Concentration of PM10 in the Metropolitan Area of Costa Rica, Central America: chemical composition and potential sources

Abstract

Measurements of metals and inorganic ions were carried out on PM10. Sampling was made in five sites distributed in San José, Heredia and Belén cities. Samples were collected using Thermo Andersen PM10 high volume samplers with glass fiber and quartz filters. The ions SO4 2- , NO3- , Cl- , F- , PO43- , NH4 + , K+ , Na+ , Ca2+, Mg2+ were analyzed by ion chromatography and in the case of metals V, Cu, Cr, Pb, Ni, Mn, Fe, Al using an atomic absorption spectrometer with a graphite furnace attachment. The results indicated that SO42- was the most abundant ion, and with respect to metals, Al and Fe had the highest concentration. Spearman correlation, applied to all data, showed a high correlation between SO42- , NO3- and NH4+ indicating a common anthropogenic origin. From the metal species that were assessed only Pb and Cu presented enrichment factors higher than 10, indicating an anthropogenic contribution. Particles collected in the industrial zone of Belén showed the highest level of acidity and metal content.

Se realizaron mediciones de metales e iones inorgánicos presentes en muestras de PM10 colectadas en cinco sitios distribuidos en las ciudades de San José, Heredia y Belén. Las muestras fueron colectadas con muestreadores de alto volumen marca Thermo Andersen sobre filtros de fibra de vidrio y cuarzo. Los iones SO42-, NO3-, Cl-, F-, PO43-, NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+ fueron analizados por cromatografía de intercambio iónico, mientras que los metales traza (V, Cu, Cr, Pb, Ni, Mn y Fe) se cuantificaron por absorción atómica con horno de grafito. Los resultados obtenidos indican que el SO42- es el ion más abundante, mientras que el Al y el Fe son los metales que presentan mayores concentraciones. Al aplicar correlaciones de Spearman a los datos, se muestra una alta correlación entre SO42-, NO3- NH4+ indicando un origen antrópico común. De las especies metálicas analizadas solamente el Pb y el Cu presentan factores de enriquecimiento mayores a 10, indicando una posible contribución de origen antrópico. Las partículas colectadas en la ciudad de Belén muestran un mayor nivel de acidez y contenido de metales debido a la concentración de importantes actividades industriales en la zona.