Área de estudio y muestreo

El área de estudio cubre 298 km² y tiene una altitud promedio de 2250 msnm. La zona de influencia directa alrededor de las vialidades fue de 70 m y registra una población de 1784 771 personas (^{INRIX 2020}, ^{INEGI 2021}).

Se seleccionaron seis vialidades primarias de la CDMX conforme a los siguientes criterios: tránsito vehicular constante durante el día, velocidad de desplazamiento promedio de 30 km/h y circulación de un solo tipo de transporte público. Cuatro vialidades cruzan la ciudad de norte a sur en línea recta (longitud promedio de 15 km) y dos circuitos viales: uno alrededor del aeropuerto (longitud de 13.6 km) y el otro en el centro de la ciudad (longitud de 42 km). Las vialidades están construidas con cinta asfáltica y acera de concreto hidráulico, y tienen un ancho de 8 a 12 m (cuatro a seis carriles).

Las características de los automotores que circulan en las vialidades son: a) automóviles particulares (con motor a gasolina) y b) autobuses para transporte público. Cada vialidad fue clasificada de acuerdo con el tipo de transporte público que circula por el carril confinado, como autobuses con motor diésel euro 5 (MB), autobuses con motor eléctrico (TRB), autobuses con motor diésel euro III (RTP), autobuses de bajo octanaje y taxis (TAXBUS), autobuses con motor diésel y de bajo octanaje (CE) y el circuito alrededor del aeropuerto (AER) (Fig. 1).

Fig. 1 Sitios de estudio y vialidades primarias clasificadas por el tipo de transporte público que circula en la Ciudad de México. 

El levantamiento de las muestras de PU en la CDMX se hizo el 15 de abril de 2017. Las condiciones de recolección fueron: temperatura promedio de 17.3 ºC, humedad de 36 % y velocidad promedio del viento de 15 km/h en dirección NW-SE (estación meteorológica Merced [MER]) (^{CNA 2017}, ^{SEDEMA 2019}).

La muestra estuvo compuesta por el PU acumulado en un área de 1 m² sobre la cinta asfáltica del carril confinado para transporte público. Todas las muestras fueron recolectadas con recogedor y cepillo plástico, y colocadas en una bolsa de polipropileno con cierre, marcada con datos geográficos en el sistema de proyección universal transversal de Mercator con Datum 1984 (UTM WGS84 zona 14N). Los materiales de fracción gruesa (diámetro > 5 mm) fueron removidos in situ y la distancia entre muestras fue de 800 m (Fig. 1).

Todas las muestras fueron cribadas en el laboratorio con dos tamices ASTM para obtener un tamaño homogéneo de partícula. El material cribado en tamiz ASTM Nº 10 (2.0 mm) se usó para análisis de propiedades magnéticas, en tanto que el material cribado en tamiz ASTM Nº 230 (63 µm) se usó para análisis de fluorescencia de rayos X y para la preparación de soluciones para determinar el tamaño de partículas con diámetro ≤ 10 µm. Todos los análisis se hicieron con 10 g de material tamizado.

Elementos potencialmente tóxicos

El análisis químico elemental (Cr, Cu, Pb, V y Zn) del PU se hizo con espectrometría de fluorescencia de rayos X (FRX) empleando un espectrómetro portátil Skyray, modelo Genius 9000 (detector de deriva de silicio [SDD]) con límite de detección de 10 µg/kg en condiciones normales de presión y temperatura, tiempo de exposición de 50 s, voltaje de 45 kV y corriente de 40 µA. El método para determinar la concentración de elementos se apoyó en el protocolo 6200 de la Environmental Protection Agency de EUA (EPA SW-846) para espectroscopia de FRX (^{US-EPA 2017}).

Cada muestra para FRX fue preparada con material cribado en malla Nº 230 (63 μm), el cual se colocó dentro de una copa de Teflón recubierta con película de Mylar de 3.6 µm de espesor (Chemplex Nº 150). El espectrómetro se colocó a una distancia de 2 mm de la muestra con un ángulo de 45º para hacer la medición, la cual se repitió cinco veces.

La concentración de cada elemento (Cr, Cu, Pb, V y Zn) se determinó conforme a la curva de calibración obtenida con los estándares de las series IGLS-1, IGLa-1 e IGLgb-3. Los coeficientes de correlación lineal de Pearson (r) fueron: Cr: 0.99; Cu: 0.99; Pb: 0.93; V: 0.99, y Zn: 0.98 (^{Lozano y Bernal 2005}).

Propiedades magnéticas

El material cribado en tamiz ASTM Nº 10 (2.0 mm) fue encapsulado en una caja cúbica de acrílico de 8 cm³ para hacer mediciones de susceptibilidad magnética (κ) en un equipo Bartington MS3 con sensor dual MS2B a temperatura ambiente. Las mediciones se hicieron en dos frecuencias: 0.46 y 4.6 kHz (κ_hf). Los resultados se emplearon para determinar el valor de la susceptibilidad específica (χ_lf = κ_lf/ρ, donde ρ es la densidad del material en kg/m³) y el porcentaje de la susceptibilidad magnética dependiente de la frecuencia (χ_df % = [(κ_lf-κ_hf)/κ_lf]×100). Estos parámetros magnéticos permitieron identificar la concentración de material magnético y la presencia de partículas ferrimagnéticas ultrafinas (≤ 30 nm) o superparamagnéticas (SP) en el PU vial de la CDMX (^{Dunlop y Ozdemir 1997}, ^{Dearing 1999}, ^{Evans y Heller 2003}).

La magnetización remanente isotermal (MRIS) permitió identificar y cuantificar la concentración de minerales magnéticos de baja coercitividad magnética en el PU. Para ello, a cada muestra se le aplicó un campo magnético direccional (+Z) de 1000 mT con un magnetizador de pulsos IM-10 de ASC Scientific a temperatura ambiente. Posteriormente se hizo la medición de magnetización remanente con un magnetómetro de giro JR6 AGICO y se obtuvo el valor de MRIS. Inmediatamente después se aplicó un campo magnético en dirección opuesta (-Z) de 300 mT, y se midió su magnetización remanente (MRI_-300), con la finalidad de calcular el cociente S_-300 (S_-300 = MRI-₃₀₀/MRIS) para identificar la proporción de minerales magnéticos de baja coercitividad (S_-300 ≥ 0.7) o alta coercitividad (S_-300 < 0.7) en el PU (^{Evans y Heller 2003}).

Los portadores magnéticos se identificaron con los cambios de fase de la curva de susceptibilidad magnética (κ) en función de la temperatura (T) o curva termomagnética (punto de Curie) por medio de un análisis diferencial (^{Dunlop y Ozdemir 1997}, ^{Gubbins y Herrero 2007}, ^{Tauxe et al. 2010}). La medición de κ vs. T se hizo con un susceptibílimetro MFK2 AGICO. Para ello, se usó 1 g de material, el cual se calentó de 35 a 600 ºC con una razón de cambio de 20 ºC/min.

Tamaño de partícula

El tamaño de partícula se determinó con el método granulométrico de difracción láser en húmedo con el contador de partículas láser Spectrex PC-2200. Para el análisis se usaron 10 g de PU. El contador usa el principio de dispersión de luz a un ángulo cercano, donde un rayo láser giratorio atraviesa las paredes de un recipiente de vidrio. Cuando el láser se dirige a través de la zona sensible central, el PC-2200 cuenta las partículas en suspensión y tabula su tamaño. Esta medición proporciona información de varios tamaños y densidades de partículas con diámetros < 63 µm (^{Spectrex 2011}). El equipo se calibra con tres estándares (E) que contienen microesferas de poliestireno en una suspensión estable y de lenta sedimentación: E1 con control de recuento de 1075 partículas y un diámetro de 5 μm; E2 con control de recuento de 450 partículas y un diámetro de 1 μm, y E3 control ultralimpio < 20 partículas con diámetro de 1 µm.

Las mediciones del tamaño de partícula se hicieron con soluciones preparadas con material tamizado y agua destilada. Se tomaron 10 g de material tamizado y se subdividieron en muestras de 1 g. Posteriormente, cada submuestra fue diluida en 100 mL de agua destilada con dispersante (factor 1:100) y puesta en un baño ultrasónico por 5 min para lograr la dispersión de las partículas en la solución. Por medio de una pipeta desechable, se colocaron 5 gotas de la solución preparada dentro del portamuestra cilíndrico de vidrio con 100 mL de agua destilada en el PC-200. La solución se agitó magnéticamente para que el láser incidiera en las partículas en movimiento y se efectuara el conteo. Los resultados que proporciona el PC-2200 están en función del diámetro de las partículas (^{Spectrex 2011}). Se seleccionaron los resultados de las partículas con diámetro de 10 a 2 µm (Grupo 1) y con diámetro menor a 2 µm (Grupo 2).

Análisis de datos

El análisis exploratorio de datos (AE) (estadística descriptiva, prueba de normalidad Kolmogorov-Smirnov, Kruskal-Wallis y correlaciones de Pearson) se obtuvo con el software R (^{Fox 2005}). El análisis estructural de los datos (modelo de semivariograma) se hizo con el software GS+ (^{Gamma-Design 2013}) empleando el sistema de proyección universal transversal de Mercator (UTM) con Datum WGS84.

El modelo de interpolación tipo kriging ordinario (KO) se usó para generar los modelos de distribución espacial (MDE). Sólo se usaron los datos que presentaron un análisis estructural con las siguientes características: modelo esférico, valor de nugett < 0.39, varianza estructural > 68 % y rango > 0.8 km (^{Webster y Oliver 2007}, ^{Remy et al. 2009}).

Un análisis de componentes principales (ACP) y análisis de conglomerados se hicieron con los valores de la mediana de cada parámetro (χ_lf, χ_df %, MRIS, PM_2.5, PM₁₀, Cr, Cu, Pb, V y Zn), con el fin de identificar similitudes o diferencias en el PU de las distintas vialidades (^{Yang et al. 2014}).

Adicionalmente, se hizo un análisis de correlación lineal entre parámetros magnéticos y la concentración de EPT y porcentaje del peso de partículas.

Elementos potencialmente tóxicos en el polvo urbano

Se determinó la concentración de Cr (total), Cu, Pb, V y Zn en 59 muestras de PU de la CDMX. Los resultados se presentan en el cuadro I y la figura 2.

Fig. 2 Dispersión de concentraciones de cromo (Cr), cobre (Cu), plomo (Pb), vanadio (V) y zinc (Zn) en polvo urbano en vialidades primarias de la Ciudad de México con diferentes tipos de transporte. Los segmentos de recta determinan el límite para la detección de valores atípicos a partir de valores extremos. AER: aeropuerto; CE: autobús de alto octanaje; MB: autobús de diésel; RTP: autobús de bajo octanaje; TAXBUS: taxis y autobús; TRB: autobús eléctrico. 

El PU vial de la CDMX mostró concentraciones variables de Cr, Cu, Pb, V y Zn, siendo los elementos de mayor abundancia Zn y Pb, y los de menor abundancia Cr y V (Cuadro I y Fig. 2).

Las concentraciones de PU vial de la CDMX fueron comparadas con los límites máximos permitidos para suelo residencial de la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004 (^{SEMARNAT 2007}). Las concentraciones reportadas de Cr (28 ± 9 a 131 ± 15 mg/kg) y Pb (70 ± 5 a 525 ± 12 mg/kg) en PU exhibieron valores por debajo del límite permisible (Cr: 280 mg/kg; Pb: 400 mg/kg). Las vialidades CE y TRB reportaron muestras de PU con valores superiores al límite permisible para Pb (Cuadro I).

Por otra parte, se encontraron 47 sitios con concentraciones de V por arriba del límite permisible (V: 78 mg/kg), los cuales están distribuidos en diferentes vialidades (Cuadro I y Fig. 2).

La autoridad local no ha definido el límite permisible para las concentraciones de Cu y Zn. Sin embargo, ^{Morton-Bermea et al. (2009}) propusieron valores de referencia para ambos elementos en suelo de la CDMX de 32 y 76 mg/kg, respectivamente. Las concentraciones de Cu y Zn de este estudio fueron superiores a los valores de referencias propuestos por estos autores (Cuadro I, Fig. 2).

Se encontraron valores de concentración atípicos para Cr (131 ± 14 mg/kg) en la vialidad TRB, para Pb (> 384±10 mg/kg) en las vialidades RTP y TRB, y para V (>121 ± 23 mg/kg) en el circuito AER y la vialidad CE (Cuadro I y Fig. 2).

El análisis de varianza (ANOVA) y la prueba de Kruskal-Wallis de las concentraciones de elementos clasificados por tipo de vialidad no presentaron diferencias estadísticamente significativas entre las medias; por lo tanto, no hay evidencia suficiente que indique que el tipo de vialidad o transporte público sea un factor importante en la concentración de EPT en PU de la CDMX (Fig. 2).

Análisis espacial de los elementos potencialmente tóxicos

La concentración de V no cumplió con los criterios de selección del análisis estructural, por lo que se omitió su modelación de KO. Los resultados del análisis estructural de los otros parámetros se muestran en el cuadro II.

Los MDE de la concentración de Cr, Pb y Zn indicaron que no hay una distribución homogénea de estos elementos en las vialidades de la CDMX (Fig. 3).

Fig. 3 Distribución espacial de las concentraciones de cromo (Cr), cobre (Cu), plomo (Pb) y zinc (Zn) en el polvo urbano de las vialidades primarias de la Ciudad de México. 

El MDE de Cr mostró que las vialidades TRB, MB y RTP tienen segmentos que actúan como reservorios, en tanto que el circuito AER presentó zonas puntuales de acumulación de Cr localizadas en las zonas de despeje y aterrizaje del aeropuerto. La vialidad RTP mostró una concentración de Cr estable a lo largo la vialidad (72 ± 13 mg/kg) (Fig. 3a).

El MDE de Pb mostró una mayor cantidad de reservorios en la zona sur de la CDMX, y en los cruces de las vialidades MB-CE-TRB, CE-RTP, zona de despegue y aterrizaje del aeropuerto (Fig. 3b).

El MDE de Zn exhibió que las vialidades CE, MB, TAXIBUS, TRB acumulan mayor contenido Zn en la zona centro de la CDMX, en la proximidad del área industrial de la zona norte y en la parte sur del circuito del aeropuerto (Fig. 3c).

El MDE de Cu mostró una distribución homogénea en las vialidades de la CDMX. Sólo la vialidad TRB mostró un sito con concentración alta, el cual se ubicó en el centro de la CDMX. Esta acumulación puede estar asociada al intenso tránsito vehicular que presenta la zona (Fig. 3d).

Los segmentos de las vialidades con tráfico vehicular lento (velocidad < 20 km/h) de la CDMX son los que exhibieron reservorios de Cr y Zn. Aunque hay varias fuentes de contaminación, las emisiones vehiculares son las que predominan y contribuyen a la adición de EPT (^{Yang et al. 2014}, ^{Cortés et al. 2017}).

En 1991 se dejan de consumir gasolinas con aditivos de Pb para uso vehicular; por lo tanto, la fuente de Pb asociado a emisiones vehiculares se ha mitigado o eliminado. Sin embargo, el Pb no es biodegradable y permanece en la superficie. El MDE de Pb indicó la presencia de reservorios en varias vialidades, acumulación que puede deberse al Pb existente u otras fuentes (Fig. 3). Se encontraron sitios con alto contenido Pb en las inmediaciones del aeropuerto, lo cual puede estar asociado con emisiones provenientes de motores de aeronaves que aún usan gasolina adicionada con Pb (^{Repsol 2014}). Por otra parte, no se observó una relación entre la acumulación de Pb y el tráfico vehicular intenso.

La comparación de los MDE de los EPT y el tránsito vehicular mostró que los corredores viales con tránsito vehicular de baja velocidad son los que tienen mayor acumulación de EPT (Fig. 3).

Propiedades magnéticas del polvo urbano

La estadística descriptiva de los parámetros magnéticos se muestra en el cuadro III. Los valores de los parámetros magnéticos en el PU vial de la CDMX fueron: χ_lf de 2.1 ± 0.04 a 9.7 ± 0.18 μm³/kg; MRIS de 16.2 ± 0.2 a 111.7 ± 1.4 mA·m²/kg; χ_df% de 0.2 ± 0.02 a 8.3 ± 0.02 %. Los cocientes S_-300 exhibieron un rango de valores de 0.7 a 1.0, característico de muestras con una proporción mayor de minerales ferrimagnéticos sobre antiferromagnéticos, lo cual es común en muestras de origen antrópico donde hay mayor presencia de material ferrimagnético de baja coercitividad (Cuadro III) (^{Evans y Heller 2003}).

^{Morton-Bermea et al. (2009)} proponen que los suelos de la CDMX con valores de χ_lf > 4.0 μm³/kg contienen concentraciones altas de EPT. ^{Cejudo et al. (2015 b)} afirman que los PU de la CDMX con valores de MRIS > 46.2 mA m²/kg contienen concentraciones altas de EPT. En este estudio se encontraron muestras de PU con valores superiores de χ_lf y MRIS (4.2 ± 1.5 μm³/kg y 55.9 ± 19.1 m·Am²/kg, respectivamente) que coincidieron con muestras con concentraciones altas de EPT. En este estudio se reportan 22 sitios de las vialidades de la CDMX con valores por debajo de los umbrales propuestos por ^{Morton-Bermea et al. (2009)} y ^{Cejudo et al. (2015b)} y coinciden con concentraciones bajas de EPT (Cuadro III).

En la figura 4 se muestra una concentración variable de partículas ferrimagnéticas de diferentes tamaños, como partículas ultra finas (SP) menores a 0.05 µm, partículas de dominio simple estable (SSD) con tamaño > 0.5 µm y partículas ferrimagnéticas de multidominio (MD) con tamaño > 110 µm. Las partículas ferrimagnéticas SP, SSD y MD pueden ser portadoras de EPT (^{Thompson y Oldfield 1986}, ^{Dearing 1999}, ^{Aguilar et al. 2013}, ^{Cejudo et al. 2015}b).

Fig. 4 (a) Magnetización remanente isotermal de saturación (MRIS) vs. susceptibilidad magnética (χ_lf), que muestra la concentración de material magnético y tamaño de partícula ferrimagnética en el polvo urbano vial. (b) Susceptibilidad magnética vs. porcentaje de susceptibilidad dependiente de la frecuencia (χ_df%), que muestra la concentración de partículas superparamagnéticas en el polvo urbano de la Ciudad de México. SP: superparamagnético; SSP: estado de dominio sencillo; MD: multidominio. 

El análisis combinado de χ_df% y χ_lf del PU vial de la CDMX (Fig. 4) reveló la presencia de dos tipos de partículas: partículas ferrimagnéticas de fracción gruesa (SSD-MD) en las vialidades CE, MB, TRB, TAXBUS y RTP (valores de χ_df% ≤ 3 %) y partículas ultra finas SP en la vialidad AER (valores de χ_df% > 3 %) (^{Boyle 1996}, ^{Dearing 1999}, ^{Evans y Heller 2003}, ^{Abegglen et al. 2016}).

Los principales portadores magnéticos en el PU vial de la CDMX fueron minerales de la serie de las titanomagnetitas pobres en Ti y titanomagnetitas enriquecidas con Ti, resultado obtenido de la fase magnéticas (entre 300 y 580 ºC) observadas en las curvas termomagnéticas (Fig. 5) (^{Tauxe 2010}).

Fig. 5 (a) Curvas de susceptibilidad magnética vs. temperatura. (b) Valores de magnetización remanente isotermal de saturación (MRIS) y susceptibilidad magnética (χ_lf) en polvo urbano de la CDMX reportados en 2015 y este estudio (^{Cejudo et al. 2015}a). Los segmentos de recta determinan el límite para la detección de valores atípicos a partir de valores extremos. 

Las curvas termomagnéticas de las vialidades AER y CE mostraron un pico previo a los 580 ºC (pico de Hopkinson), comportamiento relacionado con magnetita neoformada producida por partículas magnéticas que provienen de la ignición del combustible fósil (^{Jeleńska et al. 2004}). Las curvas termomagnéticas de las vialidades RTP y MB mostraron fases magnéticas por debajo de 400 ºC, que corresponden a titanomagnetita enriquecida con Ti (Fig. 5) (^{Tauxe 2010}, ^{Liu et al. 2012}, ^{Cejudo et al. 2015a}, ^b).

El ANOVA y la prueba Kruskal-Wallis de los parámetros magnéticos normalizados no presentaron una diferencia estadística significativa entre la media de χ_lf y MRIS con un nivel de confianza de 95.0 %, por lo tanto, la concentración y características del material magnético son similares en las vialidades de la CDMX (Fig. 5b).

Los valores de MRIS y χ_lf en el PU de la CDMX de este estudio fueron similares a las registradas por ^{Cejudo et al. (2015a)} (Fig. 5b).

Análisis espacial de los parámetros magnéticos

Los MDE de los parámetros magnéticos χ_lf, MRIS y χ_df% indicaron que el material magnético no se distribuye de forma homogénea en las vialidades de la CDMX. Las vialidades que exhibieron mayor concentración de material magnético fueron CE, MB y TRB (Fig. 6a,b). Éstas mostraron características similares de tránsito vehicular lento (velocidad < 20 km/h) y presencia de reductores de velocidad (semáforos), lo cual favorece la acumulación de material magnético. El desgaste de los frenos vehiculares promueve la presencia de partículas con contenido de Fe en el PU (Fig. 6).

Fig. 6 Distribución del material magnético en las vialidades de la Ciudad de México y velocidad promedio del tránsito vehicular. 

Los MDE de χ_df% y MRIS exhibieron zonas con altas concentraciones de partículas superparamagnéticas (< 30 nm) en varias vialidades. El circuito AER mostró una alta acumulación de partículas finas ferrimagnéticas que puede estar asociada al tránsito vehicular lento (20 a 30 km/h), al sedimento lacustre del área circundante y a las emisiones de partículas provenientes de los motores de aeronaves en zonas de aterrizaje y despegue (^{Hudda et al. 2014}) (Fig. 6).

El análisis de los MDE mostró que los factores que contribuyen al incremento de material magnético del PU vial son: los cruces entre vialidades, las vialidades con transito lento y la cercanía a las pistas del aeropuerto (Fig. 6).

Tamaño de partícula

Los resultados del tamaño de partícula en el PU se analizaron en dos grupos: a) grupo 1 con diámetro de partícula de 10 a 2 µm, que será tratado como PM₁₀, y b) grupo 2 con diámetro de partícula < 2 µm que será tratado como PM_2.5. La designación de PM₁₀ y PM_2.5 se hizo de acuerdo con la OMS (^{WHO 2021}) y la posibilidad de que el PU vial tenga partículas con diámetros aerodinámicos. Los resultados se exhiben en el cuadro IV.

En 10 g de PU vial de la CDMX se encontró que el 8.0 ± 3.8 % de su peso corresponde a partículas con diámetro < 2.5 µm (PM_2.5); el 31.0 ± 9.6 % corresponde a partículas de 2.5 a 10 µm (PM₁₀), y el 61.0 ± 13.4 % a partículas con diámetro de 10 a 63 µm (Cuadro IV).

La concentración de partículas con diámetro < 10 µm en el PU vial de la CDMX fue variable. En 47 sitios se registró una alta concentración (> 40 % del peso) de PM₁₀ y PM_2.5, que evidencia la presencia de reservorios de estas partículas en vialidades de la CDMX (Fig. 7).

Fig. 7 Concentración de partículas con diámetro de 2.5 a 10 µm (PM₁₀) y partículas con diámetro < 2.5 µm (PM_2.5) en polvo urbano de vialidades primarias de la Ciudad de México. Los resultados se presentan como porcentaje del peso de muestra. AER: aeropuerto; CE: autobús de alto octanaje; MB: autobús de diésel; RTP: autobús de bajo octanaje; TAXBUS; taxis y autobús; TRB: autobús eléctrico; Cr: cromo; Cu: cobre; Pb: plomo; V: vanadio, y Zn: zinc. 

El análisis ANOVA de la concentración de partículas mostró que no hay diferencia estadísticamente significativa entre las diferentes vialidades y el tamaño de partícula PM₁₀. Por otra parte, se encontró una diferencia estadísticamente significativa con un nivel de confianza de 95 % para las vialidades y el tamaño de partícula PM_2.5, donde la vialidad AER presentó el doble de concentración de partículas PM_2.5 (Fig. 7b), lo cual evidencia que el aeropuerto de la CDMX es un factor de acumulación o generación de PM_2.5.

Análisis espacial del tamaño de partícula

El MDE del contenido de partículas PM₁₀ y PM_2.5 exhibió concentraciones variables de partículas dentro de las vialidades de la CDMX. Las zonas de mayor concentración de PM₁₀ fueron identificadas en las intersecciones de vialidades primarias, principalmente en la parte sur de la ciudad. Por otra parte, se exhibió una mayor concentración de PM_2.5 en la vialidad cercana al aeropuerto (AER), en los segmentos de las vialidades TRB y MB, y en la vialidad cercana a la zona industrial ubicada al norte de la ciudad (Fig. 8).

Fig. 8 Concentración de partículas con diámetro de 2.5 a 10 µm (PM₁₀) y partículas con diámetro de 2.5 a 10 µm (PM_2.5) en el polvo urbano de la Ciudad de México. 

Similitudes y correlación lineal de Pearson

El análisis de componentes principales (ACP) hecho con los valores de las medianas de los parámetros magnéticos, concentración de elementos y material fino permitió reducir de 10 variables a dos componentes principales (CP). La CP1 estuvo conformada por: χ_lf, MRIS, Cr, Pb, V y Zn, y describió el 41.17 % de la información. La CP2 estuvo conformada por: χ_df%, Cu, PM₁₀ y PM_2.5, y describió el 35.59 % de la información (Cuadro V).

La varianza total obtenida del ACP fue de 76.76 % y la suma de los cos² de las CP1 y CP2 fue > 0.4, lo cual es un indicador de que los individuos y las variables están bien representados en el plano principal y en el círculo de correlación (Cuadro V y Fig. 9).

Fig. 9 Plano principal y círculo de correlación del análisis de componentes principales (ACP). Dim.1: primera componente principal; Dim.2: segunda componente principal; AER: aeropuerto; CE: autobús de alto octanaje; MB: autobús de diésel; RTP: autobús de bajo octanaje; TAXBUS: taxis y autobús; TRB: autobús eléctrico; Cr: cromo; Cu: cobre; Pb: plomo; V: vanadio; Zn: zinc; χlf: susceptibilidad magnética especifica o másica; MRIS: magnetización remanente isotermal de saturación; χdf% porcentaje de susceptibilidad magnética dependiente de la frecuencia; PM₁₀: material particulado < a 10 µm, y PM_2.5: Material particulado < a 2.5 µm. 

La vialidad mejor representada (suma de cos² > 0.4) en el ACP fue AER (cos² = 0.939), y la menos representada fue MB (cos² = 0.324). Los resultados de MB son considerados dentro del análisis, debido a que la varianza total fue > 70 % (Cuadro V).

La combinación de resultados del plano principal con el circulo de correlación permitió establecer cuatro conglomerados para las vialidades de la CDMX. El conglomerado 1 formado por TRB y CE mostró similitud con el contenido de PM₁₀ y Cu; el conglomerado 2 formado por TAXBUS mostró afinidad con el contenido de material magnético (χ_lf y MRIS); el conglomerado 3 formado por AER mostró similitud con χ_df% y PM_2.5, parámetros relacionados con el tamaño de partícula; el conglomerado 4 formado con MB y RTP presentó similitud con Cr, Pb, V y Zn, elementos que están asociados con el uso de combustible fósil (Fig. 9) (^{Härdle y Simar 2003}).

Se observó que los parámetros MRIS y χ_lf en el círculo de correlación presentaron una relación inversa con los EPT, comportamiento atribuido a las características paramagnéticas (Cr y V) y diamagnéticas (Cu, Pb y Zn) de los elementos (^{Rengifo-Morocho et al. 2013}).

Se hizo un análisis de correlación de Pearson con 55 muestras de PU de la CDMX que cumplieron con criterios de normalidad (supuestos estadísticos). Sus coeficientes de correlación fueron significativos (r > 0.3 y valores de p < 0.05) para χ_df% con PM_2.5; Cr con Pb; Cr con Zn; Cu con PM₁₀, y Pb con Zn. Estos resultados concuerdan con las relaciones observadas en el ACP (Cuadro VI y Fig. 9).

La χ_lf y MRIS no exhiben correlación fuerte (r > 0.3) con la concentración de Cr, Cu, Pb, V y Zn, lo cual difiere de los resultados reportados en trabajos previos para PU y suelo (^{Morton-Bermea et al. 2009}, ^{Cejudo et al. 2015}a, ^{Wei y Yang 2010}).

El parámetro χ_df% mostró una fuerte correlación con el porcentaje del peso de partículas PM_2.5 (r: 0.95 y p-valor < 0.05), por lo tanto, χ_df% puede ser un indicador del contenido de material fino en el PU vial de la CDMX.

Se observó una fuerte correlación entre la concentración de Cr, Pb y Zn del PU vial de la CDMX, la cual es frecuente en muestras con presencia de partículas que provienen de emisiones vehiculares relacionadas con el uso de combustible fósil (Cuadro VI) (^{Morton-Bermea et al. 2002}, ²⁰⁰⁹, ^{Rodríguez et al. 2011}, ^{Cejudo et al. 2015a}, 5b).

Cambios en las concentraciones de elementos potencialmente tóxicos en Ciudad De México de 2006 a 2018

El registro de la concentración de EPT en el PU vial de la CDMX es escaso. Sólo existen algunos datos reportados entre 2006 y 2017 para las concentraciones de Cr, Cu, Pb, V y Zn en PU y suelo, pero ninguno sobre vialidades específicas. Usando los registros disponibles de concentración y comparándolos con los valores obtenidos en este estudio, se observó que las concentraciones promedio de Cr y V de la CDMX muestran una disminución en los últimos años (^{Cuadro VII}). Por otra parte, las concentraciones promedio de Cu, Pb y Zn han aumentado (^{Morton-Bermea et al. 2002}, ²⁰⁰⁹, ^{Rodríguez et al. 2011}, ^{Cejudo et al. 2015a}, ^b) (Cuadro VII).

En este estudio, la concentración promedio de Cr en PU de la CDMX fue menor a la reportada por ^{Rodríguez et al. (2011)}, con una diferencia del 43 %. La concentración promedio de Cu en PU de la CDMX de este estudio fue mayor a la reportada por ^{Morton-Bermea et al. (2009)}, con un incremento del 32 %. La concentración promedio de Pb en PU de la CDMX de este estudio fue menor a la reportada por ^{Morton-Bermea et al. (2002)}, con diferencia del 60 %. La concentración de V en PU de la CDMX de este estudio fue similar a la reportada por ^{Ihl et al. (2015)}, con una diferencia del 1 % (Cuadro VII).