Aplicaciones geoestadísticas para la evaluación de la contaminación por ozono en la ciudad de Durango, México

Abstract

Introducción: la contaminación del aire es un problema ambiental causado por actividades antropogénicas. Uno de los contaminantes con mayor impacto a la salud es el ozono, derivado de los óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles que reaccionan con la radiación solar para formar el ozono troposférico. Estos procesos de oxidación en la química atmosférica se conocen como precursores biogénicos del ozono (Compuestos Orgánicos Volátiles Biogénicos, COVB) afectando al balance global del carbono donde los incendios forestales se consideran emisores de dióxido de carbono y NOx (Radke et al., 1991). Los tejidos de las plantas contienen compuestos orgánicos que, emitidos en cantidades suficientes, pueden influir en la química atmosférica (Main, 2003). Una de las herramientas geoespaciales de la geomática que permite modelar y analizar la distribución de contaminantes en el aire es la aplicación de la geoestadística mediante la interpolación. El objeto de este análisis es representar los patrones espaciales de las concentraciones de O3 por medio de la estimación de valores en áreas no muestreadas. Método: La interpolación espacial destaca como técnica para la evaluación de la contaminación atmosférica, que posibilita la identificación de zonas expuestas a niveles de riesgo de algún contaminante. Análisis de regresión e interpolación como Kriging, permiten la predicción de ozono en zonas no muestreadas de la Ciudad de Durango. También permite identificar estratos de población en zona urbana y puntos críticos de contaminación, además es posible evaluar el grado de exposición a niveles de ozono. Resultados: el promedio horario por mes calculado en las tres estaciones permitió determinar el lapso en que la concentración de O3 fue máxima y mínima. Con las interpolaciones realizadas con método Kriging ordinario, y mediante álgebra de mapas, se determinó la zona de influencia del contaminante. Existen mayores concentraciones en la zona poniente de la ciudad; esto coincide con otros estudios que muestran que los niveles de O3 fueron mayores en las periferias que en la zona centro debido a la vegetación, que aporta precursores del O3. La zona de influencia se encuentra distribuida en áreas donde se rebasa el valor promedio de 0.032 ppm de dos hasta 11 veces en 24 horas. Conclusión: el análisis del ciclo diurno del ozono mostró mayores concentraciones en mayo. El método Kriging ordinario realizó una predicción aceptable, de acuerdo con los errores de predicción presentados en otros trabajos, considerando el número de estaciones para determinar la zona de influencia, donde se rebasó el promedio de concentración de ozono troposférico. El ozono mostró correlación positiva con la variable de temperatura en la zona central y noroeste, mientras que presentó una positiva y menor en la zona poniente. Esta relación indica que los niveles de O3 en la ciudad dependen significativamente de la temperatura.