Contaminación atmosfera1

8/3/2019 Contaminacin atmosfera1

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Tema 7Impactos en la atmsfera


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La contaminacin en la atmsfera

Segn la ley de Proteccin del Ambiente Atmosfrico, la contaminacin atmosfrica sedefine como:

La presencia en el aire de materias o energas que impliquen riesgo, dao o

molestia para las personas y bienes de cualquier naturaleza


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Segn esta definicin, consideraremos que la atmsfera est contaminada

cuando existan sustancias o energas, bien ajenas a la atmsfera, o biennaturales pero en una elevada concentracin.

La atmsfera dispone de mecanismos para difundir o dispersar o eliminar loscontaminantes, pero su capacidad es limitada. Cuando se superan estos lmitesaparecen situaciones preocupantes:

Calentamiento global Efecto invernadero Destruccin de la capa de ozono Lluvias cidas


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La contaminacin atmosfrica es un proceso que se ha agravadoltimamente, pero no es nuevo:

En el siglo XIII, en Londres, la poblacin comenz a quejarse de la excesivacantidad de polvo de carbn y de holln en el aire. Se lleg a prohibir el usodel carbn de piedra.

En Talavera en 1600 se impusieron una serie de medidas para evitar lacontaminacin de los hornos de cermica.

A partir de la revolucin industrial, los episodios de contaminacin son msnumerosos. Los ms ms famosos de este siglo sucedieron en Meuse Valley,Blgica; Donora, Pensilvania; y Londres, Inglaterra.

La peor contaminacin ocurri en Londres, cuando una densa nube de aire

contaminado (combinacin de humo y niebla) se form sobre la ciudad endiciembre de 1952, y permaneci hasta marzo de 1953. En slo una semanafallecieron ms de 4 000 personas, y ms de 8 000 personas fallecieron a lolargo de seis meses. Los tres episodios de contaminacin del aire


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"No haba cuerpos en las calles (...) pero las empresas fnebres se quedaron sin atades y lasfloreras sin flores", dijo el doctor Robert Waller, que trabajaba en el hospital St. Batholomew's.

El fenmeno se extendi durante cuatro das.

El smog se introdujo en todas partes, la pera La Traviata fue interrumpida en el primer acto en elteatro Sadler's Wells, se caminaba a ciegas por los pasillos de los hospitales y las escuelas cerraronlas aulas.

Tambin se vio afectado el servicio de trenes, en tanto fueron cerrados los aeropuertos.

El actual alcalde de la ciudad, Ken Livingstone, record la "buena noticia" de que no tena queacudir a clases. "La neblina era tan gruesa que se recomend a los mayores que no se arriesgaran aperder los nios", agreg. "Mis padres salan a la calle con el rostro cubierto por un pauelo".

Tras los sucesos de 1952, el gobierno alent la eliminacin del carbn como combustible para lacalefaccin. Actualmente, el aire de Londres es controlado en forma permanente gracias a 80

estaciones de monitoreo repartidas por la capital.

Los expertos aseguran que la lucha hoy es contra las emisiones de los automviles.

Fuente: BBC Diciembre 6, 2002


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Otros acontecimientos importantes relacionados con la contaminacin atmosfrica en el siglo XX

1970Se crea en Estados Unidos la EPA (Environmental Protection Agency) y pone en

marcha las primeras medidas para lograr un aire limpio de la CAA (Clean Air Acta)

1972 Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente en Estocolmo

1970-75 Se detectan los daos causados por la lluvia cida

1972 La Comunidad Europea decida adoptar una poltica medioambiental

1976 Escape de dioxina en Sveso (Italia)

1984Mueren ms de 2000 personas en el accidente de la planta de Union Carbide en

Bhopal (India) en el que se produce un escape de gas txico.

1985-86 Se confirma la existencia del "agujero" de ozono en la Antrtida

1985-90Alerta sobre el posible cambio climtico provocado por gases con efectoinvernadero

1986 Comienza a comercializarse la gasolina sin plomo en Gran Bretaa

1987 Protocolo de Montreal para limitar la produccin de CFC


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Fuentes de contaminacin

Los contaminantes presentes en la atmsfera proceden de dos tipos defuentes emisoras bien diferenciadas: las naturales y las antropognicas.En el primer caso la presencia de contaminantes se debe a causasnaturales, mientras que en el segundo tiene su origen en las actividades

humanas.


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Fuentes de contaminacin natural

Se deben a procesos geolgicos, biolgicos, de la hidrosfera o atmosfricos.

Geolgicos: Erupciones volcnicas (SO2, CO2,H2S, cenizas.)

Emisiones de gases del suelo CH4, NO,


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Biolgicos:

Respiracin seres vivosFermentaciones

Incendios forestalesPolinizacin vegetal


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Atmosfricas:Descargas elctricas en lastormentas que liberan

xidos de nitrgeno

Hidrosfera:Liberacin de gases en los

ocanos CO, CO2, CH4


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Contaminantes Naturales del Aire

Fuente Contaminantes

Volcanes xidos de azufre, partculas

Fuegos forestales Monxido de carbono, dixido de carbono,

xidos de nitrgeno, partculas

Vendavales Polvo

Plantas (vivas) Hidrocarburos, polen

Plantas (en descomposicin) Metano, sulfuro de hidrgeno

Suelo Virus, polvo

Mar Partculas de sal


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Fuentes artificiales o antropognicas

Procede de las distintas actividades humanas. Destaca especialmente lacombustin de combustibles fsiles y sus derivados, bien en la industria comoen centrales trmicas o siderometalrgicas, en el transporte o en el usodomstico.

Otras fuentes antrpicas son debidas a las actividades agrcolas y ganaderas,como la quema de bosques para aumentar el suelo agrcola, la quema derastrojos, la emisin de gases por los fertilizantes (N2), por el ganado (CH4producido en el tubo digestivo). Una fuente de emisin que est creciendo esla incineracin de residuos slidos, esta prctica si no se realiza de manera

adecuada puede producir emisiones de N2, CO2, NO, SO3, dioxinas, etc.


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uIncineracin de residuosSiderurgia

Trfico

Quema de rastrojos

Refineras de petrleo

Agricultura y ganadera


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Focos de emisin

Contaminante Antropognicos%

Naturales%

Aerosoles 11.3 88.7

SOx 42.9 57.1

CO 9.4 90.6

NO 11.3 88.7

HC 15.5 84.5


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Procesos industriales

Focos fijos

Industriales

Instalaciones fijas de combustin

Domsticos Instalaciones de calefaccin

Focos mviles

Vehculos automviles

Aeronaves

Buques

Focos compuestosAglomeraciones industriales

reas urbanas


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El conjunto de contaminantes generados en estos procesos tiene menorvolumen que los contaminantes naturales, pero los efectos producidos sonperores en el caso de los contaminantes artificiales debido a su mayor

reactividad.

El tiempo que un contaminante permanece en la atmosfera se llama

tiempo de residencia y depende del tipo de contaminante y de lascondiciones atmosfricas (lluvia, viento, inversiones trmicas)

Tiempo deresidencia

Gases: Depende de su capacidad reactiva

Partculas: Depende de su tamao

Unidadesde medida

Gases: ppm, ppb, cm3/m3

Partculas: g/m3 o mg/m3


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La cantidad mxima de contaminacin est regulada por la legislacin ambiental decada pas, que establece unas concentraciones de referencia por encima de lascuales se considera que existe contaminacin atmosfrica y hay que tomar lasmedidas adecuadas.

Contaminante Perodo de referencia Valor lmite Observaciones

Partculas (PM10)

Anual 30 g/m3

24 horas 50 g/m3Se podr sobrepasar 25 das

al ao

Dixido de azufre

1 hora 350 g/m3Se podr sobrepasar 24

horas al ao.

24 horas 125 g/m3Se podr sobrepasar 3 das al

ao

Dixido de nitrgeno1 hora 200 g/m3

Se podr sobrepasar 8 horas

al ao

Anual 40 g/m3

Plomo Anual 0.5 g/m3


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Tipos de contaminantes

Se pueden hacer distintas clasificaciones:

Radiaciones ionizadasRadiaciones no ionizadas

Contaminacin sonora

GasesPartculas

Olores

Sustanciasqumicas

Formas deenerga.

Segn lanaturaleza delcontaminante:


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Tipos de contaminantes

Inocuos

NocivosSegn la Toxicidad del contaminante:

Son los contaminantes primariosmas la radiacin solar o el vapor

de aguaSecundarios

Primarios

Segn la Procedenciadel contaminante:


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Contaminantes primarios

Proceden directamente de la fuente de emisin y se encuentran tal y comofueron emitidos.

Sus fuentes son perfectamente identificables y en conjunto supone el 90% delos contaminantes del aire.

Su naturaleza fsica y sucomposicin qumica es muyvariada, si bien podemosagruparlos atendiendo a supeculiaridad ms caracterstica

tal como su estado fsico (casode partculas y metales), oelemento qumico comn(caso de los contaminantesgaseosos).


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Entre los contaminantes atmosfricos ms frecuentes que causan alteraciones en la atmsfera seencuentran:

Aerosoles (en los que se incluyen las partculas sedimentables y en suspensin y los

humos). xidos de azufre, SOx. Monxido de carbono, CO. xidos de nitrgeno, NOx. Hidrocarburos, Hn Cm. Ozono, O3. Anhdrido carbnico, CO2.

Adems de estas sustancias, en la atmsfera se encuentran una serie de contaminantes que sepresentan ms raramente, pero que pueden producir efectos negativos sobre determinadas zonaspor ser su emisin a la atmsfera muy localizada. Entre otros, se encuentra como ms significativoslos siguientes:

Otros derivados del azufre. Halgenos y sus derivados. Arsnico y sus derivados. Componentes orgnicos. Partculas de metales pesados y ligeros, como el plomo, mercurio, cobre, zinc. Partculas de sustancias minerales, como el amianto y los asbestos. Sustancias radiactivas.


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Dada su presencia natural en la atmsfera y su falta detoxicidad, no deberamos considerarlo una sustanciaque contamina, pero se dan dos circunstancias que lohacen un contaminante de gran importancia en laactualidad:

Es un gas que retiene rayos infrarrojos y produce el efectoinvernadero; y

Su concentracin est aumentando en los ltimos deceniospor la quema de los combustibles fsiles y de grandesextensiones de bosques

CO2
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Carbon-dioxide-3D-vdW.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Carbon-dioxide-2D-dimensions.png


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Alrededor del 90% del que existe en la atmsfera se formade manera natural, en la oxidacin de metano (CH4) porreacciones fotoqumicas. Se va eliminando por su oxidacina CO2.

La actividad humana lo genera en grandes cantidades

siendo, despus del CO2, el contaminante emitido en mayorcantidad a la atmsfera por causas no naturales. Procede,principalmente, de la combustin incompleta de la gasolinay el gasoil en los motores de los vehculos.

CO
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SOx

SO2

Incluyen el dixido de azufre (SO2) y el trixido

de azufre (SO3).

Su vida media en la atmsfera es corta, de unos2 a 4 das. Casi la mitad vuelve a depositarse enla superficie hmedo o seco y el resto seconvierte en iones sulfato (SO4

2-).
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Sulfur-dioxide-2D.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Sulfur-dioxide-3D-vdW.png


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NOx (conjunto de NO y NO2)

Muy importante en la formacin del smog fotoqumico, del nitrato de peroxiacetilo(PAN) e influye en las reacciones de formacin y destruccin del ozono, tantotroposfrico como estratosfrico, as como en el fenmeno de la lluvia cida. Enconcentraciones altas produce daos a la salud y a las plantas y corroe tejidos ymateriales diversos.

Las actividades humanas que los producen son, principalmente, las combustionesrealizadas a altas temperaturas. Ms de la mitad de los gases de este grupo emitidosen Espaa proceden del transporte.

xido nitroso (N2O) En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170 aos. Va desapareciendo en la

estratosfera en reacciones fotoqumicas que pueden tener influencia en la destruccinde la capa de ozono. Tambin tiene efecto invernadero.

Procede fundamentalmente de emisiones naturales (procesos microbiolgicos en elsuelo y en los ocanos) y menos de actividades agrcolas y ganaderas (alrededor del10% del total).

Oxidos de nitrgeno NOx
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Nitrogen-dioxide-3D-vdW.png


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Es un contaminante primario que se forma de manera natural

Desaparece de la atmsfera a consecuencia, principalmente, de reaccionar conlos radicales OH formando, entre otros compuestos, ozono. Su vida media en latroposfera es de entre 5 y 10 aos. Contribuye al efecto invernadero.

Metano (CH4)

Otros hidrocarburos

En la atmsfera estn presentes muchos otros hidrocarburos, principalmenteprocedentes de fenmenos naturales, pero tambin originados por actividadeshumanas, sobre todo las relacionadas con la extraccin, el refino y el uso delpetrleo y sus derivados.

Sus efectos sobre la salud son variables. Algunos no parece que causen ningndao, pero otros afectan al sistema respiratorio y podran causar cncer p. ej.benceno.

Intervienen de forma importante en las reacciones que originan el "smog"fotoqumico.


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Molculas orgnicas formadas por tomos de Cl y F unidos a C. Por

ejemplo CCl3F (Fren-11) o CCL2F2 (Fren-12). Se han utilizadomucho en los "sprays", frigorficos, etc.Son los principalesresponsables de la destruccin de la capa de ozono.

Clorofluorocarburos CFCs


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En la atmsfera permanecen suspendidas substancias muy distintas comopartculas de polvo, polen, holln (carbn), metales (plomo, cadmio)

Partculas y aerosoles

Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los materiales

muy pequeos, slidos o lquidos.

Partculas se suele llamar a los slidos que forman parte delaerosol.

Se suele llamar polvo a la materia slida de tamao un pocomayor (de 20 micras o ms).


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Contaminantes secundarios

Se generan a partir de los primariosal reaccionar entre s o con laradiacin solar o el vapor de agua.

No provienen directamente de losfocos emisores y poseen un granpoder oxidante.

Son los responsables de ladenominada contaminacinfotoqumica.


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El ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie de la

Tierra, es un importante contaminante secundario. El que se encuentra enla zona ms cercana a la superficie se forma por reacciones inducidas porla luz solar en las que participan, principalmente, los xidos de nitrgeno ylos hidrocarburos presentes en el aire (COV). Es el componente ms dainodel smog fotoqumico y causa daos importantes a la salud, cuando esten concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los

rboles.

Ozono troposfrico


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En Espaa, como en otros pases mediterrneos, durante el verano se dancondiciones meteorolgicas favorables para la formacin de ozono: altastemperaturas, cielos despejados, elevada insolacin y vientos bajos,
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/Dibenzo-p-dioxin-numbering-2D-skeletal.png


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Las dioxinas son compuestos qumicos obtenidos a partir de procesosde combustin que implican al cloro. El trmino se aplicaindistintamente a las policlorodibenzofuranos (PCDF) y laspoliclorodibenzodioxinas (PCDD).

Son estables qumicamente, poco biodegradables y muy solubles enlas grasas, tendiendo a acumularse en suelos, sedimentos y tejidosorgnicos, pudiendo penetrar en la cadena alimentaria. Posible efectocancergeno.

Las dioxinas y los furanos se producen principalmente de dosmaneras:

1. En el proceso de fabricacin de algunos pesticidas, conservantes,desinfectantes o componentes del papel;

2. Cuando se queman a bajas temperaturas materiales como algunosproductos qumicos, gasolina con plomo, plstico, papel o madera.

Dioxinas
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/Dibenzo-p-dioxin-numbering-2D-skeletal.png


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Dispersin de los contaminantes

Hay que distinguir:

EMISIN: Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en unperiodo de tiempo determinado. Se mide a la salida del foco emisor.

INMISIN: Cantidad de contaminantes presentes en una atmosfera

determinada, una vez transportados, difundidos, y mezclados en ella y a laque estn expuestos los seres vivos y los materiales que se encuentran bajosu influencia

Emisiones

Inmisiones


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Dispersin de los contaminantes

1. La mayor parte de loscontaminantes se difunden en laparte baja de la troposfera, dondeinteractan entre s y con losdems compuestos presentes,antes de su deposicin.

2. Otros ascienden a alturasconsiderables y son transportadoshasta lugares muy alejados delfoco emisor.

3. Un tercer grupo, ms reducido,puede llegar a traspasar latropopausa e introducirse en laestratosfera.

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