Estudios de campo y de laboratorio de COVs, NOx y COVs-Carbonílicos en la ciudad de Córdoba : generación e impacto en la calidad del aire

Abstract

Dentro de la familia extensa de compuestos orgánicos volátiles (COVs), los compuestos carbonílicos cíclicos como lactonas, furanonas y cetonas cíclicas pueden ser emitidos desde diversas fuentes hacia la tropósfera, en donde posteriormente pueden ser degradados por los oxidantes troposféricos como los radicales OH y los átomos de Cl, estas reacciones degradativas conducen a la formación de radicales alcoxilos y peroxilos, los cuales son los principales componentes del smog fotoquímico. Asimismo, dichas reacciones degradativas también conducen a la formación de compuestos carbonílicos de estructura más pequeña como: formaldehído, acetaldehído y acetona, carbonílicos que han sido monitoreados e identificados en atmósferas urbanas y rurales. En este sentido, en el presente trabajo de tesis doctoral se realizaron estudios de laboratorio a partir de los cuales se determinaron las constantes cinéticas con los oxidantes OH y Cl de una serie de lactonas, furanonas y de la 4-terbutilciclohexanona, además, se postularon los mecanismos a partir de los cuales son degradados dichos compuestos. Adicionalmente se identificaron y cuantificaron los principales productos de las reacciones mencionadas. Los estudios cinéticos y de productos se realizaron en un reactor de vidrio acoplado a “FT-IR” como técnica de detección perteneciente a la Universidad de Wuppertal, Alemania. Además, se empleó una cámara colapsable de teflón de 80 L para las determinaciones de las constantes de velocidad de la 4-terbutilciclohexanona con átomos de Cl, esta cámara pertenece al Laboratorio Universitario de Química y Contaminación del Aire (LUQCA) de la Facultad de Ciencias Química, Universidad Nacional de Córdoba. Los experimentos de laboratorio se llevaron a cabo a temperatura ambiente y presión atmosférica. Los resultados de la constante cinéticas revelaron la influencia del alargamiento de la cadena alquílica enlazada al ciclo en las lactonas y furanonas. La identificación de los productos reveló que la degradación de las lactonas con los radicales OH y los átomos de Cl, conducen a la apertura y oxidación del anillo. En este sentido, la oxidación conducirá a la formación de anhídrido succínico mientras que la apertura conduce a la formación de ácidos carboxílicos y de nitratos de peroxi acilo. Complementariamente se midieron 11 compuestos carbonílicos, así como metilciclohexano, decano, benceno, tolueno, xileno y dióxido de nitrógeno (NO2), en un punto de muestreo ubicado en el microcentro de la Ciudad de Córdoba a partir de una campaña de monitoreo pasivo realizada de abril a diciembre del 2021. Los resultados obtenidos para las concentraciones promedios anuales, revelaron que los principales compuestos carbonílicos fueron formaldehído, acetaldehído, acetona y acroleína. Por otro lado, decano y metilciclohexano también fueron los más abundantes en el aire de la ciudad de Córdoba, respecto a las concentraciones de NO2, los valores promedios anuales superan los valores establecidos por la OMS.