Assessment of the Concentration of Settleable Particulate Matter Using Geographic Information Systems in the Central Ecuadorian Highlands

Patricio Santillán-Lima; Marco Rodríguez Llerena; Juan Santillán-Lima; Fernando Molina-Granja; Daniela Caichug-Rivera; Raúl Lozada-Yánez

doi:10.4108/eetsis.4156

Authors

Patricio Santillán-Lima Universidad Nacional de Chimborazo
Marco Rodríguez Llerena Universidad Nacional de Chimborazo
Juan Santillán-Lima National University of La Plata
Fernando Molina-Granja Universidad Nacional de Chimborazo
Daniela Caichug-Rivera National University of La Plata
Raúl Lozada-Yánez Escuela Superior Politécnica del Chimborazo

DOI:

https://doi.org/10.4108/eetsis.4156

Keywords:

Particulate matter (PM), sedimentable particulate matter (SPM), monitoring stations, air pollution

Abstract

INTRODUCTION: Pollution is the most obvious factor in the deterioration of environmental quality. This issue affects different media and is closely related to the destructive effects on the environment, the accelerated greenhouse effect, the deterioration of ecosystems, and environmental quality.

OBJECTIVES: Determine and characterize the sedimentable particulate matter due to anthropic and natural incidence Using Geographic Information Systems in the Central Ecuadorian Highlands.

METHODS: 22 monitoring points were established, these collected sedimentable particulate matter (SPM) through the passive gravimetric method that consists of particulate matter (PM) being deposited by gravity in Petri dishes with filter paper inside for one month. The samples were analyzed and compared with the maximum permissible limits (LMP) of the standards: international (WHO) and national (Agreement 097-A).

RESULTS: Showed that all samples comply with the regulations established in Agreement 097-A reformed in 2018 (1 mg / cm2 / month), however, 21 of the 22 samples collected do not comply with WHO regulations being above the maximum permissible limit that is (0.5 mg / cm2 / month), being the SPM a factor that affects air quality in the area.

CONCLUSION: A map of concentration and dispersion of the SPM was elaborated with the help of Geographic Information Systems (GIS) where 3 types of ranges to the concentration of the MP were categorized: high, medium, and low, also the areas with the highest degree of concentration of particulate matter were identified, turning out to be the north and south of the study area.

References

Lozano JJB. La naturaleza como sujeto de derechos: reflexiones en torno al constitucionalismo andino.Tesla Revista Científica [Internet].2022 Nov;2(2):e135–e135. Available from: https://tesla.puertomaderoeditorial.com.ar/index.php/tesla/article/view/135

Escobar KV, Sinchipa OA, Cárdenas FR, Salto LFV del. Microorganismos en tierra de montaña, datos preliminares. Tesla Revista Científica [Internet].2023 Sep;3(2):e241–e241.Available from: https://tesla.puertomaderoeditorial.com.ar/index.php/tesla/article/view/241

Salto LV del, Mendoza FV, Rea AN, Cepeda ER. Implementación de biodigestores tubulares anaeróbico, como herramienta de auto sustentabilidad para la producción de biogás y biol en el cantón Guaranda, provincia Bolívar, Ecuador. Tesla Revista Científica [Internet].2023 Jan;3(1):e98–e98. Available from: https://tesla.puertomaderoeditorial.com.ar/index.php/tesla/article/view/98

Sinchipa OA, Cárdenas FR, Monroy BD, Paspuel CFR. Nutrientes minerales y su relación suelo – planta – animal en praderas de Bolívar- Guaranda – Ecuador. Tesla Revista Científica [Internet].2023 Mar;3(1):e166–e166.Available from: https://tesla.puertomaderoeditorial.com.ar/index.php/tesla/article/view/166

Abubakar AM, Khursheed A, Tariq M, Haruna NM. Factores de interacción microbio-sustrato y gas-microbio en relación con la digestión anaeróbica del estiércol líquido y la productividad del cultivo. Tesla Revista Científica [Internet].2022 Nov;2(2):e132–e132.Available from: https://tesla.puertomaderoeditorial.com.ar/index.php/tesla/article/view/132

Zheng B, Zhang Q, Geng G, Chen C, Shi Q, Cui M, et al. Changes in China’s anthropogenic emissions and air quality during the COVID-19 pandemic in 2020.Earth Syst Sci Data.2021;13(6):2895–907.

Miró Ò, Benito-Lozano M, Lopez-Ayala P, Rodríguez S, Llorens P, Yufera-Sanchez A, et al. Influence of Meteorological Temperature and Pressure on the Severity of Heart Failure Decompensations. J Gen Intern Med [Internet].2023 Feb 1 [cited 2023 Oct 15];38(3):600–9.Available from: https://link.springer.com/article/10.1007/s11606-022-07743-7

Parra Sánchez JS, Oviedo Carrascal AI, Amaya Fernández FO. Analítica de datos: incidencia de la contaminación ambiental en la salud pública en Medellín (Colombia).Revista de Salud Pública.2020 Nov 1;22(6):1–9.

Ardila MAA, Granados JEM, Viuche MAO,1015460459 IIV, de Sistemas - Virtual 1052021052 I,1054544127 IIV. Tipos de contaminantes en el interior de las viviendas y su afectación en la salud de los habitantes del barrio Timiza de la localidad de Kennedy.2023; Available from: https://repository.universidadean.edu.co/handle/10882/12497

Ministerio del Medio Ambiente Chile. Guía de calidad del aire y educación ambiental [Internet]. Chile; 2016. Available from: https://mma.gob.cl/wp-content/uploads/2018/08/Guia-para-Docentes-Sobre-Calidad-del-Aire-003.pdf

Gamboa SV, Mora C. Análisis de la exposición personal a material particulado, cromo y cadmio en la ciclovía dominical en el tramo de la avenida Boyacá desde la calle 170 hasta la calle 66. Universidad Santo Tomas; 2022.

Suárez CAA. Diagnóstico y control de material particulado: partículas suspendidas totales y fracción respirable PM10. Luna Azul [Internet].2012;(34):195–213.Available from: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1909-24742012000100012&lng=en&nrm=iso&tlng=es

Lima GPS, Basantes CAL, Rivera DMC. Determinación de las concentraciones de material particulado orgánico volátil por incidencia de aserraderos. Tesla Revista Científica [Internet].2022 Jan;2(1):e20–e20.Available from: https://tesla.puertomaderoeditorial.com.ar/index.php/tesla/article/view/20

Huatuco Lozano MM. Influencia del material particulado sedimentable en el secuestro de carbono en la vegetación de Lima.2018;

Mansfield B. Particulate matters: trump EPA deregulatory science, fossil fuels, and racist regimes of breathing.Antipode.2022;54(4):1208–27.

Istas G, Declerck K, Pudenz M, Szic KSV, Lendinez-Tortajada V, Leon-Latre M, et al. Identification of differentially methylated BRCA1 and CRISP2 DNA regions as blood surrogate markers for cardiovascular disease. Sci Rep.2017;7(1):5120.

Organization WH, others. WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants. World Health Organization. Regional Office for Europe; 2010.

Ministerio del Ambiente del Ecuador. Acuerdo Ministerial No.061. Registro Oficial del Ecuador. Quito: Ministerio del Ambiente del Ecuador; 2015.

INAMHI. Anuario Climatológico 2020.2022.

Almirón M, Dalmasso A, Llera J. Uso de Larrea cuneifolia Cav.y Zuccagnia punctata Cav. en la evaluación del material particulado sedimentable en una calera de Los Berros- San Juan-Argentina.Multequina.2008;17:29–38.

Santillán G, Damián D, Rodríguez M, Torres S, Cargua F, Torres S. Estimación del grado de contaminación de material particulado atmosférico y sedimentable en el laboratorio de servicios ambientales de la UNACH.Perfiles.2016;2:32–9.

Minitab. Getting Started with Minitab 17. Minitab. In: Reference manual.2016.p.88.

Oyarzún M. Contaminación aérea y sus efectos en la salud. Revista chilena de enfermedades respiratorias.2010;26(1):16–25.

He Q, Zhou G, Geng F, Gao W, Yu W. Spatial distribution of aerosol hygroscopicity and its effect on PM2.5retrieval in East China. Atmospheric Research.2016;170:161–7.

OMS. Guías de calidad del aire de la OMS relativas al material particulado, el ozono, el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre.2005.

Cáceres D. Evaluación de los efectos agudos en la función pulmonar por exposición a material particulado fino (MP2.5) en niños que viven próximos a una playa masivamente contaminada con relaves mineros, Chañaral, Chile. Universidad Autónoma de Barcelona; 2015.

Arango Á, Rodríguez H. Análisis de las emisiones de contaminantes asociados a la fabricación de ladrillos y propuesta de reconversión tecnológica Nemocón - Colombia. Universidad Distrital Francisco José de Caldas; 2017.

Santillán P, Rodríguez M, Orozco J, Ríos I, Bayas K. Evaluación de la concentración y distribución espacial de material particulado en los campus de la UNACH - Riobamba.Novasinergia.2021;4(2):111–26.

Radulescu C, Stihi C, Iordache S, Dunea D, Dulama I. Characterization of Urban Atmospheric PM2 .5 by ATR-FTIR ,ICP-MS and SEM-EDS Techniques. Rev Chim.2017;68(4):805–10.

Bustillos J, Romero J, Guevara A, Díaz J. Tephra fallout from the long-lasting Tungurahua eruptive cycle (1999-2014): Variations through eruptive style transition and deposition processes. Andean Geology.2018;45(1):47–77.

Geng H, Jin CS, Zhang DP, Wang SR, Xu XT, Wang XR, et al. Characterization of size-resolved urban haze particles collected in summer and winter at Taiyuan City, China using quantitative electron probe X-ray microanalysis. Atmospheric Research.2017;190:29–42.

Wang J, Ho SSH, Ma S, Cao J, Dai W, Liu S, et al. Caracterización de PM 2.5 en Guangzhou, China: Usos de marcadores orgánicos para apoyar distribución de las fuentes. Science of the Total Environment.2016;550:961–71.

Quijano A, Quijano M, Henao J. Caracterización fisicoquímica del material particulado- fracción respirable PM2.5 en Pamplona-Norte de Santander-Colombia.Bistua.2010;8:21.

Gallegos A, Lang B, Fernández M, Lujan M. Contaminacion atmosferica por la fabricacion de ladrillos y sus posibles efectos sobre la salud de los niños de zonas aledanas. Acta Nova.2006;3:192–210.

Romero H, Irarrázaval F, Opazo D, Salgado M, Smith P. Climas urbanos y contaminación atmosférica en Santiago de Chile Hugo Romero.Eure.2010;36(109):35–62.

Rodríguez L, Herrera A, Castro H, Velázquez J, Vera L. Incidencia de síntomas respiratorios y su asociación con contaminación atmosférica en preescolares: Un análisis multinivel. Cadernos de Saude Publica.2010;26(7):1411–8.

Arrieta A. Dispersión de Material Particulado (PM10), con interrelación de factores meteorológicos y topográficos. Ingeniería Investigación y Desarrollo.2016;16(2):43–54.

Hinojosa I,Infante O,Vallejo M.Distribution of PM2.5 air pollution in Mexico City: Spatial analysis with land-use regression model. Applied Sciences (Switzerland).2019;9(14):1–16.