Caracterización del gradiente altitudinal de ozono y su impacto en bosques aledaños a la Ciudad de México

Abstract

El Valle de México presenta problemas de contaminación atmosférica que comenzaron en los años 50 y se han agravando hasta constituir un problema serio para la salud de sus habitantes y los ecosistemas que la rodean. Diversas políticas y programas para disminuirla se han implementado de manera masiva desde finales de la década de los 80, tomando en cuenta criterios de salud humana, sobre los cuales se basa el índice IMECA. Dicho índice no contempla los daños a los ecosistemas que, por disminución de la productividad y cambio en la composición de especies a largo plazo, producen las concentraciones de menos de la mitad del IMECA 100. El presente trabajo tuvo dos objetivos principales 1.Caracterizar los gradientes altitudinales de concentración de ozono en dos áreas de estudio contrastantes en la geografía del Valle de México, en áreas montañosas de Huixquilucan (Monte de las Cruces) y Texcoco (Cerro Tláloc), en el Estado de México. 2.Correlacionar las concentraciones de exposición acumulada al ozono en un periodo de tiempo contra la salud en los bosques más susceptibles. Se realizaron campañas de medición de concentraciones de ozono en tres épocas del año, la seca-cálida, la de lluvias y la seca-fría, las cuales presentan diferencias en la humedad y temperatura, la radiación solar es alta a lo largo del año, y con ello se presenta un alto potencial para la formación de ozono troposférico. Cada campaña tuvo una duración de tres semanas. Se realizó también una estimación del impacto, medido mediante correlación de la exposición acumulada al ozono contra la salud de árboles de oyamel (Abies religiosa), que ha tenido la presencia de ozono en los bosques. Se utilizaron cuatro umbrales de concentración, en cero, 40, 60 y 80 ppbv (se refiere a partes por mil millones en volumen) para calcular la exposición acumulada. Para la selección de sitios en campo se buscaron y geo-referenciaron áreas en cañadas y pendientes con exposición abierta hacia la Ciudad de México, con puntos de medición cada 100 metros de elevación desde los 3,100 a los 3,500 metros, que es donde predomina el oyamel. Se utilizaron muestreadores pasivos para las lecturas en campo. Se realizaron calibraciones contra lecturas de monitores continuos. Finalmente, se llevaron a cabo comparaciones entre la medias por área de estudio, por áreas para una misma época y entre épocas para una misma área. En el área de Huixquilucan se caracterizó, en las tres épocas estudiadas, un gradiente altitudinal de ozono, el cual se incrementa conforme aumenta la altitud. En el área del Cerro Tláloc este gradiente sólo tuvo una correlación significativa en la época lluviosa. La comparación de medias muestra que únicamente en invierno las medias de concentración de ozono son comparables entre las dos áreas de estudio, y que entre la estación lluviosa y la seca fría no hay variación significativa de las concentraciones medias de ozono en cada área de estudio. Para la evaluación del estado de salud de los árboles se empleó una escala visual de daño que fue validada por Alvarado (1989) para Abies religiosa en el Valle de México y que toma en cuenta la retención de follaje, mortalidad de ramas, vigor de la copa y síntomas o signos de enfermedad o decaimiento. La exposición acumulada al ozono contra la salud de los oyameles en los diferentes sitios no mostró correlaciones altas. Es posible que a la declinación del oyamel observada entre 1982 y 1990 en la zona hayan sobrevivido los ejemplares de oyamel estudiados y que estos pudieran desarrollar alguna forma o mecanismo de tolerancia al ozono. _______________ ABSTRACT: The Valley of Mexico has problems of air pollution which began in the 50's and have worsened due to their impacts in human and ecosystem health. Various policies and programs have been implemented to decrease the pollution levels since late 1980, taking into account human health criteria on which IMECA index is based. This index does not take into account the damage to ecosystems that concentrations of less than half the IMECA 100 can produce, such as reduced productivity and changes in species composition in the long term. In this paper two main objectives were drawn. 1. To characterize the altitudinal gradients of concentration of ozone in two contrasting study areas in the geography of the Valley of Mexico, in mountainous areas of Huixquilucan (Las Cruces) and Texcoco (Cerro Tláloc), both localities in the State of Mexico. 2.To correlate concentrations of cumulative exposure to ozone over a period of time against tree health in more susceptible forests of Abies religiosa. Three campaigns were conducted to assess ozone concentrations in three seasons, the dry-warm, the rainy season and dry-cold, which have differences in moisture and temperature, with high solar radiation throughout the year, and thus a high rate of tropospheric ozone formation. Each campaign lasted three weeks. An estimate was made for the impact, measured by correlation of cumulative exposure to ozone to the health of fir trees (Abies religiosa), which has had the presence of ozone on the forests. Four thresholds for accumulation were used, zero, 40, 60 and 80 ppb (refers to parts per billion by volume) to calculate the cumulative exposure to ozone. For the selection of sites, placemarks were located and georeferenced in field areas in ravines and slopes with open exposure to Mexico City, with measurement points every 100 meters in elevation from 3,100 to 3,500 meters, where the fir dominates. Passive samplers were used for readings in the field. Calibrations were made against continuous monitor readings. Comparisons were conducted between the averages of the studied areas for the same season and between seasons for the same study area. In the area of Huixquilucan an altitudinal gradient of ozone was characterized in the three seasons studied, which increases with altitude. In the area of Cerro Tláloc this gradient had a significant correlation only in the rainy season. The comparison of means shows that only in winter averages of ozone concentration are comparable between the two study areas. Between rainy and cold dry seasons no significant variation in ozone concentrations was found in each study area. For the evaluation of the health of the trees a visual scale of damage that was validated in 1989 (Alvarado) for Abies religiosa in the Valley of Mexico was used, which takes into account the retention of foliage, death of branches, crown density and symptoms or signs of disease or decay. Cumulative exposure to ozone did not show high correlations with the health of the Abies religiosa trees in the different sites. It is possible that some fir specimens have survived the decline of fir forests observed between 1982 and 1990 in the area studied and they have developed a mechanism to tolerate ozone’s presence.