Characterization and interannual variation of air quality in the city of Buenos Aires relative to the new WHO guidelines

Abstract

The World Health Organization (WHO) updated its air quality guidelines in September 2021. The daily and annual mean concentrations of nitrogen dioxide (NO2) and particulate matter with a diameter of less than 10 µm (PM10) measured at the three air quality monitoring stations in the city of Buenos Aires frequently exceed the new WHO air quality guideline (AQG) levels in the period 2010-2019. A trend analysis reveals a significant decrease in the annual mean PM10 concentration of 1.6 µg m-3 yr-1 and a consistent reduction in the frequency of exceedances of the daily AQG of 1.6 % yr-1 at the urban background station. In contrast, NO2 concentrations show slight positive trends at all three monitoring sites that could become statistically significant as new data become available. For both pollutants, the strong linear relationships between annual mean concentrations and their daily exceedance frequencies suggest that the new annual AQG levels are stricter than their corresponding daily limits, although these results are sensitive to the data set used. On the other hand, daily average concentrations of carbon monoxide (CO) are below the new AQG, with slight non-significant positive interannual trends at two of the sites. When the daily hourly wind sequence is used as a classification variable, marked differences in the concentration levels of the three pollutants with different wind patterns are obtained, which are maintained over the years, highlighting the role of local sources in the trends. In some cases, pronounced interannual variations are observed with specific wind patterns, suggesting the impact of new or more intense sources from specific wind sectors. Further efforts in monitoring and in developing high-resolution pollutant emission inventories will contribute to understanding the causes of these variations and to assessing air quality across the metropolitan area.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) actualizó sus directrices de calidad de aire en septiembre de 2021. Las concentraciones medias diarias y anuales de dióxido de nitrógeno (NO2) y material particulado con diámetro menor a 10 µm (PM10) medidas en las tres estaciones de monitoreo de calidad del aire de la ciudad de Buenos Aires, superan frecuentemente los nuevos niveles guía (NG) de la OMS en el período 2010-2019. Un análisis de tendencias revela una disminución significativa en la concentración media anual de PM10 de 1.6 µg m-3 yr-1 y una reducción consistente en la frecuencia de superaciones del NG diario de 1.6 % yr-1 en la estación de fondo urbano. En cambio, las concentraciones de NO2 muestran ligeras tendencias positivas en los tres sitios de monitoreo que podrían llegar a ser estadísticamente significativas a medida que se disponga de nuevos datos. Para ambos contaminantes, las fuertes relaciones lineales entre las concentraciones medias anuales y sus frecuencias de superación diaria sugieren que los nuevos NG anuales son más estrictos que sus correspondientes límites diarios, aunque estos resultados son sensibles al conjunto de datos utilizado. Por otro lado, las concentraciones medias diarias de monóxido de carbono (CO) se encuentran por debajo del nuevo NG, con ligeras tendencias interanuales positivas no-significativas en dos de los sitios. Cuando se utiliza la secuencia horaria diaria del viento como variable de clasificación, se obtienen marcadas diferencias en los niveles de concentración de los tres contaminantes con distintos patrones de viento, las cuales se mantienen a lo largo de los años resaltando el rol de las fuentes locales en las tendencias. En algunos casos, se observan variaciones interanuales pronunciadas con patrones de viento específicos, lo que sugiere el impacto de fuentes nuevas o más intensas procedentes de sectores específicos. Mayores esfuerzos en monitoreo y en desarrollo de inventarios de emisiones de contaminantes de alta resolución contribuirán a comprender las causas de estas variaciones y a evaluar la calidad del aire en toda el área metropolitana.