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Universidad de Concepción
EMISIONES ATMOSFÉRICAS
Universidad de Concepción
Material Particulado
Monóxido de Carbono
Óxidos de Azufre
Óxidos de Nitrógeno
Compuestos Orgánicos Volátiles
Metales Pesados
Sales Inorgánicas
Vibraciones
Radiaciones
etc
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Universidad de Concepción
Material Particulado
Monóxido de Carbono
Óxidos de Azufre
Óxidos de Nitrógeno
Compuestos Orgánicos Volátiles
Metales Pesados
Sales Inorgánicas
Vibraciones
Radiaciones
etc
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Universidad de Concepción
Material Particulado
Monóxido de Carbono
Óxidos de Azufre
Óxidos de Nitrógeno
Compuestos Orgánicos Volátiles
Metales Pesados
Sales Inorgánicas
Vibraciones
Radiaciones
etc
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Impactos sobre la Salud y Calidad de Vida de las Personas
Impactos sobre los Ecosistemas Naturales
Universidad de Concepción
La atmósfera terrestre tiene 1000 km de espesor,
pero los primeros 10 km contienen la casi totalidad de los contaminantes emitidos por el hombre.
Universidad de Concepción
GASES ATMOSFERICOS
% volumen (seco)
N2 78,09
O2 20,95
Ar 0,92
CO2 0,036
Otros gases nobles <0,002
CO, CH4, SO2, NOX, COV <0,00001
¡Sólo una millonésima parte de los componentes atmosféricos puede tener efectos sobre la salud de las personas!
99,998 %
Universidad de Concepción
Fuentes Naturales (volcanes, erosión,
aerosol marino, plantas, etc)
Fuentes Humanas (procesos de combustión,
procesos industriales)
MP CO CH4 SO2
NH3 NOX COV
MP CO CH4 SO2
NH3 NOX COV
Universidad de Concepción
LAS PRINCIPALES EMISIONES OCURREN DEBIDO A LA COMBUSTION DE LEÑA, CARBON, GAS, DERIVADOS DEL PETROLEO, RESIDUOS ORGANICOS, etc
GENERACIÓN DE VAPOR, ELECTRICIDAD, CALOR Y ENERGIA MECÁNICA
Actividades Productivas
Transporte
Actividad Doméstica
Fuentes Fijas vs Fuentes Móviles
Fuentes Puntuales vs Fuentes Difusas
Contaminantes Primarios vs Contaminantes Secundarios
Universidad de Concepción
Material Particulado,
CO SO2 NOX
Compuestos Orgánicos Volátiles
Leña
Carbon
Gas Natural
Derivados del petróleo
Residuos orgánicos
CxHyOwSzNn + O2 CO2 + H2O + otros
Hidrocarburos Aromáticos
Dioxinas y Furanos
TECNOLOGÍAMotores, Hornos, Calderas, Estufas, Fogones.
Sistemas de Depuración de Gases de Combustión
Universidad de Concepción
38-50 % CELULOSA
15-31 % LIGNINA
25-38 % POLIOSAS Y EXTRAIBLES
Terpenos, Polifenoles (ej. Taninos), Resinas, ácidos y ésteres
resinosos, grasas, ácidos y ésteres grasos, Hidrocarburos alifáticos y
aromáticos, Ácidos alifáticos y aromáticos, Aceites esenciales,
Esteroides y otros
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MADERA
C = 50 %
O = 44 %
H = 6 %
Cenizas < 1%
Xilanos, Mananos, Glucanos, Galactanos, Galacturanos, ArabanosMacromoléculas
aromáticas poliméricas complejas
Universidad de Concepción
C18H12
Más de 100 HAP (2-7 anillos). ej: naftaleno, antraceno, pireno, criseno, benzopireno,
benzonaftaleno, naftaceno, etc.
Residuo volatil en la combustion y pirolisis de biomasa y fosiles (ej. madera, tabaco,
carbón, petróleo).
HAP condensados presentes en los alimentos asados y ahumados.
C20H12
1 g HAP totales / kg madera
2 g HAP totales / kg Diesel
6 mg benzo pireno / kg madera
20 mg benzo naftaleno / kg madera
Universidad de Concepción
TÍPICAMENTE, SE GENERAN:
EN PROCESOS DE COMBUSTION DE COMPUESTOS ORGÁNICOS, A TEMPERATURAS 200-300ºC.
O
OCl Cl
Cl Cl
2,3,7,8 Dibenzo-para-dioxina
Existen 75 congéneres de Dibenzo Dioxinas Policloradas
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OCl Cl
Cl Cl
2,3,7,8 Dibenzo-Furano
Existen 135 congéneres de Dibenzo Furanos Policlorados
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Dibenzo Dioxinas Policloradas LD50 Conejillo de Indiasg / kg
2,3,7,8 2
1,2,3,7,8 3
1,2,3,7,8,9 60
1,2,3,6,7,8 70
1,2,3,4,7,8 73
1,2,3,4,6,7,8 600
1,2,4,7,8 1.125
2,3,7 29.444
2,8 300.000
O
O
8 2
7 3
46
9
1
Toxicidad Aguda de Dioxinas
Universidad de Concepción INVENTARIO DE EMISIONES DE DIOXINAS Y FURANOS. POR
RUBRO. CHILE 2002
Fuente: “Inventario Nacional de Fuentes de Emisión de Dioxinas y Furanos”. Proyecto GEF/UNEP. UDT-Universidad de Concepción (2002)
Em
isió
n d
e T
EQ
g
/ a
ño
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
PROCESOS DE
COMBUSTION NO
CONTROLADOS
GENERACION DE
ENERGIA Y
CALEFACCION
INCINERACION DE
DESECHOS
INDUSTRIA
QUIMICA
METALÚRGICA TRANSPORTE OTROS
Quemas Agrícolas Biomasa Residuos Hospitalarios
Producción de Celulosa
Universidad de Concepción
Estufas a leña sin control de emisiones: 0,1 µg / ton leña
Quemas agrícolas: 30 µg / ton
Incendios forestales: 10-100 µg / ha
Motores Diesel 0,1 µg / ton Diesel
Cigarrillos: 10 pg / 100 unidades
Fuente: UNEP Chemicals (2001)
Medido como µg TEQ : equivalente tóxico a 2,3,7,8 TCDD
¡En 2002, el consumo nacional anual de cigarrillos fue de 13.259.350.421 unidades!
US$ 1.500.000.000
500 pg TEQ/ persona / año+ formaldehido + benzopireno + benceno + hidrazina
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Factor 2,3,7,8 TCDD para leña : 0,0001 µg / kg leña
Factor de Benzopireno para quema de leña: 1 - 5 mg / kg leña
Emisiones Cancerígenas de la Leña totales: 0,1 - 0,5 µg TEQ/ kg leña
O
O
Cl Cl
Cl Cl
Benzo (a) pireno
2,3,7,8 TCDD
Equivalente Cancerígeno entre 2,3,7,8 TCDD y Benzopireno:
1 mg Benzopireno = 0,1 µg TCDD
¿Cuáles son las implicancias para la salud de la población expuesta?
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Luz solar
Oxígeno (O2)
Radicales Libres (OH, O2H)
Ozono (O3)
Radicales nitrogenados (NO3 y N2O5)
Ácidos: HNO2 HNO3 H2SO4
TRANSFORMACIONES FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
Los contaminantes atmosféricos sufren transformaciones debido a los siguientes agentes ambientales:
La velocidad de los procesos de transformación depende de la radiación solar, temperatura, humedad, precipitaciones y otras características climáticas
CONTAMINANTES PRIMARIOS CONTAMINANTES SECUNDARIOS
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Partículas sólidas y líquidas que se encuentran en suspensión estable en la atmósfera. 0,0002 m - 100 m
Composición compleja:
Carbono Elemental (Hollín)
Compuestos Orgánicos
Óxidos de Si, Fe, Al
Carbonatos
Sulfatos
Nitratos
Amonio
Cloruros
Metales traza
Polen, Hongos, Bacterias
MATERIAL PARTICULADO
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Material Particulado Natural
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Material Particulado Grueso, mayor de 10 m
500 X 50 m
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Material Particulado Fino
<10 m
2.000 X 10 m
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Material Particulado Fino
< 2 m
8.000 X 2 m
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Material Particulado UltraFino
< 0,1 m
20.000 X 1 m
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Núcleo de Carbón Elemental o de Sales Inorgánicas (Sulfato,
Nitrato, Amonio)
Compuestos Adsorbidos:
Compuestos Orgánicos Condensados, Sales Inorgánicas, Metales Traza
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0,005 – 0,05 m
0,05 – 1 m
Partículas UltrafinasPartículas Finas
1-20% masa total
Centro de Sulfato Inorgánico, Sales de Amonio y/o Nitrato,
rodeado de Compuestos Orgánicos Condensados
50-90% masa total
Centro de Carbono Elemental rodeado de Compuestos Orgánicos Condensados,
Sulfatos, Nitratos, Metales traza, etc
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Procesos de Nucleación y Condensación
Procesos de Nucleación, Condensación y Coagulación
Material Particulado de Mayor Tamaño, altamente heterogéneo
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Mat. Orgánica NitratosC Elemental AmonioSulfatos
12.56 ± 9.024.55 ± 2.135.21 ± 2.733.64 ± 1.172.12 ± 0.44
16.37 ± 10.726.13 ± 1.995.28 ± 1.873.41 ± 1.121.53 ± 1.03
38.35 ± 16.4618.01 ± 6.036.54 ± 2.056.23 ± 1.585.97 ± 1.86
35.29 ± 20.1111.98 ± 7.436.02 ± 2.077.85 ± 2.236.52 ± 2.03
SiFeAlCaMgCuKClZnPbSMo
3.11 ± 1.052.37 ± 0.231.94 ± 0.042.16 ± 0.220.39 ± 0.040.25 ± 0.021.01 ± 0.220.35 ± 0.040.09 ± 0.030.01 ± 0.030.02 ± 0.030.01 ± 0.02
9.17 ± 2.334.71 ± 0.523.23 ± 0.503.62 ± 0.230.40 ± 0.050.26 ± 0.060.54 ± 0.310.31 ± 0.040.25 ± 0.130.01 ± 0.140.01 ± 0.030.02 ± 0.01
1.36 ± 3.440.97 ± 0.110.39 ± 0.050.44 ± 0.120.26 ± 0.050.17 ± 0.114.24 ± 0.830.44 ± 0.210.41 ± 0.150.03 ± 0.140.05 ± 0.030.07 ± 0.04
1.03 ± 2.010.31 ± 0.090.21 ± 0.140.24 ± 0.030.13 ± 0.040.12 ± 0.132.00 ± 0.040.25 ± 0.210.54 ± 0.210.03 ± 0.200.11 ± 0.020.09 ± 0.02
Primavera Verano Otoño Invierno
Composición Elemental del Material Particulado Urbano. Chillán, 2002-2003, (g/m3)
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Contenido de Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos
Presentes en el Material Particulado Urbano (Santiago, 2002)
HAP Concentración (ng/m3)
Benzo fluoranteno 0,062 - 0,228
Benzo perileno 0,30 - 0,72
Benzo pireno 0,227 - 0,385
Criseno 0,085 - 0,207
Fenantreno 0,074 - 0,134
Fluoranteno 0,066 - 0,116
Indeno pireno 0,20 - 0,62
Pireno 0,071 - 0,129
Antraceno 0,0127 - 0,0265
Benzo antraceno 0,039 - 0,141
Benzo fluoranteno 0,07 - 0,31
Dibenzo antraceno 0,035 - 0,075
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Dispersión OxidaciónAbsorción
CondensaciónAdsorción
Coagulación Precipitación
Inhalación directa
Ingesta de alimentos
Material Particulado
Monóxido de Carbono
Óxidos de Azufre
Óxidos de Nitrógeno
Compuestos Orgánicos
etc
Puede Afectar la Salud de las PersonasCantidad y Tipo de Contaminantes Emitidos
Forma de Emisión (altura, densidad de fuente)
Capacidad de Ventilación (Características Climáticas y Geográfica)
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DAÑO REVERSIBLE A LA SALUD
DAÑO PERMANENTE A LA SALUD
MUERTE
REACCIONES ALERGICAS
ALTERACIONES GASTRICAS
ALTERACIONES RESPIRATORIAS
ALTERACIONES NEUROLOGICAS
PROBLEMAS CARDIOVASCULARES
PARALISIS MUSCULAR
TUMORES
CANCER
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MP-10: se acumula en los pulmones.Daño en el tejido pulmonar, disminuye función pulmonar, agrava el asma
MP-2.5: penetra profundo en los pulmones Síntomas respiratorios agudos, bronquitis crónicas y muertes prematuras
Efectos sobre la Salud
Grupos vulnerables: niños, ancianos, individuos con problemas cardiovasculares ó respiratorios, asmáticos..
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MORTALIDAD DE ESPECIMENES
LD50 DOSIS (mg/kg) o o
LC50 CONCENTRACIÓN (mg/l)
RELACIÓN DOSIS – RESPUESTA .ENSAYOS DE TOXICIDAD
100%
50%
Universidad de Concepción Datos Epidemiológicos: efectos del MP10 en
la salud de las personas
Fuente: Pope, et al. 1995. Particulate air pollution as a predictor of mortality in a prospective study of U.S. adults. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 151:669-674
MP emitido de central
termoeléctrica a carbón
0 5 10 15 20 25
Partículas de Sulfato (g / m3)
Mo
rtal
idad
aju
stad
a (
mu
erte
s /
año
/ 1
00.0
00
hab
)
1000
900
800
700
600
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EMISION SO2
ABSORCION(LLUVIA ACIDA)
RECEPTORES HUMANOSEFECTOS SOBRE SALUD,CALIDAD DE VIDA, ACTIVIDAD ECONOMICA, ETC. RECEPTORES
NATURALESEFECTOS SOBRE
CALIDAD DEL AIRE, RECURSOS NATURALES,
SUELO, AGUA Y BIOTA ASOCIADA
SO3 + H2O H2SO4
FOTO OXIDACION
O2
TRANSPORTE Y TRANSFORMACION
SO2 SO3 SO4=
Material Particulado Secundario
Primario Secundario
Normas Primarias de Calidad
de Aire
Normas Secundarias
de Calidad de Aire
Normas de Emisión
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NORMAS DE CALIDAD AMBIENTAL
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Normas de Emisión
Normas de Calidad Ambiental:Primarias y Secundarias
Resoluciones de Calificación Ambiental
Compromisos Voluntarios
Normas de Protección al Patrimonio Ambiental, Histórico,
Cultural, etc
Constitución PolíticaLey de Bases del Medio Ambiente
Acuerdos Internacionales.
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Normas de Emisión: DS 90/2000 Residuos Líquidos a Aguas SuperficialesDS 46/2002 Residuos Líquidos a Aguas SubterráneasDS 609/1998 Residuos Líquidos a AlcantarilladoEmisiones de Incineración Residuos SólidosDS 148/2003 Manejo de Residuos PeligrososDS 4/1992 Emisiones de MP de Fuentes Fijas (RM) DS 1905/1993 Emisiones de MP en calderas
Otras Normas: ej. Transporte de cargas peligrosas (DS298), Almacenamiento de combustibles (DS 90/96), etc.
Normas de Calidad Ambiental:DS 113/2002 Calidad Primaria SO2
DS 114/2002 Calidad Primaria NO2
DS 59/1998 Calidad Primaria MP10
DS 136/2000 Calidad Primaria CODS 146/1997 Ruidos MolestosNorma de Calidad Primaria Aguas Superficiales DS 594/2000 Condiciones Ambientales en Lugar de Trabajo
Cuerpos Legales: Constitución Política de ChileLey General de Bases del Medio AmbienteCódigo Sanitario. Código del TrabajoAcuerdos Internacionales Ratificados por Chile
Ejemplos
Servicios de Salud
Conama
SEC
SISS
DIRECTEMAR
DGA
Min Trabajo
Min RREE
Bienes Nacionales
CONAF
Sernageomin
Agricultura
Municipios
Etc..
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Universidad de Concepción NORMAS DE CALIDAD PRIMARIA DE AIRE EN CHILE
Tiempo de Exposición
Concentración Límite
Unidades
SO2 24 h 250 g/m3
SO2 1 año 80 g/m3
NO2 1 h 400 g/m3
NO2 1 año 100 g/m3
O3 8 h 120 g/m3
CO 1 h 30 mg/m3
CO 8 h 10 mg/m3
MP-10 24 h 150 g/m3
MP-10 anual 50 g/m3
EPA: MP-2,5 24 h 65 g/m3
anual 15 g/m3
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TEMPERATURA ºC
-1 ºC / 100 m
MAYOR TEMPERATURA:
MENOR DENSIDAD
MENOR TEMPERATURA:
MAYOR DENSIDAD
Alt
ura
(m
)
10 km
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TEMPERATURA ºC
-1 ºC / 100 m
MAYOR TEMPERATURA:
MENOR DENSIDAD
MENOR TEMPERATURA:
MAYOR DENSIDAD
MAYOR TEMPERATURA:
MENOR DENSIDAD
MENOR TEMPERATURA:
MAYOR DENSIDAD
Alt
ura
(m
)
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INVERSIÓN TÉRMICA
La temperatura aumenta con la altura
Inversión por radiación (ej. inversión nocturna)
Inversión por subsidencia (ej. sistemas de alta presión).
Inversión frontal (ej. encuentro de frentes cálidos y fríos)
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Pluma
Chimenea
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CO
NC
EN
TR
AC
ION
(m
g/m
3)
DISTANCIA DESDE LA FUENTE EMISORA (km)
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Utilización de modelos de dispersión atmosféricas para
predecir el efecto de una emisión sobre la calidad atmosférica.
Y
Z
X
Hh
Perfil vertical de concentración
Velocidad del viento, v
X
X = 0
Z
Pluma instantánea
Envoltura promedio
h