Modelo de proximidad espacial para definir sitios de muestreo en redes urbanas de calidad de aire

Abstract

ABSTRACT: This paper presents a model of spatial proximity to roads, industrial uses of land and green areas, to determine concentrations of particulate matter and locate air quality monitoring sites in urban areas. The model uses monthly average concentration of PM10 (µgm/m3) measured at nine monitoring sites in the city of Medellin between January 2003 and December 2008. With these data, monthly maps were calculated using geostatistical interpolation methods with J-Bessel semivariograms to characterize the concentration of PM10. Three factors of spatial proximity (to main roads, industries and green areas) were calculated along with one combined factor. They were then multiplied by the concentration maps. With this result, a network of monitoring sites was proposed for Medellín. The Spatial analysis techniques and the proximity model allow for the assessment of the distribution of the contaminant on the territory, highlighting the effect of intersections and industrial areas on high concentrations and the dampening effect of green areas. This work may complement the existing regulatory provisions in Colombia for locating critical monitoring sites of the air quality surveillance systems.

RESUMEN: Este artículo presenta un modelo de proximidad espacial a vías, usos industriales del suelo y zonas verdes para determinar concentraciones de material particulado y localizar sitios de monitoreo de calidad de aire en zonas urbanas. Se utilizan datos de concentración promedio mensual de PM10 (µgm/m3), medidos en nueve sitios de monitoreo en la ciudad de Medellín entre enero de 2003 y diciembre de 2008. Con estos datos se calculan mapas mensuales de concentración, usando métodos de interpolación geoestadísticos con semivariogramas J-Bessel que caracterizan espacialmente la concentración de PM10. Se calculan tres factores de proximidad espacial (a vías, a industrias y a zonas verdes) y uno combinado para multiplicarlos por los mapas de concentración. Con este resultado, se propone una red de sitios de monitoreo para Medellín. Las técnicas de análisis espacial y el modelo de proximidad permiten inspeccionar la distribución del contaminante sobre el territorio, resaltando el efecto de las intersecciones de las vías principales y las zonas industriales donde se dan las mayores concentraciones, y el efecto amortiguador de las zonas verdes. Esto complementa las disposiciones normativas existentes en Colombia para la definición de la ubicación de sitios de monitoreo en sistemas de vigilancia de la calidad del aire.