useDynLib

Los análisis de microscopía realizados en varias muestras seleccionadas, teniendo en cuenta zonas con diferentes aportes de contaminantes de acuerdo a los valores de χ, permitieron comprobar la presencia de óxidos de hierro, todos ellos con tamaños de partículas respirables (PM10, PM2.5) y con morfologías irregulares, en algunos casos de tipo esférula. En algunas de las imágenes obtenidas (Figuras 32 y 33) se observan formaciones coloidales de otros elementos, adsorbidos o incorporados a los óxidos de hierro.

En el centro de microscopía del CGEO (Querétaro, México) se analizó la muestra mlv (7.0) de zona costera, y en el laboratorio de microscopía de la UNMdP (Mar del Plata, Argentina) las muestras mlv (5.-1), mlv (12.1,5) y mlv (3.0). Las dos primeras correspondientes a zonas de gran tráfico vehicular, y la última perteneciente a la zona costera.

A continuación, en las Figuras 32 y 33, se muestran las imágenes obtenidas durante el análisis de SEM-EDS, y en tablas, se detallan las composiciones determinadas por EDS (Tablas 2 y 4), así como, morfologías y tamaños (Tablas 3 y 5) de partículas.

P

ág

ina

67

Figura 32. Imágenes SEM EDS obtenidas en el CGEO (México). Observaciones realizadas sobre distintas zonas de la muestra mlv (7.0).

P

ág

ina

68

Tabla 2. Elementos y concentraciones (%wt) determinados en la muestra mlv (7.0).

Tabla 3. Cantidad de partículas, tamaño y morfología para la muestra mlv (7.0). Imagen Morfología Cantidad partículas Tamaños (µm)

A Semiesférula 1 2,0 B Semiesférula 1 2,0 C Semiesférula 1 2,2 D Semiesférula 1 2,0 E Irregular 1 3,0 F Irregular 1 2,3 G Irregular 1 1,5 H irregular 3 0,5; 1,1; 0,9 Imagen Na Mg Al Si S Cl K Ca Ti Cr Mn Fe Ni Ag A 1,9 3,4 19,0 75,7 B 2,0 1,1 1,1 14,7 64,1 17,0 C 12,0 22,7 6,4 11,1 5,4 42,5 D 8,0 22,0 7,4 5,0 57,5 E 1,4 0,7 58,4 39,5 F 3,1 7,0 2,2 14,5 1,5 60,0 11,6 G 1,6 1,1 7,5 21,3 1,0 1,4 1,3 10,4 44,6 9,9 H 0,8 6,1 16,0 1,2 1,3 1,1 12,1 1,6 50,2 9,5

P

ág

ina

69

Figura 33. Imágenes SEM EDS obtenidas en el laboratorio de microscopia de la UNMdP (Argentina). Observaciones realizadas sobre distintas zonas de las muestras mlv (5.-1), mlv (12.1, 5) y mlv (3.0).

Tabla 4. Elementos y concentraciones (%wt) determinados en las muestras mlv (5.-1), mlv (12.1,5) y mlv (3.0). Imagen Al Si Pt Mo Sn Ti Mn Fe Hg V Cr Na Ca C O A 12,98 30,92 16,28 11,24 - 8,19 0,42 8,44 11,54 - - - - B 2,94 6,32 1,78 1,05 0,3 0,2 0,14 1,49 3,91 29,47 52,4 - - - - C 2,71 7,53 1,78 0,81 0,26 0,16 0,13 1,14 5,96 28,67 50,85 - - - - D 0,18 0,59 - - - 0,78 - - 0,89 30,64 29,07 37,75 E 3,57 9,22 - - - 2,83 - 0,36 0,38 2,72 0,42 56,77 23,72 F 1,7 4,12 - - - 2,75 - 0,99 0,59 1,82 0,67 62,36 25,01

P

ág

ina

70

Tabla 5. Cantidad de partículas, tamaño y morfología para la muestras mlv (5.-1), mlv (12.1, 5) y mlv (3.0).

Imágen Morfología Cantidad partículas Tamaños (µm)

A Semiesférulas 2 4,5; 2 B Semiesférula 1 6,3 C Semiesférula 1 1,6 D Irregular 1 10,2 E Irregulares 3 0,5; 8; 10,2 F Semiesférula e irregular 2 0,9; 2,4

Como se puede observar a partir de las tablas presentadas, los tamaños de las partículas que corresponden a óxidos de hierro (es decir exceptuando la imagen D) son <10 µm, es decir tamaños respirables. Si bien estos tamaños muestran buen acuerdo con las estimaciones realizadas con el gráfico de King (Figura 27), donde las partículas mostraron en su mayoría tamaños de granos magnéticos <1 µm, lo cual se observa en buena aproximación para algunas partículas (Figura 32A, B, D, G, y H; Figura 33A, C, y F) de los análisis de microscopía, los tamaños de grano en general encontrados por SEM resultan un poco mayores que los encontrados a través de King. Esto puede deberse a la diferencia entre el tamaño de grano magnético (que se estima teniendo en cuenta todo el conjunto de partículas presentes en la muestra) y el tamaño del grano observado por SEM (que involucra sólo una partícula o agregado) que puede incluir elementos adheridos o dentro del grano magnético. Es necesario también tener en cuenta, para una correcta comparación entre tamaños, que para las observaciones SEM debería analizarse estadísticamente los valores medios de un gran número de partículas, involucrando un alto costo económico y en tiempo.

En el caso de la imagen D de la Figura 33, lo que se observa con forma de barras rectangulares es calcio. Si bien este no es un óxido de hierro como se esperaba encontrar, resulta interesante analizarlo. Esta muestra es de zona costera, y de bajos valores de χ, pero con gran presencia de obras en construcción, la cual se infiere es la fuente del calcio encontrado.

Cabe aclarar que en el caso de los análisis EDS realizados en el laboratorio de la UNMdP, durante el análisis se encontró con algún tipo de bloqueo de la señal del hierro. Es decir, que la presencia de algún elemento bloqueó la señal del Fe que capta el sensor del EDS. Debido a esto, los valores de Fe arrojaron resultados bastante más bajos en comparación a los realizados en el laboratorio de la UNAM. Estas diferencias no deberían ser tan importantes si se tiene en cuenta que la muestra analizada de la Figura 32 pertenece a la zona costera con un valor intermedio deχ, y dos de las analizadas en la Figura 33 a zonas de gran tránsito correspondientes a un valor alto de χ. En

P

ág

ina

71

consecuencia, los valores de Fe para las determinaciones en la Tabla 4 deberían haber sido altos o más altos, al menos comparables a los obtenidos en el caso de la Figura 32 o Tabla 2.

El análisis SEM-EDS realizado confirma la presencia de óxidos de Fe y que su tamaño de grano está dentro de la categoría de MP respirable, se observa que una buena parte de estos corresponde al tipo PM2.5. Por otro lado, se detectaron elementos potencialmente tóxicos, entre ellos, Cr, Ni, Ag, S, Pt, Mo, y V. Algunos de los cuales, de acuerdo a Maher et al. (2008) y Chaparro et al. (2010), fueron detectados en emisiones vehiculares.

En la mayoría de las imágenes, especialmente aquellas correspondientes a muestras de lugares con gran tránsito vehicular (valores altos de χ) como las Figuras 33 A, B, y C (y también las Figuras 32 A, B, C, y D que si bien son de tránsito menor, dieron resultados relevantes) se observan perfectamente los óxidos de hierro (del tipo magnetita, como se determinó en la Sección 4.1.1), con su forma característica de esferulita. Esto se encuentra en acuerdo con los trabajos reportados por Marié et al. (2010) y Chaparro et al. (2010), quienes demostraron en sus estudios de contaminantes derivados del tráfico vehicular que las emisiones generadas por los vehículos, tales como PM de los gases de combustión y del sistema de frenado, están controladas por fases similares a la magnetita.