Titulo:
Análisis de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), en el túnel Medellín-Bogotá: Evaluación de riesgo por exposición
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Sumario:
Los túneles son construcciones civiles que permiten superar las zonas montañosas. Sin embargo, el tráfico vehicular que transita a través de estas estructuras, emite material particulado, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y otros contaminantes del aire, los cuales, pueden acumularse en el interior y desencadenan efectos pulmonares, cancerígenos y reproductivos, aumentando el riesgo para los trabajadores y quienes transitan periódicamente. Por otra parte, los sistemas de ventilación en los túneles, los tipos de vehículos predominantes, las condiciones térmicas y los elementos de protección, juegan un papel importante en la reducción de riesgos. En este trabajo realizamos un análisis de HAPs totales por método fotoeléctrico en el e... Ver más
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1794-1237
2463-0950
21
2024-07-01
4222 pp. 1
23
Revista EIA - 2024
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Análisis de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), en el túnel Medellín-Bogotá: Evaluación de riesgo por exposición Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in the Medellín- Bogotá tunnel: Assessment of risk exposure Los túneles son construcciones civiles que permiten superar las zonas montañosas. Sin embargo, el tráfico vehicular que transita a través de estas estructuras, emite material particulado, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y otros contaminantes del aire, los cuales, pueden acumularse en el interior y desencadenan efectos pulmonares, cancerígenos y reproductivos, aumentando el riesgo para los trabajadores y quienes transitan periódicamente. Por otra parte, los sistemas de ventilación en los túneles, los tipos de vehículos predominantes, las condiciones térmicas y los elementos de protección, juegan un papel importante en la reducción de riesgos. En este trabajo realizamos un análisis de HAPs totales por método fotoeléctrico en el exterior e interior del túnel Medellín-Bogotá (260 metros de longitud) y su especiación por GC/MS. Los niveles de HAPs totales se aplicaron en un modelo de riesgo por inhalación (Ia) para trabajadores y transeúntes periódicos. Los resultados indican niveles 2,7 veces mayores dentro del túnel en comparación con el exterior. Además, se encontraron 13 HAPs asociados a material particulado adherido a las paredes del túnel, incluida la presencia de Benzo[a]pireno, el cual presenta efectos cancerígenos.Además, la Ia mostró un valor de 1,6 μg.(kg.día)-1 que es 7,7 veces superior a los valoresde exposición de la población del Valle de Aburrá durante contingencias atmosféricas. Losanálisis indican que el tiempo de exposición (tEa) es la variable con mayor influencia enel riesgo, por lo que, en túneles largos, el tráfico periódico representará un mayor riesgo.A pesar de los resultados preliminares, estos permiten visualizar efectos futuros porexposición a HAP y biomagnificación del impacto de los HAPs por lavado inadecuado detúneles. Además, es necesaria la ventilación eficiente y los elementos de protección parareducir riesgos por exposición. Tunnels are civil constructions which allow to overcome the mountainous areas. However,the traffic which pass through these structures emits PM 2.5, polycyclic aromatichydrocarbons (PAHs), among other air pollutants, which may accumulate inside tunnels andtriggers pulmonary, carcinogenic and reproductive effects, increasing the risk for workersand those who transit periodically. Thereby, ventilation systems in Tunnel, the predominanttype of vehicle, thermal conditions and protection elements, play an important role in riskreduction. In this paper, we carried out an analysis of total PAHs by photoelectric methodin the exterior and interior of the Medellín-Bogotá tunnel (260 meters long) and theirspeciation by GC/MS. The levels of total PAHs were applied in an inhalation intake riskmodel (Ia) for workers and periodical passersby. The results indicate levels 2.7 times higherinside the tunnel compared to outside. Also, 13 PAHs were found associated with particulatematter adhered to the tunnel walls, including the presence of Benzo[a]pyrene, whichexhibits carcinogen effects. Furthermore, the Ia showed a value of 1.6 μg.(kg.day)-1 whichis 7.7 times higher than the exposure values for population of the Valle de Aburrá duringatmospheric contingencies. The analyzes indicate that the exposure time (tEa) is the variablewith the greatest influence on the risk, and therefore, in long tunnels, the periodic traffic willrepresent a greater risk. In spite preliminary results, those allow us to visualize future effectsdue to exposure to PAHs and biomagnification of the impact of PAHs due to inadequatewashing for tunnels. Furthermore, the requirement for efficient ventilation systems andprotective elements should be done to reduce risk exposure. Narvaez Valderrama, Jhon Fredy Pérez Rambauth , Yivilton Campillo Machado, Francisco Bedoya-Soto, Mauricio Argoti Ospina, Yileni Sarmiento, Maria Fernanda Molina Pérez, Francisco José Ramos Contreras, Carlos Daniel hidrocarburos aromáticos policíclicos (haps) túneles acumulación riesgo por exposición MODELO DE INHALACIÓN polycyclic aromatic hydrocarbons (pahs) tunnels accumulation exposure risk inhalation intake modelling 21 42 Núm. 42 , Año 2024 : Tabla de contenido Revista EIA No. 42 Artículo de revista Journal article 2024-07-01 00:00:00 2024-07-01 00:00:00 2024-07-01 application/pdf Fondo Editorial EIA - Universidad EIA Revista EIA 1794-1237 2463-0950 https://revistas.eia.edu.co/index.php/reveia/article/view/1755 10.24050/reia.v21i42.1755 https://doi.org/10.24050/reia.v21i42.1755 spa https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 Revista EIA - 2024 Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0. 4222 pp. 1 23 Castaño-Vinyals, G., D’Errico, A., Malats, N. and Kogevinas, M., 2004. Biomarkers of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons from environmental air pollution. Occupational and Environmental Medicine, 61(4). https://doi.org/10.1136/oem.2003.008375. Cetin, B., Yurdakul, S., Keles, M., Celik, I., Ozturk, F. and Dogan, C., 2017. Atmospheric concentrations, distributions and air-soil exchange tendencies of PAHs and PCBs in a heavily industrialized area in Kocaeli, Turkey. Chemosphere, 183, pp.69-79. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.05.103. De Fre, R., Bruynseraede, P. and Kretzschmar, J.G., 1994. Air Pollution Measurements in Traffic Tunnels. https://doi.org/10.1289/ehp.102-1566941. Ding, Y.S., Trommel, J.S., Yan, X.J., Ashley, D. and Watson, C.H., 2005. Determination of 14 polycyclic aromatic hydrocarbons in mainstream smoke from domestic cigarettes. Environmental Science and Technology, 39(2), pp.471-478. https://doi.org/10.1021/es048690k. El-Fadel, M. and Hashisho, Z., n.d. Vehicular emissions and air quality assessment in roadway tunnels: the Salim Slam tunnel. www.elsevier.com/locate/trd. González-Martín, J., Kraakman, N.J.R., Pérez, C., Lebrero, R. and Muñoz, R., 2021. A state–of–the-art review on indoor air pollution and strategies for indoor air pollution control. Chemosphere, 262. Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128376. Herrera-Mejía, L. and Hoyos, C.D., 2019. Characterization of the atmospheric boundary layer in a narrow tropical valley using remote-sensing and radiosonde observations and the WRF model: the Aburrá Valley case-study. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 145(723), pp.2641-2665. https://doi.org/10.1002/qj.3583. INVIAS, 2021. Manual para el diseño, construcción, operación y mantenimiento de túneles de carretera para Colombia. https://anraci.org/wp-content/uploads/2021/12/Manual-de-Tuneles-Publ.pdf. Kim, K.H., Jahan, S.A., Kabir, E. and Brown, R.J.C., 2013. A review of airborne polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their human health effects. Environment International, 60, pp.71-80. Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.envint.2013.07.019. Meland, S., Borgstrøm, R., Heier, L.S., Rosseland, B.O., Lindholm, O. and Salbu, B., 2010. Chemical and ecological effects of contaminated tunnel wash water runoff to a small Norwegian stream. Science of the Total Environment, 408(19), pp.4107-4117. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.05.034. Moldoveanu, S.C., 2010. Toxicological and Environmental Aspects of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and Related Compounds. Techniques and Instrumentation in Analytical Chemistry, 28, pp.693-699. https://doi.org/10.1016/S0167-9244(09)02823-6. Mustafa, M.A., 2010. Environmental Modeling and Health Risk Analysis (ACTS/RISK). https://doi.org/10.1007/978-90-481-8608-2. Narváez-Valderrama, J.F., Alzate-B, S.V., Correa-Gil, V., García-L, J.J., Bedoya-Soto, J.M., Molina-P, F.J., Pauta-Calle, G.G., Vázquez-Guillén, G.B. and Ramos-Contreras, C.D., 2023. Traffic and Industrial Contributions of Particle-Bound PAHs during an Air Pollution Event in Metropolitan Area of Medellin-Colombia: Inhalation Intake Risk during Pregnancy. https://doi.org/10.20944/preprints202309.0628.v1. Narváez-Valderrama, J.F., Correa Gil, V., Alzate B, V., Tavera, E.A., Noreña, E., Porras, J., Quintana-Castillo, J.C., García L, J.J., Molina P, F.J., Ramos-Contreras, C. and Sanchez, J.B., 2022. Effects of polycyclic aromatic hydrocarbons on gestational hormone production in a placental cell line: Application of passive dosing to in vitro tests. Ecotoxicology and Environmental Safety, 245. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114090. Oliveira, C., Martins, N., Tavares, J., Pio, C., Cerqueira, M., Matos, M., Silva, H., Oliveira, C. and Camões, F., 2011. Size distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in a roadway tunnel in Lisbon, Portugal. Chemosphere, 83(11), pp.1588-1596. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.01.011. Ramírez, D.G., Narváez Valderrama, J.F., Palacio Tobón, C.A., García, J.J., Echeverri, J.D., Sobotka, J. and Vrana, B., 2023. Occurrence, sources, and spatial variation of POPs in a mountainous tropical drinking water supply basin by passive sampling. Environmental Pollution, 318. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.120904. Rendón, A.M., Salazar, J.F., Palacio, C.A., Wirth, V. and Brötz, B., 2014. Effects of urbanization on the temperature inversion breakup in a mountain valley with implications for air quality. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 53(4), pp.840-858. https://doi.org/10.1175/JAMC-D-13-0165.1. Tobiszewski, M. and Namieśnik, J., 2012. PAH diagnostic ratios for the identification of pollution emission sources. Environmental Pollution, 162, pp.110-119. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.10.025. Wang, X.T., Miao, Y., Zhang, Y., Li, Y.C., Wu, M.H. and Yu, G., 2013. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in urban soils of the megacity Shanghai: Occurrence, source apportionment and potential human health risk. Science of the Total Environment, 447, pp.80-89. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.12.086. Wingfors, H., Sjödin, A., Haglund, P. and Brorström-Lundén, E., 2001. Characterization and determination of profiles of polycyclic aromatic hydrocarbons in a traffic tunnel in Gothenburg, Sweden. Atmospheric Environment, 35. https://doi.org/10.1016/S1352-2310(01)00389-2. Wu, J., Hou, H., Ritz, B. and Chen, Y., 2010. Exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and missed abortion in early pregnancy in a Chinese population. 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Los túneles son construcciones civiles que permiten superar las zonas montañosas. Sin embargo, el tráfico vehicular que transita a través de estas estructuras, emite material particulado, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y otros contaminantes del aire, los cuales, pueden acumularse en el interior y desencadenan efectos pulmonares, cancerígenos y reproductivos, aumentando el riesgo para los trabajadores y quienes transitan periódicamente. Por otra parte, los sistemas de ventilación en los túneles, los tipos de vehículos predominantes, las condiciones térmicas y los elementos de protección, juegan un papel importante en la reducción de riesgos. En este trabajo realizamos un análisis de HAPs totales por método fotoeléctrico en el exterior e interior del túnel Medellín-Bogotá (260 metros de longitud) y su especiación por GC/MS. Los niveles de HAPs totales se aplicaron en un modelo de riesgo por inhalación (Ia) para trabajadores y transeúntes periódicos. Los resultados indican niveles 2,7 veces mayores dentro del túnel en comparación con el exterior. Además, se encontraron 13 HAPs asociados a material particulado adherido a las paredes del túnel, incluida la presencia de Benzo[a]pireno, el cual presenta efectos cancerígenos.Además, la Ia mostró un valor de 1,6 μg.(kg.día)-1 que es 7,7 veces superior a los valoresde exposición de la población del Valle de Aburrá durante contingencias atmosféricas. Losanálisis indican que el tiempo de exposición (tEa) es la variable con mayor influencia enel riesgo, por lo que, en túneles largos, el tráfico periódico representará un mayor riesgo.A pesar de los resultados preliminares, estos permiten visualizar efectos futuros porexposición a HAP y biomagnificación del impacto de los HAPs por lavado inadecuado detúneles. Además, es necesaria la ventilación eficiente y los elementos de protección parareducir riesgos por exposición.
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Tunnels are civil constructions which allow to overcome the mountainous areas. However,the traffic which pass through these structures emits PM 2.5, polycyclic aromatichydrocarbons (PAHs), among other air pollutants, which may accumulate inside tunnels andtriggers pulmonary, carcinogenic and reproductive effects, increasing the risk for workersand those who transit periodically. Thereby, ventilation systems in Tunnel, the predominanttype of vehicle, thermal conditions and protection elements, play an important role in riskreduction. In this paper, we carried out an analysis of total PAHs by photoelectric methodin the exterior and interior of the Medellín-Bogotá tunnel (260 meters long) and theirspeciation by GC/MS. The levels of total PAHs were applied in an inhalation intake riskmodel (Ia) for workers and periodical passersby. The results indicate levels 2.7 times higherinside the tunnel compared to outside. Also, 13 PAHs were found associated with particulatematter adhered to the tunnel walls, including the presence of Benzo[a]pyrene, whichexhibits carcinogen effects. Furthermore, the Ia showed a value of 1.6 μg.(kg.day)-1 whichis 7.7 times higher than the exposure values for population of the Valle de Aburrá duringatmospheric contingencies. The analyzes indicate that the exposure time (tEa) is the variablewith the greatest influence on the risk, and therefore, in long tunnels, the periodic traffic willrepresent a greater risk. In spite preliminary results, those allow us to visualize future effectsdue to exposure to PAHs and biomagnification of the impact of PAHs due to inadequatewashing for tunnels. Furthermore, the requirement for efficient ventilation systems andprotective elements should be done to reduce risk exposure.
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Castaño-Vinyals, G., D’Errico, A., Malats, N. and Kogevinas, M., 2004. Biomarkers of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons from environmental air pollution. Occupational and Environmental Medicine, 61(4). https://doi.org/10.1136/oem.2003.008375. Cetin, B., Yurdakul, S., Keles, M., Celik, I., Ozturk, F. and Dogan, C., 2017. Atmospheric concentrations, distributions and air-soil exchange tendencies of PAHs and PCBs in a heavily industrialized area in Kocaeli, Turkey. Chemosphere, 183, pp.69-79. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.05.103. De Fre, R., Bruynseraede, P. and Kretzschmar, J.G., 1994. Air Pollution Measurements in Traffic Tunnels. https://doi.org/10.1289/ehp.102-1566941. Ding, Y.S., Trommel, J.S., Yan, X.J., Ashley, D. and Watson, C.H., 2005. Determination of 14 polycyclic aromatic hydrocarbons in mainstream smoke from domestic cigarettes. Environmental Science and Technology, 39(2), pp.471-478. https://doi.org/10.1021/es048690k. El-Fadel, M. and Hashisho, Z., n.d. Vehicular emissions and air quality assessment in roadway tunnels: the Salim Slam tunnel. www.elsevier.com/locate/trd. González-Martín, J., Kraakman, N.J.R., Pérez, C., Lebrero, R. and Muñoz, R., 2021. A state–of–the-art review on indoor air pollution and strategies for indoor air pollution control. Chemosphere, 262. Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128376. Herrera-Mejía, L. and Hoyos, C.D., 2019. Characterization of the atmospheric boundary layer in a narrow tropical valley using remote-sensing and radiosonde observations and the WRF model: the Aburrá Valley case-study. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 145(723), pp.2641-2665. https://doi.org/10.1002/qj.3583. INVIAS, 2021. Manual para el diseño, construcción, operación y mantenimiento de túneles de carretera para Colombia. https://anraci.org/wp-content/uploads/2021/12/Manual-de-Tuneles-Publ.pdf. Kim, K.H., Jahan, S.A., Kabir, E. and Brown, R.J.C., 2013. 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Narváez-Valderrama, J.F., Alzate-B, S.V., Correa-Gil, V., García-L, J.J., Bedoya-Soto, J.M., Molina-P, F.J., Pauta-Calle, G.G., Vázquez-Guillén, G.B. and Ramos-Contreras, C.D., 2023. Traffic and Industrial Contributions of Particle-Bound PAHs during an Air Pollution Event in Metropolitan Area of Medellin-Colombia: Inhalation Intake Risk during Pregnancy. https://doi.org/10.20944/preprints202309.0628.v1. Narváez-Valderrama, J.F., Correa Gil, V., Alzate B, V., Tavera, E.A., Noreña, E., Porras, J., Quintana-Castillo, J.C., García L, J.J., Molina P, F.J., Ramos-Contreras, C. and Sanchez, J.B., 2022. Effects of polycyclic aromatic hydrocarbons on gestational hormone production in a placental cell line: Application of passive dosing to in vitro tests. Ecotoxicology and Environmental Safety, 245. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114090. Oliveira, C., Martins, N., Tavares, J., Pio, C., Cerqueira, M., Matos, M., Silva, H., Oliveira, C. and Camões, F., 2011. Size distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in a roadway tunnel in Lisbon, Portugal. Chemosphere, 83(11), pp.1588-1596. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.01.011. Ramírez, D.G., Narváez Valderrama, J.F., Palacio Tobón, C.A., García, J.J., Echeverri, J.D., Sobotka, J. and Vrana, B., 2023. Occurrence, sources, and spatial variation of POPs in a mountainous tropical drinking water supply basin by passive sampling. Environmental Pollution, 318. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.120904. Rendón, A.M., Salazar, J.F., Palacio, C.A., Wirth, V. and Brötz, B., 2014. Effects of urbanization on the temperature inversion breakup in a mountain valley with implications for air quality. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 53(4), pp.840-858. https://doi.org/10.1175/JAMC-D-13-0165.1. Tobiszewski, M. and Namieśnik, J., 2012. PAH diagnostic ratios for the identification of pollution emission sources. 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