Área de estudio

La ciudad de La Paz está ubicada en el municipio del mismo nombre, en la porción sur del estado de Baja California Sur, en el noroeste de México. El ambiente es predominantemente árido (82 %) con clima muy seco semicálidos (^{INEGI 2010}). La temperatura media anual fluctúa entre 22 y 24 ºC, durante el verano varía de 24 a 37 ºC y en invierno de 15 a 28 ºC. Las lluvias son escasas y están relacionadas con la temporada de ciclones tropicales. En la Bahía de La Paz el viento tiene un patrón estacional: durante el invierno proviene del noroeste (NO), con velocidades de 5 a 10 m/s; en el verano cambia de dirección y proviene del sur (S) y sureste (SE), con velocidades de 4 a 6 m/s , aproximadamente (^{Obeso 2003}, ^{Herrera-Cervantes et al. 2017}).

La ciudad de La Paz está asentada en un valle formado estructuralmente por un graben o fosa tectónica, con orientación norte-sur, resultado de un fallamiento normal. Al E está limitado por la falla de La Paz, en las faldas de la Sierra de las Cruces, y al O por la falla El Carrizal (^{Álvarez et al. 1997}). La carta geológico minera (^{SGM 1999}) indica que el valle presenta principalmente roca arenisca, conglomerado (QptAr-Cgp), toba riolítica (TmTR), riodacitas (TmRd), basalto (TmB) y sedimento fluvial. El bloque localizado al este del graben presenta rocas graníticas (KsGr) y granodiorítica (KiGd) de la Sierra Las Cruces (1270 msnm), y el bloque al oeste del graben presenta rocas reniscas-lutitas (TmArl) y conglomerados (TplCgp).

El relieve que cruza el municipio de La Paz es diverso (Fig. 1). La Sierra de la Giganta recorre el estado de Baja California Sur de norte a sur y, al llegar al municipio de La Paz, se vuelve una llanura con altitud de 250 msnm. Al sureste se localiza la Sierra de la Laguna con una altitud máxima de 2080 msnm, la cual constituye la mayor elevación del estado. Alrededor del municipio se encuentran diferentes elevaciones, como cerros y pequeños sistemas montañosos, con altitudes entre 250 y 1250 msnm (^{Choumiline et al. 2009}).

Fig. 1 Área de estudio con orografía. Los cinco círculos rojos indican los sitios (S) de recolección de partículas suspendidas reportados por ^{Murillo et al. (2011)}. Los círculos blancos son los cuatro sitios de recolección de la presente investigación. (Elaboración propia con datos topográficos de ^{INEGI [2023]}, escala 1:50 000.) 

Recolección de partículas suspendidas

Para la selección de los cuatro sitios de recolección de partículas suspendidas se tomaron en cuenta los siguientes factores:

Se llevaron a cabo las simulaciones de las trayectorias hacia delante en la versión en línea del HYSPLIT con el fin de conocer las posibles trayectorias de las emisiones de las dos centrales de generación de electricidad CTPP y CCIBCS. Se empleó la base meteorológica del Sistema de Pronóstico Global (GFS) la cual contiene datos de pronóstico cada 3 h en una cuadrícula de 0.25 grados de latitud/longitud, lo que equivale a 27.77 km (^{Marín-Hernández 2009}).

La recolección de partículas suspendidas abarcó del 25 de marzo de 2021 al 13 de abril de 2022. Se analizaron un total de 96 filtros en 15 496.41 h de muestreo. La figura 1 muestra los sitios elegidos: sitio 1 (S1: 24.1965º, -110.2653º); sitio 2 (S2: 24.0601º, -110.2899º); sitio 3 (S3: 24.1516º, -110.2636º); sitio 4 (S4: 24.1493º, -110.3203º). Los sistemas de recolección de partículas fueron instalados en techos a alturas de 3 (S1, S3 y S4) y 4 m (S2), siguiendo con las recomendaciones indicadas en los manuales de medición de la calidad del aire del Instituto Nacional de Ecología (INE) y el Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (^{SINAICA-INE 2008}). Lo anterior permite, por un lado, evitar que se sustraigan los equipos y, por el otro, hacer inferencias sobre el impacto en la salud de la población por la composición de partículas.

En los cuatro sitios de muestreo se empleó un sistema recolector de partículas (Fig. 3) compuesto por una bomba de succión de aire marca Environmental Monitoring Systems (EMS) con un medidor de flujo integrado, el cual fue ajustado para extraer un volumen de 30 L/min. Mediante el uso de un temporizador automático, la bomba se mantuvo en funcionamiento 12 h/día, de 06:00 a 12:00 y de 18:00 a 24:00 LT. Estos horarios se eligieron con base en las horas de mayor tránsito vehicular y las de mayor demanda eléctrica.

Fig. 3 Diagrama del sistema recolector de partículas suspendidas. 

La bomba de succión de aire se conectaba mediante una manguera de silicón a un casete de polipropileno marca SKC Quality Products for Air Sampling que contenía en su interior un soporte de celulosa y un filtro de teflón marca Pall, de 2 µm de tamaño de poro y 47 mm de diámetro, respectivamente (Fig. 3). Dado el tamaño del poro del filtro, se infiere que las partículas recolectadas tienen un tamaño mayor o igual a 2 µm de diámetro aerodinámico. De acuerdo con la ^{USEPA (2024)}, las partículas PM₁₀ y PM_2.5 son de interés para la salud humana.

Antes de usarse los filtros se colocaron en un desecador con sílica gel por 24 h para extraer la humedad y posteriormente se pesaron en una balanza analítica serie PW marca ADAM en el Laboratorio de Química del Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas, Instituto Politécnico Nacional (CICIMAR-IPN). Los filtros se etiquetaron y guardaron de forma individual en cajas de Petri también etiquetadas. Dado que los casetes son reutilizables se lavaron con detergente líquido de pH 7.0 marca Hycel y con agua estéril para su siguiente uso. Cada filtro recolectó una muestra durante aproximadamente 15 días. Para facilitar el manejo de la información, se tomó como día de muestreo el de la mitad del periodo comprendido entre la puesta de cada filtro y el retiro para colocar un filtro nuevo. Cabe mencionar que, para evitar daños en el equipo de recolección, éste se retiró ante la amenaza o presencia de fenómenos hidrometeorológicos, cuya temporada abarca los meses de mayo a noviembre, y se reinstaló una vez que fue posible.

Composición de las partículas suspendidas

Normalización de los datos y factor de enriquecimiento

Con el objeto de conocer si los valores de las concentraciones de los elementos medidos presentan o no una distribución paramétrica, se aplicó la prueba estadística Lilliefors con el programa Statistica 8. Dado que el resultado indicó una distribución no paramétrica (p > 0.05), se procedió a normalizar los datos con el método del factor de enriquecimiento (FE).

El FE (ecuación 2) fue desarrollado por ^{Buat-Menard y Cherselet (1979)} y modificado por ^{Loska et al. (2004)}. Es un método basado en la estandarización de la concentración de un elemento de interés frente a la concentración de un elemento de referencia y de un elemento de la línea geoquímica base (^{Yaylali-Abanuz 2011}, ^{Salmanighabeshi et al. 2015}).

donde Cn(muestra) es la concentración del elemento n en la muestra, Cref(muestra) la concentración del elemento de referencia en la muestra, Cn(línea base) la concentración del elemento n de acuerdo con la línea geoquímica de base y Cref(línea base) la concentración del elemento de referencia de acuerdo con la línea geoquímica de base.

De acuerdo con ^{Salmanighabeshi et al. (2015)}, los elementos comúnmente utilizados para normalizar (Al, Co, Fe, Mn y Ti) presentan menor variabilidad en el ambiente. Para este estudio se eligió el Al como elemento de referencia, debido a que sus concentraciones a lo largo del año de recolección permanecieron casi sin variación en comparación con las de los otros cuatro elementos litogénicos mencionados. Los valores de las concentraciones de la línea base para los elementos considerados en este estudio se consultaron en la carta geológica-minera, escala 1:250 000, publicada por el ^{SGM (1999)}, en la cual se obtuvieron los promedios de las concentraciones de los sedimentos de arroyos ubicados dentro de la localidad de La Paz, con excepción de los elementos Ce, Ti y V. Para éstos se consideraron los valores promedio de la corteza continental superior (CCS) propuestos por ^{Wedepohl (1995)}, debido a falta de información por parte del SGM.

El factor de enriquecimiento también es utilizado como indicador de posibles contribuciones antrópicas o la presencia de depósitos minerales que pudieran representar un potencial riesgo ecológico con relación a la línea base (^{Sutherland 2000}, ^{Salmanighabeshi et al. 2015}). Los valores de FE calculados se clasificaron en cinco categorías de acuerdo con ^{Sutherland (2000)}: enriquecimiento mínimo (FE < 2); enriquecimiento moderado (> 2 FE < 5); enriquecimiento significativo (> 5 FE < 20); muy enriquecido (> 20 FE < 40); y extremadamente enriquecido (FE > 40).

Identificación de fuentes de emisiones: análisis de factores

El análisis de factores es una técnica estadística de interdependencia cuyo propósito es establecer una estructura entre las variables del análisis, a partir de una correlación entre ellas, definiendo así grupos de variables conocidos como factores. En este caso se empleó para identificar las posibles fuentes de emisión de los elementos que componen las partículas suspendidas. Por otro lado, el análisis permite reducir la complejidad de un número amplio de variables y de esta manera explicar mejor los datos (^{Méndez y Rondón 2012}). Ello permitió que el número de elementos analizados se redujera de 21 a 14 para su discusión.

Se realizó un análisis de factores en el programa Statistica 8 con el método de rotación ortogonal Varimax, para una mejor interpretación de los datos. Para este análisis se consideraron tres factores y se obtuvieron tanto el porcentaje de varianza total de cada factor como los coeficientes de correlación de Pearson (r) de cada una de las variables que conformaron los factores. El criterio de selección de la mejor correlación fue que tuviera coeficientes del 70 % o más (r ≥ 70) de la variación en la respuesta del modelo.

Variabilidad estacional

La concentración y dispersión de los contaminantes atmosféricos no permanecen constantes a lo largo del año, ya que están estrechamente relacionadas con diversos agentes. Con base en ello, se analizó si el promedio de las concentraciones de los elementos que conforman los tres factores identificados a partir del análisis anterior, mostraba diferencias significativas entre las estaciones del año (variabilidad intranual). Para ello se efectuaron análisis de varianza de un factor (ANDEVA) en el programa Statistica 8.

Composición de las partículas suspendidas

Normalización de los datos y factor de enriquecimiento

Los 14 elementos que se incluyen en los análisis estadísticos para su discusión, a partir de los cuales se generaron las conclusiones, fueron As, Be, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sr, Ti y V. Para una mejor visualización de los resultados, los valores de FE obtenidos en las 96 muestras recolectadas en los cuatro sitios, se convirtieron a porcentajes de contribución de las cinco categorías de FE en los elementos encontrados (Figs. 4 y 5). Los elementos Ni, Pb, Sn y V correspondieron en su mayoría a categorías de moderado (> 2 FE < 5) y significativamente enriquecido (> 5 FE < 20) en todos los sitios. Los elementos Ni y V se inscribieron en la categoría de extremadamente enriquecidos (FE > 40) en el sitio 4 (4 % ambos). Los valores más altos del FE del Cu se hallaron en los sitios 2 y 3 con categoría de significativamente enriquecido (> 5 FE < 20; 4 y 8.3 %, respectivamente) y, en los sitios 1 y 4 este elemento alcanzó la categoría de muy enriquecido (> 20 FE < 40; 4 y 4.1 %, respectivamente).

Fig. 4 Factor de enriquecimiento de los elementos presentes en las partículas suspendidas en el aire de los sitios (S) de recolección S1 (n = 22 muestras) y S2 (n = 25 muestras). 

Fig. 5 Factor de enriquecimiento de los elementos presentes en las partículas suspendidas en el aire de los sitios (S) de recolección S3 (n = 22 muestras) y S4 (n = 26 muestras). 

Estos resultados son congruentes con estudios realizados en diferentes partes del mundo, los cuales reportan categorías muy altas y extremadamente altas de FE en elementos como Cd, Cu, Pb, Ni, V y Sn, entre otros, asociadas a emisiones antrópicas relacionadas con actividades industriales, mineras y vehiculares. En contraste, elementos como Al, Fe, Mn y Ti se vinculan con origen geológico, por lo que su aporte suelen ser mínimo (^{Sutherland 2000}, ^{Basha et al. 2010}, ^{Hernández et al. 2011}, ^{Posada 2011}, ^{Yaylali-Abanuz 2011}, ^{Salmanighabeshi et al. 2015}). La discusión de la fuente de emisión de los elementos presentes en las partículas suspendidas se retoma en los resultados de la siguiente sección.

De los cuatro sitios de recolección, los FE de mayor categoría se encontraron en el sitio 4, incluyendo los elementos Cd, Cu, Ni, Pb, Sn y V. Este sitio se ubicó en un edificio de la calle Guillermo Prieto, que de acuerdo con el Plan Integral de Movilidad Urbana Sustentable (PIMUS) elaborado para La Paz, es una vialidad secundaria del centro urbano de la ciudad, área donde se concentran tanto la mayor densidad poblacional como los espacios laborales y los centros turísticos y de importancia cultural. Las altas concentraciones de metales como Cd, Cu, Pb, Zn son características de áreas con capacidades vehiculares medias y altas. La cercanía a las vías de alto tráfico vehicular, como es el caso del sitio 4, es un factor de mayor exposición poblacional. Las altas concentraciones suelen disminuir de manera gradual desde el borde de la vía hasta 570 m, con una reducción del 50 % en los primeros 150 m (^{Sternbeck et al. 2002}, ^{Zegarra et al. 2020}).

Identificación de fuentes de emisiones: análisis de factores

Este análisis se realizó con el fin de identificar las posibles fuentes de emisión de los elementos presentes en las partículas suspendidas en el aire con base en sus correlaciones (indicador de un origen en común). El origen de las partículas y su composición puede ser variado e incluye la combustión de combustibles fósiles en procesos industriales y el uso de vehículos convencionales, la quema de basura, la sal marina, el polvo suspendido y zonas de construcción, entre otros elementos (^{Fernández et al. 2000}, ^{Machado et al. 2008}, ^{Majestic et al. 2008}, ^{Moreno et al. 2011}).

Los valores de las correlaciones del análisis de factores se muestran en el cuadro III. Los tres factores de variables suman el 72.44 % de la varianza total. El Factor 1 aporta el 50 % de la varianza y está conformado por los elementos As, Be, Ce, Co, Cr, Fe, Mn y Ti. El Factor 2 representa el 12.28 % de la varianza total e incluye Cd, Cu, Pb y Sn. Finalmente, el Factor 3 constituye el 10.16 % del total de la varianza está conformado por los elementos Ni y V.

La duración del periodo de muestreo (un año) permitió identificar la variación temporal en las concentraciones de los elementos (Figs. 6 y 7), y con ello examinar si estas tendencias pudieran ser otro indicador de que los contaminantes son emitidos por la misma fuente de origen, como han señalado otros trabajos (^{Basha et al. 2010}, ^{Zhao et al. 2013}, ^{Doria-Argumedo y Fagundo Castillo 2017}, ^{Doria Argumedo 2020}). Los elementos del Factor 1 mostraron una variación constante hasta la segunda mitad de diciembre, cuando aumentan las concentraciones, para después disminuir hasta tener otro incremento en marzo. Las concentraciones de los elementos del Factor 2 se acentuaron en enero y febrero, para disminuir a partir de la tercera semana de marzo. Finalmente, la concentración de los elementos del Factor 3 fue constante a lo largo del año, con excepción de un pico en enero. Con base en lo analizado, se determinó que:

Fig. 6 Dispersión de los elementos que constituyen los factores (F) F1 y F2 a lo largo del periodo de muestreo. Factor 1: As, Be, Ce, Co, Cr, Fe, Mn y Ti. Factor 2: Cd, Cu, Pb y Sn. 

Fig. 7 Dispersión de los elementos que constituyen el factor (F) F3 a lo largo del periodo de muestreo. Factor 3: Ni y V. 

La fuente de los elementos encontrados en las partículas suspendidas en el aire que conforman el Factor 1 (As, Be, Ce, Co, Cr, Fe, Mn y Ti) se relacionan con la geología local. Ninguno de los elementos que integran este factor tuvieron promedios por arriba de los valores de la geología local reportados por el SGM (Cuadro II), a excepción del Be, que obtuvo categoría de enriquecimiento moderado en 4.5 % de las muestras del sitio 1 (Fig. 4). El resto de los elementos que conforman el Factor 1 mostraron enriquecimiento mínimo. La concentración de estos elementos depende de la geología de la cuenca, de los procesos de intemperismo y lixiviación, de las interacciones con la materia orgánica, de su entrada por vía atmosférica, y de las interacciones físicas y químicas con otros contaminantes (^{Chester 2003}).

Diversas investigaciones han asociado a los elementos Al, As, Co, Cr, Fe, Mn y Ti presentes en partículas suspendidas a metales de la corteza terrestre superior, que generalmente provienen de rocas erosionadas y degradadas, y que por la acción del viento quedan suspendidas en la atmósfera (^{Shah y Shaheen 2008}, ^{Posada Ayala 2011}, ^{Doria y Fagundo 2017}, ^{Doria 2020}). Un ejemplo es la investigación de ^{Fernández et al. (2000)}, quienes, tras la especiación de metales pesados de partículas urbanas en el aire de Sevilla, España, y después de realizar análisis estadísticos de componentes principales (PCA, por su sigla en inglés), concluyeron que la fuente de Al, Co, Fe y Mn es de origen natural y que estos elementos se incorporan al material suspendido por la acción del viento. Hay que resaltar que diversas calles de La Paz no están pavimentadas y algunas son arroyos que atraviesan la ciudad, lo que puede incrementar la presencia de elementos litogénicos en las partículas suspendidas.

La fuente de emisión de los elementos que conforman el Factor 2 (Cd, Cu, Pb y Sn) puede ser resultado de una mezcla de los elementos presentes en la geología local (^{SGM 1999}), más residuos provenientes de pinturas, especialmente la amarilla utilizada en el pavimento de las calles y la antiincrustante para embarcaciones, así como de emisiones de fuentes móviles y/o un legado del plomo que estuvo presente en la gasolina en México hasta 1997 (^{Caprari 2006}, ^{del Río-Salas et al. 2012}, ^{Meza-Figueroa et al. 2016}, ²⁰¹⁸).

La pintura para pavimento es una mezcla compuesta de pigmentos minerales de crocoíta (PbCrO₄) que se combinan en una matriz orgánica de polímeros o un sistema aglutinante para el color amarillo. En países desarrollados como EUA e Inglaterra esta pintura es fuente importante de Pb; sin embargo, en los países en vías de desarrollo se conoce poco sobre el riesgo potencial que puede implicar para la salud humana. ^{Meza-Figueroa et al. (2018)} explican que la fotodegradación de la pintura, así como la degradación del asfalto, se intensifican en el clima característico de las zonas áridas, por lo que los componentes de la crocoíta se integran como partículas a la atmósfera por procesos de resuspensión ocasionados por el viento.

Otro tipo de pintura con concentraciones importantes de Cd, Cu, Pb y Sn es la utilizada en embarcaciones para evitar incrustaciones biológicas. Esta pintura contribuye al sedimento marino y también se puede adsorber a las partículas suspendidas en el aire circundante y posteriormente ser transportada. Sin embargo, aún es difícil detectar la contribución de los metales provenientes de esta fuente, ya que la dispersión de los elementos se puede confundir con otras fuentes antrópicas como desechos industriales y urbanos (^{Caprari 2006}).

La contaminación por fuentes móviles se genera a partir de una combustión completa o incompleta del combustible y el aceite, así como del uso de los frenos y el desgaste de los neumáticos, que liberan elementos como Cd, Cu y Sn, entre otros, especialmente en áreas cercanas a grandes avenidas y carreteras (^{Fernández et al. 2000}, ^{Sternbeck et al. 2002}, ^{Zegarra et al. 2020}). Como ya se explicó, el sitio 4 de recolección es un punto de alto tráfico vehicular en el cual se presentan las categorías más significativas de FE de Cd, Cu, Pb y Sn (Fig. 4). Por otro lado, el sitio 4 se ubica en la colonia Centro, una de las zonas más antiguas de la ciudad de La Paz. De acuerdo con lo observado por ^{Meza-Figueroa et al. (2018)}, en Hermosillo, Sonora, las concentraciones más altas de Pb ocurren especialmente en las zonas más antiguas de la ciudad, lo cual también podría ocurrir en La Paz.

Es pertinente recapitular que el parque vehicular de La Paz es una de las principales fuentes de contaminantes atmosféricos en esa ciudad (^{Bermúdez et al. 2017}, ^{SEMARNAT 2018}). El Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) reportó 285 620 vehículos registrados en La Paz en 2022; sin embargo, el conteo no tomó en cuenta autos sin registro (ilegales), que son importados desde otros países (generalmente EUA o Canadá) y por lo general están en mal estado, son antiguos e ineficientes, lo cual implica un gran consumo de combustible y una gran cantidad de emisiones, evaporación del combustible y/o levantamiento del polvo al circular (^{Bermúdez et al. 2017}). El PIMUS estima que el número de automóviles no registrados puede ubicarse alrededor de los 300 000 en todo el municipio. La estimación del número de autos en circulación por persona para 2019 fue de 1.27, una de las más altas del mundo (^{IDOM 2014}).

A las características del parque vehicular se suma un servicio de transporte público deficiente, con unidades de más de 40 años de antigüedad y, en general, un servicio mal gestionado en una ciudad sin una correcta planeación dado su rápido crecimiento en los últimos años. Lo anterior obliga a la población al uso excesivo de vehículos privados para su transporte diario.

Si bien la gasolina en México no contiene plomo desde hace más de 20 años, ^{del Río-Salas et al. (2012)} identificaron una firma isotópica del Pb de gasolina en polvo recolectado de techos en la ciudad de Hermosillo, Sonora. La firma indica la presencia del metal en suelo, así como procesos de resuspensión relacionados con el tráfico, el clima árido, el viento y la barrera topográfica propia de la ciudad, que evita la dispersión de las partículas por la acción del viento (condiciones muy similares al área de estudio). Los autores señalan que las firmas isotópicas se incorporan a las partículas suspendidas en el aire, especialmente en la columna inferior a los 3 m de altura.

Finalmente, el Factor 3 está constituido por Ni y V. El origen de estos elementos se relaciona con emisiones de centrales de generación de electricidad (^{Majestic et al. 2008}, ^{Lara 2013}). Los inventarios de contaminación del aire indican que las centrales de electricidad CTPP y CCIBCS son las dos fuentes de contaminación atmosférica más importantes de La Paz. Ambas funcionan con combustible intermedio 15, una mezcla de 15 % de diésel y 85 % de combustóleo, el cual se caracteriza por un alto contenido de azufre (hasta 3.5 %), níquel y vanadio (^{Bermúdez et al. 2017}, ^{SEMARNAT 2018}).

Además, a lo largo del año analizado, las categorías de FE en los cuatro sitios de recolección y los patrones de variación de las concentraciones de Ni y V fueron iguales (Fig. 7). Como se explicó, esta similitud suele ser indicador de una fuente de contaminación común. ^{Zhao et al. (2013}) observaron que las concentraciones de Ni y V en el puerto de Shangai, China, así como los factores de enriquecimiento para ambos elementos, tenían los mismos patrones de variación estacional y los asociaron con la misma fuente de emisión, en este caso los barcos presentes en el Puerto.

Variabilidad estacional

El ANDEVA indicó diferencias significativas entre las concentraciones de la mayoría de los elementos que conforman los tres factores de análisis y las estaciones del año, especialmente en el invierno (Cuadro IV).

Con base en las pruebas a posteriori de Tukey, los resultados indican que los elementos del Factor 1, con excepción del Mn, tuvieron diferencias significativas (p < 0.05) entre el invierno y el resto de las estaciones del año. En el caso del Mn, el invierno fue significativamente diferente (p < 0.05) al verano y el otoño, más no así a la primavera. ^{Kulshrestha et al. (2009)} explican que las concentraciones de elementos que provienen de la corteza terrestre presentes en las partículas suspendidas en el aire responden a las características ambientales de cada estación del año, siendo el viento un elemento importante para la incorporación de estos elementos a las partículas. En su estudio determinan que las tormentas de polvo y del desierto de Thar son fuentes importantes de elementos provenientes de la corteza terrestre que conforman la composición de las partículas.

De manera similar al Factor 1, los elementos del Factor 2 tuvieron las concentraciones más altas durante el invierno. Las pruebas a posteriori también señalan que las concentraciones de Cd en invierno fueron diferentes únicamente de la primavera (p < 0.05), más no del resto de las estaciones del año. En el caso del Sn, el invierno fue significativamente diferente (p < 0.05) de la primavera y el verano; a partir del otoño la concentración del elemento comenzó a ascender. Por otro lado, las concentraciones de Cu y Pb durante el invierno fueron significativamente diferentes al resto de las concentraciones del año (p < 0.05). Este incremento en el promedio de las concentraciones de los elementos que conforman el Factor 2 durante el invierno se reporta en la investigación de ^{Shah y Shaheen (2008)}, quienes indican que el promedio de las concentraciones de Cd, Cu y Pb fue mayor durante el invierno; asimismo, la velocidad del viento fue una variable importante en el efecto de dilución de los metales.

Finalmente, no se encontraron diferencias significativas en las concentraciones de los elementos Ni y V entre estaciones del año. Las concentraciones de ambos elementos fueron constantes a lo largo del año. Únicamente se observó un pico el 10 de enero de 2022 (Fig. 7), muy probablemente debido a la influencia de algún cambio en la estabilidad atmosférica en los días cercanos a la fecha de registro, como lo reportado por ^{Zhao et al. (2013)}. Estos autores destacan un pico en la concentración de Ni entre el 15 y 16 de enero de 2011, relacionado con un flujo de aire a través de la península de Jiaodong, China, contaminado por las emisiones de las industrias pesadas y centrales eléctricas cercanas.

La dispersión y cambios en la concentración de contaminantes depende altamente de características físicas como la orografía y el uso de suelo de la zona, así como de las características ambientales, especialmente la velocidad y dirección del viento, la temperatura y la precipitación (^{Máster et al. 2008}, ^{Zhao et al. 2013}, ^{Salmanighabeshi et al. 2015}, ^{Vidal-Daza y Pérez-Vidal 2017}). Los resultados aquí encontrados sugieren que durante el invierno las concentraciones de la mayoría de los elementos que componen las partículas se incrementan, lo que distingue estadísticamente a esta estación del resto (p < 0.05). Durante los meses del invierno el viento cambia de velocidad y dirección, la temperatura ambiental desciende y se producen inversiones térmicas.

A pesar de que el periodo de siete años de datos meteorológicos provenientes de la estación del CICESE (2014-2020) (Fig. 2) no coincide con el periodo de recolección de partículas de este estudio (marzo 2021 a abril 2022), es posible realizar inferencias a partir de los patrones encontrados. Durante los meses de invierno y primavera la velocidad del viento se incrementa (10-12 y 5-7 m/s, respectivamente) y los vientos provienen con mayor frecuencia del NO y NE. Durante el verano y otoño la velocidad disminuye (2-5 m/s, aunque durante el verano se alcanzan velocidades mayores a 5-7 m/s), y la dirección del viento proviene con más frecuencia del SO y NO.

Con el incremento de la velocidad del viento y el cambio de dirección durante el invierno, idealmente se esperaría que las partículas se dispersaran en dirección contraria, disminuyendo tanto su concentración como la de los elementos. Sin embargo, la disminución de la temperatura en invierno también favorece la modificación del movimiento vertical en la atmósfera, volviéndola más estable. Esto a su vez influye en la concentración de partículas suspendidas, las concentraciones de los elementos que las componen y el impacto que pueden significar para la salud de la población (^{Masters y Ela 2008}).

Durante los meses más fríos del año, enero y febrero (con temperaturas de 20 ºC en promedio), las inversiones térmicas ocurren principalmente en las mañanas (cuando se observa con mayor intensidad la nube de contaminación sobre la ciudad) y las noches. La capa de aire que está en contacto con el suelo adquiere menor temperatura que las capas superiores, por lo que se vuelve más densa y pesada; las capas de aire que se encuentran a mayor altura adquieren temperaturas más altas, por lo que limitan el movimiento ascendente del aire contaminado, pudiendo llegar a altas concentraciones de contaminantes incluso a nivel del suelo (^{García et al. 2012}).

La topografía de la zona es otro factor importante que determina la dispersión y concentración de las partículas y los elementos que las componen. La Paz se encuentra rodeada por relieves de altura media. Al oeste del municipio se ubica la Sierra El Mechudo y al este de la ciudad se encuentra la Sierra de las Cruces, así como diversos cerros de diferentes alturas (200 msnm en promedio) que pueden condicionar el ascenso del viento, y el descenso de la presión atmosférica y la temperatura (^{Choumiline et al. 2009}). Esto a su vez limita la circulación regional de los vientos y, por tanto, incrementa la disponibilidad de partículas contaminantes en el aire.