Impacto de las intrusiones de polvo mineral Sahariano en la calidad del aire de Valladolid durante el período 2003 - 2014

Abstract

Una de las principales fuentes de material particulado del mundo es el desierto del Sahara, el cual tiene la capacidad de incidir en la calidad del aire a miles de kilómetros. Este material particulado es capaz de ingresar al organismo humano causando una serie de afecciones, por lo que su estudio y monitoreo de los niveles que presenta es de gran relevancia. En el presente estudio, se utilizaron dos bases de datos: en la primera se dispone de la clasificación, realizada en estaciones de medida de fondo regional de la región de Castilla y León, de los días según el tipo de evento que presentan; la segunda base de datos proporciona los valores medios diarios de PMx para una estación de fondo urbana situada en el centro de Valladolid. Al trabajar conjuntamente con ambas series de datos se va a prestar atención preferente al impacto que los eventos desérticos (DD) causan en los niveles de PM10 sobre la ciudad de Valladolid. Por lo tanto, se creará un nuevo inventario donde todos los valores de PM10 registrados en Valladolid llevan asociada la información de si proceden de un evento natural (como polvo desértico, incendio forestal, entre otros) o si no hay constancia de ningún evento natural que cause el correspondiente valor de PM10 en la ciudad de Valladolid. De este nuevo inventario se realizan los análisis estadísticos correspondientes: medias mensuales, para verificar la presencia o ausencia de ciclos estacionales; y medias anuales, para determinar la variación a lo largo del período analizado para los valores de concentración de PM10. Los días se separan en días con eventos naturales y días sin eventos naturales. Con la serie sin eventos se calcula el fondo urbano de la ciudad de Valladolid mediante la aplicación del Percentil 40% a la serie de datos, obteniéndose un valor de PM10 de 17.17 ± 1.65 μg m-3; esta desviación muestra que no hay una gran dispersión de los datos por lo que es posible asumir que este resultado es representativo del valor de fondo y que puede ser asumido como tal durante todos los meses de año. Con este valor de fondo, se puede calcular la contribución de las intrusiones desérticas de polvo mineral sahariano en la calidad del aire de Valladolid. Para ello, se resta el valor de fondo al valor diario de PM10 para cada uno de los días catalogados como desérticos. Se obtiene una reducción considerable en el periodo estudiado (2003-2014), mientras que el ciclo anual muestra máximos en mayo y julio. Comparando las tendencias obtenidas en el periodo de estudio, el descenso en la contribución del aerosol desértico (ligado a una menor ocurrencia de este tipo de aerosol) puede llegar a explicar el ~ 20% de la caída total registrada en los valores de PM10. En cuanto al número de excedencias, considerando los umbrales determinados por la directiva europea 2008/50/CE, ~ 42% de ellas son atribuibles a los distintos tipos de eventos naturales que son transportados a la ciudad de Valladolid, siendo las restantes de origen antropogénico. En los primeros años de estudio, de 2003 a 2006, se obtiene un elevado número de excedencias, registrando el máximo en 2004 y 2005 con casi 90 días superando el umbral de contaminación recomendado por la Comisión Europea. A partir de 2007, con la implementación de la nueva directiva europea, se observa una evidente caída, hasta llegar prácticamente a cero.

One of the main sources of particulate matter in the world is the Sahara Desert, which has the capacity to affect air quality thousands of kilometers away. This material is capable of entering the human body causing a series of conditions, therefore, its study and monitoring of the levels it presents is of great relevance. In the present study, two databases were used: the first one has a classification, carried out in regional background measurement stations in the Castilla y León region, of the days according to the type of event they present; the second database provides the daily mean PMx values for an urban background station located in the center of Valladolid. When working together with both data series, we focus on the impact that desert events (DD) cause on the levels of PM10 on the city of Valladolid. Therefore, a new inventory will be created, where all the PM10 values registered in Valladolid are associated with information on whether they come from a natural event (such as desert dust, forest fire, or others) or if there is no evidence of any natural event that causes the corresponding value of PM10 in the city of Valladolid. The corresponding statistical analyzes are carried out from this new inventory: monthly averages, to verify the presence or absence of seasonal cycles; and annual averages, to determine the variation throughout the period analyzed for the PM10 concentration values. The days are separated into days with natural events and days without natural events. With the series without events, the urban background of the city of Valladolid is calculated by applying the 40% Percentile to the data series, obtaining a PM10 value of 17.17 ± 1.65 μg m-3; this deviation shows that there is not a great dispersion of the data, so it is possible to assume that this value is representative of the background value and that it can be assumed as such during all months of the year. With this background value, we can calculate the contribution of desert intrusions Saharan mineral dust on the air quality of ValladolidTo do this, the background value is subtracted from the daily value of PM10 for each of the days classified as desert. A considerable reduction is obtained in the period studied (2003-2014), while the annual cycle shows maximums in May and July. Comparing the trends obtained in the study period, the decrease in the contribution of desert aerosol (linked to a lower occurrence of this type of aerosol) may explain ~ 20% of the total fall recorded in PM10 values. Regarding the number of exceedances, considering the thresholds determined by the European directive 2008/50 / CE, ~ 42% of them are attributable to the different types of natural events that are transported to the city of Valladolid, being the rest of anthropogenic origin. In the first years of the study, from 2003 to 2006, a high number of exceedances was obtained, registering the maximum in 2004 and 2005 with almost 90 days exceeding the contamination threshold recommended by the European Commission. As of 2007, with the implementation of the new European Directive, an evident fall has been observed, reaching practically zero.