Variations of Atmospheric Emissions in the Biomass Burning of Tree Species as an Environmental Indicator

Abstract

La quema de biomasa (BB) sirve tanto como fuente de energía como indicador medioambiental. Este estudio examinó las variaciones de las emisiones de CO₂ y partículas finas durante la combustión de biomasa de tres especies de árboles para determinar su contribución a la contaminación medioambiental. Se tomaron muestras de hojas y tallos de A. farnesiana (huizache), S. molle (pirul) y P. laevigata (mezquite). La biomasa seca se procesó térmicamente en un horno de mufla a temperaturas que oscilaron entre 50°C y 450°C. Se midieron las emisiones de CO₂, partículas menores de 2,5 micras (PM2.5), partículas menores de 10 micras (PM10) y compuestos orgánicos volátiles totales (TVOC). Los niveles más altos de emisión se produjeron durante el proceso de pirólisis entre 250°C y 450°C, tanto en las hojas como en los tallos. Entre las hojas, las emisiones más altas de PM2.5 y PM10 se encontraron en el huizache, mientras que los valores más altos se encontraron en los tallos del mezquite. En cuanto a las hojas, el mezquite tuvo las emisiones más altas de CO₂, seguido del huizache y el pirul. En cuanto a los tallos, el pirul tuvo las emisiones atmosféricas más altas de CO₂, seguido del huizache y el mezquite. En todos los casos, los niveles de emisión superaron los límites establecidos por las regulaciones ambientales mexicanas e internacionales, lo que indica un riesgo significativo para el medio ambiente y la salud pública.

Biomass burning (BB) serves as both an energy source and an environmental indicator. This study examined how CO₂ and fine particle emissions vary during the combustion of biomass from three tree species to determine their contribution to environmental pollution. Leave and stem samples were taken from A. farnesiana (huizache) tree, S. molle (pirul), and P. laevigata (mesquite). The dry biomass was thermally processed in a muffle furnace at temperatures ranging from 50°C to 450°C. Emissions of CO₂, particles smaller than 2.5 microns (PM2.5), particles smaller than 10 microns (PM10), and total volatile organic compounds (TVOC) were measured. The highest emission levels occurred during the pyrolysis process between 250°C and 450°C in both leaves and stems. Among the leaves, the highest emissions of PM2.5 and PM10 were found in huizache, while the highest values were found in mesquite stems. In terms of leaves, mesquite had the highest CO₂ emissions, followed by huizache and pirul. Regarding the stems, pirul had the highest atmospheric emissions of CO₂, followed by huizache and mesquite. In all cases, emission levels exceeded the limits established by Mexican and international environmental regulations, indicating a significant risk to the environment and public health.