeth T, Romero-Guzmán, L. Raymundo Reyes-Gutiérrez y José Morelos Martínez.

12. 8° Congreso Internacional, 14° Congreso Nacional y 3er Congreso de Medio Ambiente, celebrado del 1 al 5 de junio de 2009 en Santa Cruz Tlaxcala, Tlaxcala, México. EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE REMOCIÓN DEL Cr(VI), UTILIZANDO HIERRO COMO MATERIAL REACTIVO. Ma. De Jesús Marín Allende, Elizabeth Teresita Romero-Guzmán, Lázaro Raymundo Reyes-Gutiérrez.

13. Cátedra del Consorcio de Universidades Mexicanas (CUMEX) en Química “Dr. Mario Molina Henríquez 2009, del 22 al 25 de junio de 2009 en Toluca México. DISTRIBUCIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA ELEMENTAL DE PM10 POR ZONAS EN EL VALLE DE TOLUCA. Anabel Sandoval Pérez, Elizabeth Teresita Romero-Guzmán, Lázaro Raymundo Reyes-Gutiérrez y José Morelos Martínez.

14. 44° CONGRESO MEXICANO DE QUIMICA y 28° CONGRESO NACIONAL DE EDUCACIÓN QUÍMICA, del 26 al 30 de septiembre de 2009, celebrado en Puebla, Puebla. AEROSOLES DEPOSITADOS POR EL AGUA DE LLUVIA EN EL VALLE DE TOLUCA. Joel Gutiérrez Reyes, Elizabeth Teresita Romero Guzmán, Lázaro Raymundo Reyes Gutiérrez, Carlos E. Aguirre Campuzano.

15. XIX Congreso Técnico Científico ININ-SUTIN, celebrado del 2 al 4 de diciembre de 2009. Centro Nuclear de México. Análisis de la composición y dispersión de contaminantes atmosféricos en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca. Elizabeth Teresita Romero Guzmán,  L. Raymundo Reyes Gutiérrez.

16. XIX Congreso Técnico Científico ININ-SUTIN, celebrado del 2 al 4 de diciembre de 2009. Evaluación química y morfológica de bioaerosoles depositados vía húmeda en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca. Joel Gutiérrez Reyes, Elizabeth Teresita Romero Guzmán,  L. Raymundo Reyes Gutiérrez y Carlos E. Aguirre Campuzano.

17. XIX Congreso Técnico Científico ININ-SUTIN, celebrado del 2 al 4 de diciembre de 2009. Caracterización de Aeropartículas Emitidas por Fuentes Móviles.  Anabel Rojas Villa, Elizabeth Teresita Romero Guzmán,  Hilario Dolores López González.

18. 1er Congreso Nacional de Investigación e Innovación Tecnológica Ambiental del 1-3 de junio 2010, celebrado en Centro Nuclear de México. ESTUDIO DE MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO EMITIDO POR DIVERSAS FUENTES EN LA ZONA METROPOLITANA DEL VALLE DE TOLUCA. Anabel Sandoval Pérez, Elizabeth Teresita Romero Guzmán, L. Raymundo Reyes Gutiérrez.

19. 1er Congreso Nacional de Investigación e Innovación Tecnológica Ambiental del 1-3 de junio 2010, celebrado en Centro Nuclear de México. EVOLUCIÓN DE PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS DEL AGUA DE LLUVIA Y PRESENCIA DE MATERIAL PARTICULADO DE ORIGEN BIOLÓGICO EN LA ZMVT. Joel Gutiérrez Reyes, Elizabeth Teresita Romero Guzmán, Lázaro Raymundo Reyes Gutiérrez.

20. IX Congreso Internacional y XV Nacional de Ciencias Ambientales, celebrado del 9 al 11 de Junio de 2010 en Chetumal, Quintana Roo. CONTRIBUCIÓN DE PARTÍCULAS AEROTRANSPORTADAS POR DIVERSAS FUENTES EN LA CALIDAD DEL AIRE DE LA ZMVT. Sandoval P. A., Romero G. E. T, Reyes Gutiérrez L. R.

21. IX Congreso Internacional y XV Nacional de Ciencias Ambientales, celebrado del 9 al 11 de Junio de 2010 en Chetumal, Quintana Roo. PRESENCIA DE CONTAMINANTES: PARTÍCULAS Y GASES, SU COMPOSICIÓN QUÍMICA, VARIABILIDAD MORFOLÓGICA Y DISTRIBUCIÓN EN LA ZMVT. Romero Guzmán E. T. y Reyes Gutiérrez L. R.

22. 45 Congreso Mexicano de Química. Celebrado del 18 al 22 de septiembre de 2010 en la Riviera Maya Quintana Roo. Estudio de aeropartículas del Valle de Toluca mediante la recolección de agua de lluvia en las estaciones de monitoreo ambiental de la RAMAT por microscopía electrónica de barrido. Barbra Caballero Segura, Elizabeth Teresita Romero Guzmán.

TESIS TERMINADAS

1. Anabel Sandoval Pérez. Licenciatura de Ingeniería Química Instituto Tecnológico de Toluca. Título: Caracterización fisicoquímica y morfológica por microscopía electrónica de barrido de  material particulado del Valle de Toluca. Director de tesis: Dra. Elizabeth Teresita Romero Guzmán, en colaboración ITT. 25 de febrero de 2008.

2. Vidal Morales Mercado. Licenciatura de Ingeniería Química. Instituto Tecnológico de Toluca. Título: Diagnóstico de la calidad del aire del Valle de Toluca por medio de los inventarios de emisiones a la atmósfera. Dra. Elizabeth Teresita Romero Guzmán, en colaboración ITT.7 de marzo de 2008.

3. Héctor José Zarco Díaz. Licenciatura de Químico Farmacéutico Biólogo. Facultad de Química. Universidad Autónoma del Estado de México. Título: Evaluación de la Contaminación por monóxido de carbono en el aire del Valle de Toluca. Director de tesis: Dr. Francisco Granados Correa y M.S.H.O. Jaime Guerrero Díaz. 24 de junio de 2008.

4. Barbra Caballero Segura. Licenciatura de Ingeniería Química. Facultad de Química. Universidad Autónoma del Estado de México. Título: Estudio de aeropartículas del Valle de Toluca mediante la recolección de agua de lluvia en las estaciones de monitoreo ambiental de la RAMAT por microscopía electrónica de barrido. Director de tesis: Dra. Elizabeth Teresita Romero Guzmán en colaboración UAEM. 27 de marzo de 2009.

5. Carlos Augusto González González. Licenciatura de Química. Facultad de Química. Universidad Autónoma del Estado de México. Título: Análisis de PST por microscopía electrónica y COV por cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas en el Valle de Toluca. Director de tesis: Dra. Elizabeth Teresita Romero Guzmán en colaboración UAEM. 19 de junio de 2009.

6. José Morelos Martínez. Maestría en Ciencias Ambientales. Facultad de Química. Universidad Autónoma del Estado de México. Título: análisis  univariante de lA DISTRIBUCIÓN  ESPACIAL DE  las PM10 AEROTRASPORTADAS EN el valle de Toluca. Directores de tesis: Dra. Elizabeth Teresita Romero Guzmán, Dr. Raymundo Reyes Gutiérrez, Dr. Delfino Madrigal Uribe. 15 de octubre de 2009.

7. Anabel Sandoval Pérez. Maestría en Ciencias Ambientales, Facultad de Química, Universidad Autónoma del Estado de México. Título: Correlación de fuentes emisoras de contaminantes del aire en el Valle de Toluca. Directores de tesis: Dra. Elizabeth Teresita Romero Guzmán y Dr. L. Raymundo Reyes Gutiérrez, en colaboración UAEM. 25 de octubre de 2010.

8. Joel Gutiérrez Reyes. Licenciatura en Ingeniería Química. Instituto Tecnológico de Toluca. Título: Evaluación de bioaerosoles mediante depósito vía húmeda en el Valle de Toluca. Director de tesis: Dra. Elizabeth Teresita Romero Guzmán en colaboración ITT.Mayo 2009. 7 de diciembre de 2010.

Aplicaciones:

Esta información puede ser utilizada por la Secretaría de Ecología del Gobierno del Estado de México, para clasificar tipo de partículas y relacionarla con fuente emisora, conocer los sitios más vulnerables de contaminación de la ZMVT y proponer medidas de prevención, corrección  y control de la contaminación del aire en la ZMV.

Vinculación:

1. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONACyT – Fondos Mixtos Gobierno del Estado de México, COMECyT. Proyecto EDOMEX-2005-C0109 COMECyT. Caracterización química y morfológica de la materia particulada y diseño de un sistema de remediación combinado para fuentes fijas-móviles del Valle de Toluca. Financiamiento externo del proyecto.

2. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Centro de Investigación en Ciencias de la Tierra.

3. University of Texas at San Antonio, USA.