Universidad de Chile Facultad de Ciencias Fsicas y Matemticas Elementos de Contaminacin Atmosfrica

El Dixido de Azufre y sus Efectos sobre las Plantas

Nombre: Carlos Castillo Caro.

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INDICE INTRODUCCIN.............................................................................................3 PREMBULO..................................................................................................4 DIXIDO DE AZUFRE..................................................................................12 NORMAS AMBIENTALES Y EL DIXIDO DE AZUFRE...............................24 EL EFECTO DEL DIXIDO DE AZUFRE SOBRE LA VEGETACIN............28 CONCLUSIONES...........................................................................................68 BIBLIOGRAFIA.............................................................................................70 ANEXOS........................................................................................................71

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INTRODUCCIN Los efectos del dixido de azufre sobre los vegetales, son necesarios para la realizacin de una adecuada formulacin de una norma secundaria para la emisin de dixido de azufre. Por lo tanto, es por eso que este trabajo tiene como objetivo principal la investigacin y descripcin de los efectos, tanto positivos como negativos, del dixido de azufre sobre las plantas. En este trabajo se parte realizando un prembulo introductorio del dixido de azufre; en la seccin 1 se describen las principales caractersticas y

propiedades del dixido de azufre; en la seccin 2 se muestran lo que son las normas ambientales y las vigentes en Chile para el SO 2 ; en la seccin 3 se describen los efectos que provoca sobre los vegetales el SO 2 considerando varias caractersticas ambientales en su anlisis.

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PREMBULO Las emisiones de SO 2 se suelen separar segn su origen en antrpicas y naturales. Entre las primeras se encuentran aquellas asociadas a la quema de combustibles fsiles, biomasa y a la fundicin de metales. De las emisiones naturales de azufre, las principales corresponden a las emisiones ocenicas de dimetilsulfuro (DMS) y a las emisiones volcnicas de azufre (e.g. Rodhe, 1999). La tabla 1 muestra los rangos de los valores de las emisiones usadas en los trabajos de modelacin del ciclo de azufre (Haywood y Boucher y citas all contenidas, 2000, IPCC, 2001).

EMISIONES GLOBALES Antropognicas Volcnicas Ocenicas Totales

VALORES (Tg S/ ao) 65-92.4 3-14 16-25 91.7-125.5

Tabla 1: Inventario global de emisiones de azufre (Tg s/ao). Informacin obtenida de Ha ywood y Boucher (2000)

Las emisiones antrpicas se pueden agrupar en fuentes mviles o fijas. Dentro de las primeras se encuentra el transporte pblico y privado ya sea de carga o de pasajeros y, en las segundas, se encuentran las calderas, hornos, centrales termoelctricas, fundiciones de metales, etc. a excepcin de las centrales termoelctricas y las fundiciones, las fuentes mencionadas estn vinculadas a los centros urbanos y, en general, las emisiones de azufre sern mayores mientras ms grande y ms desarrollada sea la ciudad (e.g. Benkovitz et al, 1996).

Las emisiones naturales representan el 25% de las emisiones totales de azufre a la tropsfera (Graf et al., 1997). Las nicas fuentes de azufre, no biolgicas, significativas son las erupciones volcnicas y las fumarolas. De estas,

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las emisiones volcnicas son

de una gran variabilidad tanto espacial como

temporal. De los ms de 100 volcanes activos que existen en Chile, slo dos han sido estudiados y reportados en la literatura cientfica, estos son el Lscar (23.4S, 67.7W, 5592 m.s.n.m.) y el Lonquimay (38.4S, 71.6W, 2856 m.s.n.m.). El primero representa una fuente continua con una emisin estimada de 1200 MgS/da mientras que el segundo representa una fuente espordica con una emisin estimada de 3900 MgS/da (Andres y Kasgnoc, 1998).

Las fuentes biolgicas de azufre son las emisiones de DMS asociadas a las algas planctnicas que emiten compuestos sulfurados voltiles principalmente en forma de DMS (e.g., Charlson et al., 1987; Heintzenberg et al. 2003) y las emociones de cido sulfhdrico (H 2 S) producto de la descomposicin de la materia orgnica. Si bien en los ltimos 10 a 15 aos se han realizado trabajos que han prestado informacin valiosa en cuanto a produccin primaria, respiracin planctnica e intercambio de gases entre ocano-atmsfera en las costas de Chile, no se han realizado estudios para conocer la taxonoma o metabolismos de tal manera de evaluar la produccin y destino del DMS (Scholes et el, 2003).

Las emisiones volcnicas corresponden a fuentes puntuales que inyectan los compuestos de azufre en niveles superiores a la capa lmite planetaria (CLP), en tanto que los ocanos representan fuentes de rea que emiten a nivel del mar. Estas ltimas se concentran en reas biolgicamente productivas como zonas de surgencia, mientras que las primeras estn distribuidas en torno al planeta entre los lmites de las placas de la corteza terrestre (Graf et al., 1997).

Impactos del azufre oxidado Existen diversos estudios que indican los efectos en la salud de las personas de los compuestos oxidados de azufre, as como en la agricultura y tambin en la atmsfera y el clima. A continuacin se presenta en forma resumida algunos de los impactos de estos compuestos. 5

Salud El ser humano est expuesto permanentemente a diversos contaminantes que se encuentran en el aire, tanto en recintos exteriores como interiores, en especial en las ciudades o centros urbanos y en zonas cercanas a centros industriales o procesos relacionados a la minera. No son los contaminantes en s los que causan enfermedades sino ms bien los responsables de ser los irritantes y los que disminuyen la resistencia a los virus y bacterias, agentes causantes de las enfermedades. Se reconoce al azufre como un contaminante capaz de causar dao severo a la salud de las personas, en especial entre los infantes, los ancianos y los asmticos (CONAMA, 2001). Ante altas concentraciones de SO 2 se pueden producir efectos severos como bronco constriccin, bronquitis crnica, bronco espasmos en asmticos, etc.. Segn la Organizacin Mundial de la Salud (OMS), exposiciones de la poblacin a una media diaria mayor a 500 g/m3 produce un exceso de mortalidad, en tanto que para exposiciones entre 500 g/m 3 y 250 g/m 3 se observa un aumento de las enfermedades respiratorias agudas. Por ltimo, para exposiciones de la poblacin a una media anual mayor de 100 g/m3 se produce un aumento de los sntomas o enfermedades respiratorias (WHO, 1999).

En Chile la legislacin ambiental contempla Normas Primarias y Secundarias. Las primeras se refieren a la proteccin de la salud de las personas y tienen validez para todo el pas mientras que las Normas Secundarias se refieren a la proteccin del medio ambiente o naturaleza y tienen validez para las zonas para las que las decretan. En la tabla 2 se muestran los valores actualmente vigentes para el dixido de azufre (SO 2 ) (CONAMA, web

www.conama.cl). Cabe mencionar que la diferencia entre la zona norte y sur del pas esta dada por la diferencia entre las vegetaciones y el carcter de la norma secundaria. El lmite de estas zonas corresponde a una lnea imaginaria que va desde la cordillera hasta la costa partiendo de la fundicin de Caletones de

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CODELCO al interior de Rancagua y siguiendo luego el lmite regional entre la regin Metropolitana y la VI regin.

Norma Primaria

Valor (g/m 3 ) Media Anual Promedio 24 horas 80 250 80 365 1000 60 260 700

Secundaria Zona Norte

Media Anual Promedio 24 horas Mximo horario Media Anual Zona Sur Promedio 24 horas Mximo Horario

Tabla 2: Normas de Calidad de Aire Primarias y Secundarias para Azufre segn lo establecido en la legislacin ambie ntal vigente.

Vegetacin y agricultura Los efectos de los contaminantes sobre la vegetacin y la agricultura dependen de una serie de factores, entre ellos el tiempo de exposicin y caractersticas morfolgicas de las plantas, tales como el tamao de la hoja, el ndice del rea foliar y la cobertura. Se estima que en la zona central de Chile las concentraciones existentes de SO 2 podran provocar daos en los cultivos e

incluso ocasionar prdidas en la productividad (Garca-Huidobro et al, 2001). Adems, sin perjuicio de la legislacin chilena vigente, hay evidencia que indica que se detecta la aparicin de efectos crnicos en la vegetacin para una exposicin a una media anual de 30 g/m 3 (Sanders et al, 1995), cuestin que hace pertinente estimar la extensin de las zonas sometidas a tales niveles. Esto tambin puede ser de inters en la zonas agrcolas del Norte Grande, por ejemplo en el Valle del Ro Copiap o el Valle del Ro Huayco.

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Balance radiativo Los aerosoles introducen un forza miento en el balance de energa del planeta a travs de mecanismos conocidos como el efecto directo, semidirecto e indirecto (e.g., Haywood y Boucher, 2000; Lohman et al., 2001). Forzamiento radiativo en el sistema superficie-tropsfera del sistema climtico, segn el informe cientfico del Cambio Climtico del IPCC (IPCC, 2001), se define como el cambio, producto de la perturbacin o introduccin de un agente, en la irradianza neta (solar ms onda larga, en W/m2 , hacia abajo menos hacia arriba) despus de permitir el ajuste de la temperatura estratosfrica a su equilibrio radiativo pero manteniendo el estado y la temperatura de la tropsfera y superficie en sus valores no perturbados. Esta definicin esta basada en estudios que consideraban una relacin lineal entre el forzamiento radiativo global en el tope de la tropsfera y el ajuste en la temperatura superficial media del planeta. Sin embargo, trabajos recientes indican que la respuesta climtica a gases de efecto invernadero puede ser sensible a la altura, latitud y el tipo de forzamiento (Brasseur et al., 2003).

Efecto directo: Este efecto se refiere a la porcin de la radiacin solar incidente que es absorbida o dispersada por los aerosoles. El efecto directo depende, entre otros, de la composicin de los aerosoles, su estado de mezcla en la atmsfera, su capacidad de absorcin y dispersin de luz, su respuesta a variaciones en la humedad y a loas ciclos biogeoqumicos de las distintas especies que componen los aerosoles.

Efecto semidirecto: Se refiere al efecto del holln o carbn elemental que tiene la propiedad de absorber la energa solar calentando as la atmsfera y reduciendo la energa solar en la superficie, con la consiguiente tendencia a aumentar la estabilidad esttica de la atmsfera y por lo tanto suprimir la conveccin y formacin de nubes. Los aerosoles sulfatos no presentan este efecto (Lhomann et al 2001, Ramanathan et al 2001).

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Efecto indirecto: Este afecta el balance radiativo de dos maneras distintas. La primera de ellas es por medio del aumento del nmero de ncleos de condensacin por una mayor concentracin de aerosoles, produciendo un aumento en la concentracin de gotas de nube y, para un contenido de agua constante, disminuye el radio de las gotas, este efecto se conoce como albedo de nube o primer efecto indirecto. La segunda hace referencia al hecho que al disminuir el radio de las gotas de nube disminuye la eficiencia de precipitacin de tal manera que aumenta el contenido de vapor de la nube, la duracin de la nube y el espesor de esta. Este efecto se conoce como tiempo de vida de la nube o segundo efecto indirecto. El ciclo hidrolgico no slo se ve afectado por este segundo efecto indirecto, sino tambin por la disminucin de la energa solar en la superficie. Ramanathan et al (2001 y citas all contenidas) sostienen que gran parte de la disminucin de energa en la superficie puede ser compensada (en promedios globales anuales) por una disminucin en la evaporacin y por lo tanto una disminucin en la precipitacin. Esto ltimo se aprecia en estudios con modelos numricos de circulacin de ocano-atmsfera acoplados (Ramanathan et al., 2001).

Si bien es sabido que los aerosoles troposfricos ejercen, mayoritariamente, un efecto de enfriamiento por su forzamiento en el balance radiativo (e.g., Haywood y Boucher, 2000) no hay acuerdo en torno a la magnitud de este fenmeno (e.g., IPCC, 2001). Segn el Panel Intergubernamental de Cambio Climtico (IPCC, por sus siglas en ingls), el rango del forzamiento directo para aerosoles de sulfato es de -0.2 a -8.8 W m -2 , con la mejor estimacin en -0.4 W m -2 (IPCC, 1995; IPCC, 2001). El nivel de confianza subjetivo asignado a esta estimacin es bajo. Para el reforzamiento indirecto, producido por la variacin en las propiedades pticas de las nubes, el rango sugerido es de 0 a -1.5 W m-2 y no hay mejor estimacin para este reforzamiento (IPCC, 1995; IPCC, 2001). El nivel de confianza para el efecto indirecto se clasific como muy bajo. A diferencia de los gases invernaderos, los aerosoles antrpicos tienen un tiempo de residencia 9

corto, alrededor de unos pocos das (e.g., Charlson et al., 1992). Esto hace que su forzamiento tenga una distribucin espacial y temporal no uniforme y que su efecto se concentre en torno a las fuentes de emisin. En cambio, el forzamiento de gases de efecto invernadero (GEI) que, tpicamente presentan tiempos de recambio de aos, dcadas y centurias, es de alcance global (Heitzenberg et al., 2003). Ms an, el efecto de forzamiento radiativo asociado a los GEI se demora dcadas en provocar cambios climticos, en tanto que los aerosoles tienen un efecto ms inmediato (Heitzenberg et al., 2003).

Impactos globales del azufre oxidado Dado que aproximadamente el 90% de las emisiones industriales de azufre oxidado provienen del Hemisferio Norte (HN), la mayor perturbacin del balance radiativo se encuentra en ese hemisferio (Charlson et al, 1992). En tanto que en el Hemisferio Sur (HS), las emisiones naturales provenientes, principalmente, de las emisiones ocenicas de DMS, son mayores que las antrpicas (e.g., Rodhe et al, 1995). Segn estimaciones de inicios de la dcada del 90, el contenido del azufre en la atmsfera en el HN ha aumentado de 190 a 530 GgS desde comienzos de la era industrial, en cambio en el HS el aumento ha sido solo de 160 a 230 GgS (Langner et al., 1992).

Haywood y Boucher (2000) revelan que la razn HN/HS en el promedio anual de forza miento radiativo vara entre 2.0 y 8.7. As mismo muestran que el forzamiento radiativo es entre 1.3 y 3.4 veces mayor sobre los continentes que sobre los ocanos. El patrn espacial del promedio anual del forzamiento radiativo directo se puede apreciar en la figura, donde se puede observar que los mayores forzamientos se encuentran en el HN y principalmente sobre Amrica del Norte, el sudeste de Europa y el este de Asia. En el HS se aprecian dos regiones de mximo forzamiento: uno en la costa oeste de frica y otro en la costa occidental de Sudamrica, en la zona correspondiente al norte de Chile y sur de Per. Esto revela el impacto de las fuentes mineras en el norte de Chile y el sur del Per y en frica del sur. 10

La deposicin cida de SO x (SO 2 y sulfato) y otros compuestos acidulantes ha sido abordada en diversos estudios (e.g. Rodhe et al., 2002). Se sabe de sus efectos en ecosistemas terrestres sensibles en Europa, Amrica del Norte y China en tanto en el resto del mundo sus efectos son menos conocidos. Simulaciones de este fenmeno muestran mximos niveles de acidez en las precipitaciones en extensas regiones ubicadas en el este de Amrica del Norte, Europa y el este de Asia, tambin se encuentran regiones con niveles altos de acidez en California, frica del Sur y a lo largo de la costa oeste de Amrica del Sur (Rodhe et al., 2002). Estos autores postulan las fundiciones de cobre en el norte de Chile como las responsables de los altos niveles de acidez simulados en la regin.

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1.-DIXIDO DE AZUFRE (SO 2 )

1.1 Denominaciones NCAS: 7446-09-5. Nombre registrado: Dixido de azufre. Nombre qumico: Dixido de azufre. Sinnimos o nombres comerciales: xido de azufre(IV), dixido de azufre, anhdrido sulfuroso, cido sulfuroso. Nombre qumico (alemn): Schwefeldioxid. Nombre qumico (francs): Dioxide de sulfure. Nombre qumico (ingls): Sulphur dioxide. Aspecto general: Gas incoloro, no inflamable, penetrante, con olor a azufre en combustin; en dilucin, tiene olor a vinagre.

1.2 Datos Fsico-Qumicos Bsicos Frmula emprica: SO 2. Masa molecular relativa: 64,06 g. Densidad: 1,46 g/cm3 a -10C (lquido); 2,93 g/l a 20C (gas). Densidad relativa del gas: 2,26. Punto de ebullicin: -10C. Punto de fusin: -75,5C. Presin de vapor: 331 kPa a 20C. 4,62 kPa a 30C. 842 kPa a 50C. Umbral de olor: 0,3-1 ppm (en el aire). Solvlisis: En agua: 112,7 g/l a 20C (1013 mbar). 228,3 g/l a 0C (1013 mbar). Se disuelve fcilmente en alcohol, benceno, acetona, tetracloruro de carbono; totalmente miscible con ter, disulfuro de carbono, cloroformo y glicol.

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1.3 Procedencia y Aplicaciones Aplicaciones: El dixido de azufre se utiliza para fines muy diversos, por ejemplo, como agente reductor en metalurgia, como frigorfero en la industria del fro; como desinfectante y blanqueador, para la conservacin de sustancias alimenticias; como decolorante y fumigante. El dixido de azufre es uno de los compuestos ms importantes de la industria qumica. El 98% del SO 2 tcnico se utiliza para la produccin de trixido de azufre como precursor del cido sulfrico.

Procedencia: El dixido de azufre se emite espontneamente en la Naturaleza por vulcanismo y procesos de combustin, que corresponden a aproximadamente el 20% del total del dixido de azufre presente en la atmsfera.

El impacto ambiental generado por el ser humano proviene en primera lnea de la produccin energtica y trmica, derivado del consumo y quema de combustibles fsiles sulfurosos (carbn, petrleo, gas natural, etc.) en usinas elctricas e instalaciones de calefaccin a distancia, en la industria, en el hogar y en el trnsito vehicular. Los combustibles lquidos y gaseosos, no presentan los mismos problemas de emisin de SO 2, que el carbn, pues la mayor parte del azufre nocivo se elimina durante el procesamiento del gas natural y durante el refino del petrleo. De ah, que los vehculos, con sus carburantes de petrleo refinado, no constituya una fuente grave de contaminacin de SO 2 . La tecnologa disponible para la eliminacin del azufre depende del estado gaseoso o lquido del carburante, y no es fcilmente transferible a los slidos.

El producto tcnico se obtiene a partir del azufre elemental, de la pirita, menas de sulfuro de metales no ferrosos, del yeso, la anhidrita y de los gases fumantes. La mayor parte de las gangas sulfurosas se concentran y luego se tuestan en presencia de aire, con el fin de convertir los sulfuros en xidos, que se reducen con mayor facilidad. Algunas reacciones tpicas de esta categora son:

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2ZnS + 3O2 2CU2S + 3O2

2ZnO + 2SO22Cu2O + 2SO2

Cantidades producidas: Excluyendo la produccin del azufre elemental y de piritas, en 1000 t de azufre. A nivel mundial URSS EEUU Japn 5.820 1.700 1.380 1.370

Produccin a partir de piritas, en 1.000 t de azufre (1975) 11.000

A nivel mundial -

Produccin a partir de yacimientos metalferos y azufre, en 1.000 t de azufre (1992) 20.000

A nivel mundial

Cantidades emitidas (estimadas): Las emisiones naturales a nivel mundial se estimaron en 750 x 10 6 toneladas. De ellas, las emisiones generadas por accin antrpica se elevaron a 100 x 10 6 toneladas.

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1.4 Toxicidad en seres humanos. La toxicidad del dixido de azufre en los seres humanos, es posible resumirla en las tablas 3 y 4.25 g/m3 (promedio anual) 225 g/m3 (promedio anual) 200 g/m3 (mx. diario, 30 min) 200 g/m3 (valores de 24h) 1,3 mg/m3 (40 min) 53,3 mg/m3 (10-30 min) 133,2 mg/m3 (60 min) Creciente frecuencia de afecciones de las vas respiratorias profundas (UNECE, 1984) Creciente frecuencia de sntomas respiratorios; disminucin de la funcin pulmonar en nios de 5 aos (UN-ECE, 1984) signif icativo incremento de casos de falso Krupp en nios (AFRL, 1987) aumento de la mortalidad entre personas mayores (AFRL, 1987) Estenosis de las vas respiratorias en asmticos (AFRL, 1987) Fuertes irritaciones, muy desagradables(DFG, 1988) intensa irritacin de las mucosas, neumorragia y edema pulmo nar, espasmo de glotis con riesgo de asfixia (DFG, 1988)

Tabla N 3: Toxicidad del dixido de azufre en los seres humanos.Concentracin (g/m3 ) 400 - 900 garganta y silbidos en el pecho) en personas con asma. Incremento de los trastornos respiratorios en personas con asma y posible 500 - 1700 agravamiento de las personas con enfer medades pulmonares y cardacas. Incremento signif icativo de los trastornos respiratorios en personas con 1700 - 2300 asma y agravamiento de las personas con enfermedades pulmonares y cardacas. Trastornos respiratorios severos en personas con asma y riesgo serio de 2300 - 2900 agravamiento de las personas con enfermedades pulmonares y cardacas. Cambios en la funcin pulmonar y trastornos respiratorios en ind ividuos > 2900 sanos. Efecto observado Posible incremento de los trastornos respiratorios (tos, irritacin de la

Tabla N4: Efectos en la salud humana por exposicin a dixido de azufre en 24 horas La toxicidad para vegetales se detalla ms adelante.

1.5 Efectos caractersticos:

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Seres humanos: El SO2 es higroscpico, es decir, cuando est en la atmsfera reacciona con la humedad y forma aerosoles de cido sulfrico y sulfuroso que luego forman parte de la llamada lluvia cida. La intensidad de formacin de aerosoles y el perodo de permanencia de ellos en la atmsfera depende de las condiciones meteorolgicas reinantes y de la cantidad de impurezas catalticas (sustancias que aceleran los procesos) presentes en el aire. Los efectos pueden aparecer de forma no inmediata. Se recomienda vigilancia mdica. Entre los efectos que puede causar en la salud de los seres humanos, destaca:

Opacamiento de la crnea (queratitis). Dificultad para respirar. Inflamacin de las vas respiratorias. Irritacin ocular por formacin de cido sulfuroso sobre las mucosas hmedas.

Alteraciones psquicas. Edema pulmonar. Bronquitis Paro cardaco. Colapso circulatorio. La evaporacin rpida del lquido puede producir congelacin. La sustancia puede causar efectos en el tracto respiratorio, dando lugar a reacciones asmticas, espasmos reflejos, parada respiratoria.

La exposicin puede producir la muerte.

Plantas: Lesiones visibles de las partes areas de la planta por accin directa. El SO 2 ingresa a las hojas a travs de los estomas y, al afectar el mecanismo de apertura de los poros, perturba los aspectos fisiolgicos y bioqumicos de la fotosntesis, la respiracin y la transpiracin de las plantas; tambin se producen lesiones indirectas, especialmente por acidificacin del suelo (lesiones de la micorriza) y alteracin del crecimiento. Lesiona las clulas epidrmicas. Exposiciones agudas a altas concentraciones de dixido de azufre pueden producir daos en forma de necrosis foliar y clorosis de la hoja. Las exposiciones

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crnicas a bajas dosis producen una disminucin del crecimiento de la planta y un aumento de la senescencia.

Rocas de las construcciones monumentales: La actuacin especfica, se puede resumir en:

Formacin de costras de sulfn: el cido sulfuroso formado a partir de la reaccin del agua con el dixido de azufre, se oxida bajo la presencia del oxgeno atmosfrico, dando lugar al cido sulfrico que ataca

especialmente a las rocas calizas. Al reaccionar este cido sulfrico con el carbonato de calcio bajo la presencia de agua ocasiona sulfato clcico hidratado y tras la evaporacin del agua se forma una costra de sulfn. Estas agresiones se agravan en las zonas costeras donde el sulfato clcico formado reacciona con el cloruro sdico del agua salada y se forma sulfato sdico, compuesto altamente corrosivo.

Biodeterioro: es la degradacin fsica y qumica de la roca provocada por los organismos vivos. Los lquenes, hongos y musgos, retienen humedad, favorecen la colonizacin y producen cidos que modifican el color de la roca. Las sulfobacterias, unas de las bacterias ms dainas, transforman compuestos silicatados en cidos y oxidan el azufre a sulfato

contribuyendo as a la erosin de las rocas.

1.6 Comportamiento en el Medio Ambiente Agua: El dixido de azufre ingresa a los cuerpos de agua superficiales y subterrneos por deposicin seca y mojada. La solucin acuosa reacciona como un cido fuerte.

Aire: El SO 2 es higroscpico en la atmsfera y forma aerosoles de cido sulfrico y sulfuroso que luego forman parte de la lluvia cida. La intensidad de formacin de aerosoles y el perodo de permanencia de los aerosoles en la atmsfera dependen de las condiciones meteorolgicas reinantes y de la cantidad 17

de impurezas catalticas presentes en el aire. El tiempo medio de permanencia en la atmsfera asciende a unos 3-5 das.

Suelo: Las inmisiones hmedas y secas provenientes de la atmsfera constituyen las fuentes ms importantes de acumulacin del azufre en el suelo. Las partculas secas consisten principalmente en (NH 4 ) 2 SO 4 , (NH 4 ) 3 H(SO 4 ) 2 , CaSO 4 y MgSO 4 con un pequeo porcentaje de compuestos de azufre orgnico. El SO 2 y los productos de su transformacin son los principales responsables de la acidificacin de los suelos, especialmente cuando los sistemas de amortiguacin del suelo no pueden neutralizar a los cidos que ingresan por deposicin directa o por transformacin de los sulfatos slidos. Los daos que se originan no dependen especficamente de la sustancia. Casi todas las reacciones en el suelo dependen del pH: tanto la desorcin de muchas sustancias que producen efectos adversos como el deslavado por percolacin de los nutrientes aumentan a medida que se va incrementando el grado de acidificacin de los suelos.

Degradacin, productos de la descomposicin, tiempo de vida media: el SO 2 se oxida rpidamente y es muy reactivo. El cido sulfrico y el cido sulfuroso son los productos de las reacciones ms importantes y ms relevantes para el medio ambiente.

Sinergias / antagonismos: debido a la complejidad de los factores y vas de impacto involucradas, no es posible indicar datos cuantitativos para las condiciones naturales. No obstante, se tiene la certeza que el impacto del SO 2 aumenta en forma ms que aditiva cuando acta en combinacin con otros gases nocivos.

1.7 Estndares Ambientales 18

En la siguiente tabla se muestran los valores permitidos para la emisin de Dixido de Azufre en el aire de algunos pases.Pas/ organismo Canad Canad Canad Canad Suiza Suiza Suiza Suiza Checoslov. Checoslov. RFA RFA RFA RFA RFA RFA RDA RDA Dinamarca Espaa CE CE CE CE CE CE CE CE Francia G.Bretaa Valor 0,06 mg/m 3 0,06 mg/m3

Observaciones

Fuente DORNIER, 1984

Media anual 24h 1h Media anual 24h 1 mes 2h 24h 30 min 1 ao - media aritmtica 1 ao 30 min

DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 CEA, 1985 LT-Aire, 1986 LT-Aire, 1986 BAUM, 1988 BAUM, 1988 BAUM, 1988 UBA, 1989 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 WEIDNER, 1986 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 WEIDNER, 1986 WEIDNER, 1986

0,3 mg/m 3 0,9 mg/m 3 0,03 mg/m 0,4 mg/m3

3 3

0,26 mg/m 0,7 mg/m

3 3

0,15 mg/m 0,5 mg/m

3 3 3

0,14 mg/m 0,40 mg/m 1 mg/m3

0,3 mg/m 0,1 mg/m

3 3 3

24h 1 ao previsto para reas poco contaminadas 24h 30 min 1 ao 1 ao3 3

0,05-0,06 mg/m 0,15 mg/m 3 0,5 mg/m3 3 3

0,14 mg/m

0,065 mg/m

0,1-0,15 mg/m

24h 1 ao 1 ao > 40 1 ao 60 1 da invie rno 150 1 ao 5240 >5240 >2100 Robles blanco, papas, algodn, maz, durazno Tabla 8: susceptibilidad de grupos de vegetacin basado en dao visible a diferentes exposiciones de SO 2 Peak [ g/m 3 ] 2620-3930 1 hora[ g/m 3 ] 3horas [ g/m 3 ] 1310-2620 790-1570

Se han hecho grandes esfuerzos para identificar y desarrollar especies de plantas como potenciales bioindicadores de los efectos del SO 2 en el ambiente. Quizs el pino blanco y los lquenes son los que se han estudiado ms extensivamente con ste fin.

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Los bioindicadores para determinar los efectos del SO 2 deben ser utilizados cautelosamente, ya que otros factores tales como sequa, desbalances nutricionales y otros contaminantes pueden inducir sntomas de dao que se confundan con aquellos producidos por el SO 2 , de todas formas estos deben utilizarse si se requiere evaluar una determinada zona geogrfica ante los efectos del SO 2. Pero sin duda el uso de instrumentos sofisticados es mucho ms efectivo en detectar bajas concentraciones de SO 2 y son menos complicados que los bioindicadores.

3.9 Relacin exposicin - respuesta frente al SO 2 . El enfoque principal de los estudios exposicin - respuesta debiera ser recalcar la relacin entre los ndices medibles y los parmetros significativos de las respuestas de las plantas.

La dosis de SO 2 al cual la vegetacin debiera exponerse est designada convencionalmente como el producto de la concentracin de SO 2 en el ambiente de la planta por la duracin de la exposicin. El trmino de dosis de exposicin se refiere a la cantidad del contaminante presente en la superficie externa de la planta. La respuesta debiera caracterizarse como un cambio determinado en cualquiera de las funciones de la planta tales como: ciclos bioqumicos, tasa de intercambio de gases, tasa fotosinttica, reacciones fisiolgicas, grado de dao visible en la hoja o como consecuencia en el crecimiento y la produccin. Las respuestas de la planta pueden ser beneficiosas o perjudiciales para sta o pueden conducir a sntomas evidentes que raramente se hacen ms serios que aquellos asociados con un dao agudo o crnico.

En estudios de relacin exposicin - respuesta, en donde la respuesta medida de la planta esta correlacionada con el tiempo de exposicin, es importante darse cuenta que la relacin entre la exposicin y la cantidad de contaminante que ingresa a la planta est influenciado significativamente por 44

factores ambientales, los cuales controlan las tasas de flujo de contaminantes dentro de las hojas y por factores propios de la planta, que determinan la tasas metablica de los contaminantes dentro de los tejidos foliares.

Las fluctuaciones de SO 2 son de vital importancia en zonas donde existen fuentes de origen (McLaughIin et al., 1976). Las concentraciones pueden fluctuar ampliamente, y el dao a la vegetacin se encuentra ms asociado con exposiciones cortas (1 hora) o aun ms breves pero con peacks durante el tiempo de exposicin. Experimentos han demostrado que se produce una mayor toxicidad relativa en exposiciones con elevadas concentraciones de SO 2 y bajos tiempos, que con mayores tiempos de exposicin. Incluso McLaughIin et al. (1979) realizaron un estudio en donde comparan los efectos que se producen en poroto de soya a concentraciones medias y en peaks de concentracin por cortos perodos de tiempo con SO 2 . Ellos encontraron que al incrementar la relacin peack- concentracin media de 1 g/m3 (0.50 ppm por 3 hrs) a 2 g/m3 ( 1 ppm

por 3 hrs) no se produjeron alteraciones en la fotosntesis. Al incrementar la relacin a 6.0 (1 hora de exposicin a 2.0 ppm) se triplico la depresin en la fotosntesis. El total de la dosis entregada en los tres ensayos fue de 1.5, 1.8 y 1.1 ppm/hr respectivamente. Claramente, a la cantidad de SO 2 a la cual se encontraban expuestas las plantas debieran tener un potencial efectivo diferente al cambiar los parmetros de exposicin.

Otro aspecto importante es la frecuencia y la duracin de los periodos de exposicin a bajas concentraciones de SO 2 . Zahn (1970) enfatiza que perodos con concentraciones bajas de SO 2 luego de ser expuestos a elevados niveles, pueden ser crticos para la recuperacin potencial de los sistemas de la planta. De esta manera en los sistemas expuestos continuamente, probablemente se sobrestima la toxicidad de la dosis entregada ya que no se permite la recuperacin fisiolgica. Tal recuperacin seria esperable en la mayora de la exposiciones en campo, donde la fluctuacin sinptica o las condiciones ambientales influencian fuertemente los patrones de exposicin. 45

Describir los parmetros significativos de respuestas de las plantas, es igual de crtico que definir los rasgos biolgicamente significativos en los diferentes regmenes de exposicin. Al interpretar o predecir la respuesta de la planta al SO 2 , es importante tener en cuenta que el crecimiento y desarrollo de la planta es el reflejo de la integridad de los procesos celulares y bioqumicos. La distribucin interna de los recursos (carbn, agua y nutrientes) para el crecimiento, es un proceso integrativo, y en muchos casos, un proceso silente que juega el papel ms importante como las plantas tanto individualmente como en comunidad responden al stress ambiental (McLaughIin y Shriner, 1980). La razn por la cual la respuesta es medida en base a exposiciones a determinadas concentraciones de SO 2 es que as se entienden de mejor manera los mecanismos de accin y se identifican los rasgos biolgicamente significativos frente a una exposicin; sin embargo, esto no necesariamente significa que el efecto seria medido a un mayor nivel organizacional de la planta.

Datos observados como efectos que tiene el SO 2 en el crecimiento y produccin de la planta, en muchos casos entregan las bases ms relevantes para los estudios de relacin dosis-respuesta. La productividad de la planta es un parmetro integrativo que considera el efecto neto de mltiples factores en el tiempo. Los datos de productividad bajo diferentes condiciones experimentales, se encuentran disponibles para una gran cantidad de especies.

Solo algunos cultivos de importancia econmica han sido estudiados bajo condiciones de campo. Los resultados obtenidos en la produccin frente a la exposicin de S0 2 para algunas especies de importancia se resumen en la tabla 9. Del listado, las especies con mayor importancia econmica, son el poroto de soya, trigo y la cebada.

46

Especie de planta

Tipo Exposici n P

Tiempo

Poroto soya

41/3 hrs

Concentr acin ug/m3 (ppm) 3570 (1.4)

Efectos

Referencia

Poroto soya Poroto soya Poroto soya ev Wells

P P I

41/3 hrs 41/3 hrs 4.2 hrs x 18 exposiciones

4450 (1.7) 5240 (2.0) 240 (0.09)

4.5% perdidas produccin (N.S) 11% perdidas produccin 15% perdidas produccin 6.4% perdidas produccin

Millar et al. 1979

Sprugel et al 1990 y Miller et al. 1980

Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Dare

I I I I I I I I

4.2 hrs x 18 exposiciones 4.2 hrs x 18 exposiciones 4.2 hrs x 18 exposiciones 4.2 hrs x 18 exposiciones 4.7 hrs x 18 exposiciones 4.7 hrs x 18 exposiciones 4.7 hrs x 18 exposiciones 6 hrs/da por 43-92 y 133 das 3 hrs x 8 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 8 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 3 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 7 exp. Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento

260 ( 0.10) 500 (0.19) 660 (0.25) 940 (0.36) 310 (0.12) 790 (0..30) 2070 (0.79) 260 (0.10)

Trigo

I

100 (0.04)

5.2% perdidas produccin 12.2% perdidas produccin 19.2% perdidas produccin 15.9% perdidas produccin 12.3% perdidas produccin 20.5% perdidas produccin 45..3% perdidas produccin Sin efectos antes del da 92, 12% de defoliacin Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin

Heagle et al 1974

Sij et al. 1974

Trigo

I

1180 (0.45) 660-3140 (0.251.20) 660-3140 (0.251.20) 80-260 (0.030.10) 390 (0.15)

Trigo primavera Trigo primavera Trigo primavera Trigo primavera

I

Wilhour et al. (1978)

I

I

I

47

Trigo duro

I

Trigo duro

I

Trigo duro

I

Ttrigo duro

I

Cebada

I

Cebada

I

Cebada

I

3 hrs x 3 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 7 exp. Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 3 hrs x 3 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 7 exp. Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 3 hrs x 3 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 7 exp. Etapa de crecimiento Etapa de crecimiento

660-3140 (0.251.20) 660-3140 (0.251.20) 80-260 (0.030.10) 390 (0.15)

Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin 42% perdidas produccin Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin

Wilhour et al. (1978)

660-3140 (0.251.20) 660-3140 (0.251.20) 80-260 (0.030.10) 390 (0.15)

Wilhour et al. (1978)

Cebada

I

Alfalfa

I

Alfalfa

I

Trigo forrajero

C

660-3140 (0.251.20) 660-3140 (0.251.20) 50- 260 (0.020.10)

44% perdidas produccin (N.S) Sin efectos en produccin Sin efectos en produccin Incremento de S al incrementar SO2

Wilhour et al. (1978)

Dod et al (1978)

Tabla 9: Efectos de la exposicin de SO 2 en plantas bajo condiciones de campo .

Las exposiciones ambientales de Dixido de azufre que causan dao a una variedad de especies vegetales susceptibles y no susceptibles se muestran en la tabla 10.

48

Exposiciones de SO 2 en g/m3 a las cuales ocurre dao, en perodos promedio de: 1 hora 1070 1070 1180 1180 1210 1210 1210 1360 1470 1650 1650 1680 1730 1730 1730 1830 1830 1990 2040 2150 2150 2280 2280 2310 2330 2460 2830 2920 3430 3510 2 horas 1000 1000 890 920 1000 1180 1130 1150 1020 1150 1550 1470 1130 1180 1410 1210 1650 1410 1810 1700 1700 1940 2070 1680 2150 2330 2070 1970 2020 2380 4 horas 860 890 660 660 730 1130 1130 760 680 630 890 1130 970 1150 1050 710 1390 760 1150 1180 1610 1440 1830 1100 1600 1830 1310 1180 1310 1310 8 horas 790 680 550 550 550 550 550 520 390 310 450 1000 520 860 550 370 1020 370 790 680 1210 760 1310 710 1070 1180 660 500 600 890 Planta Sauce Arce Helecho Pino blanco Abedul Poroto Aliso Pino jack Maz Cebada Avena Lechuga, tomate, papa lamo Pino australiano Orqudea Trbol rosado Frambuesa Rbano Pino rojo lamo balsmico Arce de florida Apio Picea blanca Acelga Roble americano Repollo Zanahoria, pepino Hamamelia Remolacha, nabo Espinaca

Tabla 10: Exposiciones de SO 2 en g/m3 a las cuales ocurre dao.

Como conclusin, se podra decir: Uno podra estar seguro que puede evitar el dao foliar a la vegetacin en el rea de estudio si las concentraciones no excedieran 1830 g/m3 , 1050 g/m3 , 680 g/m3 y 470 g/m 3 (0.70, 0.40, 0.26, 0.18 ppm) por 1, 2, 4 u 8 horas en promedio respectivamente.

49

Qu niveles de dixido de azufre son considerados potencialmente dainos para la vegetacin?. Fue demostrado, en el rea de Sudbury que el mayor dao a la vegetacin ocurra cuando las concentraciones y duraciones de dixido de azufre alcanzaban o excedan los siguientes niveles durante el da. 0.95 ppm por 1 hora 0.55 ppm por 2 horas 0.35 ppm por 4 horas 0.25 ppm por 8 horas

"No es tan cierto que siempre ocurra dao cuando se alcanzaban o excedan estos niveles. De que el dao ocurra o no, depende en gran parte, de las condiciones ambientales que prevalecen al momento de la fumigacin. Ha habido ocasiones que en el rea de Sudbury se han registrado niveles dos, tres y hasta cuatro veces ms elevados que los listados arriba y no han ocurrido daos. Lo ms probable es que esa fumigacin haya ocurrido en el momento en que la planta era resistente".

"Al contrario, en algunas especies muy susceptibles ocurre dao con niveles aproximadamente 25% menores que aquellos enumerados arriba. En cada caso el dao ocurri en los meses de Junio- Julio (Verano Hemisferio Norte), los cuales en el rea de Sudbury, corresponden a los meses que se producen los mayores crecimientos de la vegetacin que ah existe. Climas clidos y hmedos producen condiciones extremadamente favorables para una alta tasa fotosinttica y, por lo tanto, aumenta la susceptibilidad al dixido de azufre".

"Sin embargo las ocasiones en que esto ocurri fueron muy escasas slo nueve veces en un periodo de 10 aos, y el dao no fue tan intenso para todas las probabilidades nombradas anteriormente, sino que solo cuando el SO 2 alcanza la marca en la intensidad 100".

50

Los efectos de exponer diferentes especies de rboles brotados a niveles de SO 2 bajo los rangos de concentracin ambiental se encuentran resumidos en la Tabla 11. Concentraciones de SO 2 mayores de 660 (0.25 ppm) por 2 horas eran requeridas para inducir un pequeo dao en diversas especies de pino (Berry, 1971). Smith y Davis (1978) expusieron diversas confieras (pinos y abetos) a 2620 (1.0 ppm) de SO 2 por 4 horas o 5240 (2.0 ppm) por 2 hrs, y solo los pinos desarrollaron puntos necrticos a la concentracin ms elevada.Especie de planta Pino silvestre Tipo Exposicin P Tiempo 1-6 hrs Concentracin ug/m3 (ppm) 1310-5240 (0.5-2.0) Efectos Dao foliar excepto a las 5 hrs a 0.5 ppm Dao foliar incluso clones tolerantes a 0.15 a las 6 hrs Referencia Smith y Davis 1978

Pino blanco

P

2-6 hrs

6.6-1310 (0.025-0.5)

Houston 1974 Berry 1972

Pino colorado Pino incienso Pino amarillo

P P P

2 hrs 2 hrs 2 hrs

660 (0.25) 660 (0.25) 660 (0.25) Dao foliar ms sensible entre las 8 y 10 sem Berry 1972

Pino virginia Pino amarillo Pino Jack Pino Jack

P P P P

2 hrs 2 hrs 2 hrs 24 hrs

660 (0.25) 660 (0.25) 660 (0.25) 470-520 (0.18-0.2) Dao foliar Inhibicin sntesis foliar de lpidos reversibles. Dao foliar solo a las 4 hrs despus menos de un 4% Dao foliar solo a las 4 hrs despus menos de un 4% Berry 1974 Malhotra y Kahn 1978

Abeto blsamo

P

2.4.5 hrs

5240.2620.1310 (2.0. 1.0. 0.5)

Abeto bla nco

P

2.4.5 hrs

5240.2620.1310 (2.0. 1.0. 0.5)

51

Abeto americano

P

2.4.5 hrs

5240.2620.1310 (2.0. 1.0. 0.5)

Picca azul

P

2.4.5 hrs

5240.2620.1310 (2.0. 1.0. 0.5)

Abeto

P

2.4.5 hrs

5240.2620.1310 (2.0. 1.0. 0.5)

Pino australiano

P

2.4.5 hrs

5240.2620.1310 (2.0. 1.0. 0.5)

Pino de Arizona

P

2.4.5 hrs

5240.2620.1310 (2.0. 1.0. 0.5)

Pino de Arizona Olmo americano Olmo americano

P P

9hrs/da x 8 sem. 6 hrs

1180 (0.45) 5240 (2.0)

P

8 hrs

2620 (1.0)

Dao foliar solo a las 4 hrs despus menos de un 4% Dao foliar solo a las 4 hrs despus menos de un 4% Dao foliar solo a las 4 hrs despus menos de un 4% Dao foliar excepto a las 4 hrs y 0.5 ppm Dao foliar excepto a las 4 hrs y 0.5 ppm Necrosis de las puntas Severo dao foliar. Defolacin Inhibicin cierre de estomas

Smith y Davis, 1978

Evans y Millar , 1975 Constantinidou y Koz lowski. 1979 Noland y Kozlowski 1979

Olmo americano

C

12 hrs

5240 (2.0)

Olmo rojo

P

6 hrs

5240 (2.0)

Olmo rojo

C

Giingko

P

24 hrs/da/30 das 6 hrs

1310 (0.5)

Induccin cierre de estomas aumenta el contenido al fumigarse con luz 100% necrosis de hojas 7 das para clorosis 50% necrosis de

Temple, 1972

Temple, 1972

Temple, 1972

7900 (0.3)

Temple, 1972

52

Giingko

C

Alamillo

P

24 hrs/da/30 das 3 hrs

1310

hojas 14 das para clorosis Dao foliar y 2.3% 54% reduccin fotosntesis 43% reduccin fotosntesis 48% reduccin fotosntesis 74% reduccin fotosntesis 20% reduccin fotosntesis 7% reduccin fotosntesis 12 das para clorosis 30 das para clorosis Sin dao foliar, 25% volumen Sin dao foliar, 38% volumen Sin dao foliar, 53% volumen Muerte de algunos brotes Muerte de algunos brotes 50% muerte de brotes

Temple, 1972

Maple

C

4 hrs/da/3 sem 24 hrs/da/1 sem 4 hrs/da/3 sem 4 hrs/da/3 sem 24 hrs/da/1 sem 4 hrs/da/30 das 24 hrs/da/30 ds 24 hrs/da/30 ds 10 sem

(0.5) 920. 1700 (0.35: 0.65) 1310 (0.5)

Kamosky. 1976

Maple

I

1310 (0.5)

Encino negro Encino negro Fresno

C

1310 (0.5)

I

1310 (0.5)

Carlson, 1979

C

1310 (0.5)

Fresno

I

1310 (0.5)

Maple

C

1310 (0.5)

Temple 1972

Encino sauce Picea

C

1310 (0.5)

Temple 1972

C

1310 (0.5)

Keller 1980

Picea

C

10 sem

260 (0.10)

Keller 1980

Picea

C

10 sem

520 (0.20)

Keller 1980

Abeto rojo

C

16 sem

130 (0.05)

Keller 1980

Abeto rojo

C

En invierno

260 (0.10)

Keller 1980

Abeto rojo

C

520 (0.20)

Keller 1980

Tabla 11: Resumen de los efectos del resultado de las exposiciones a especies de rboles semilleros en el laboratorio.

53

En una evaluacin de los efectos en la fotosntesis, Keller (1977) utiliz cmaras con cultivos de abetos y de pino escocs a tres concentraciones de SOz (130 g/m3 , 260 g/m3 y 520 g/m 3 ; 0.05, 0.10, 0.20 ppm) y un grupo control

con 0.0 por 10 semanas, durante la primavera, el verano y el otoo respectivamente. Se obtuvieron muchos tipos de respuestas en las tasas fotosintticas; sin embargo la tendencia fue que a mayores concentraciones de SO 2 las tasas fotosintticas disminuan especialmente durante la primavera. Los efectos fueron menores durante los periodos de verano y otoo; y el abeto respondi positivamente a concentraciones a concentraciones de 130 SO 2 (0.05 ppm) durante la parte inicial del otoo. g/m3 de

3.10Efectos de las mezclas entre dixido de azufre y otros contaminantes El ambiente atmosfrico usualmente contiene ms de un contaminante. El monitoreo atmosfrico del transporte de oxidantes fotoqumicos y precursores de estos a larga distancia y la presencia de lluvia cida han documentado que las emisiones de fuentes especficas se mezclan con las concentraciones ambientales de uno o ms conta minantes. Al extrapolar los resultados de los efectos de un solo contaminante en la vegetacin bajo condiciones de campo deben ser evaluadas con precaucin, porque las reacciones de la combinacin de contaminantes bajo condiciones controladas, la interaccin de los constantes cambios ambientales, y las fluctuaciones a las exposiciones de conta minantes deben ser evaluadas antes de concluir la importancia que estas reacciones pueden tener. En general 3 tipos de respuestas debieran producirse luego de la exposicin de plantas a mezclas de SO 2 con uno o ms contaminantes.

1.- Respuestas aditivas: Una respuesta aditiva es una respuesta que podra ser predicha a partir de los efectos de contaminantes individuales. Por ejemplo, si una exposicin de 2 horas a uno o dos contaminantes cada uno a 0.10 ppm y estos causan 10% de dao foliar, se esperar que se produzca un 20% de dao foliar si se expone simultneamente a ambos contaminantes. 54

2.- Ms que aditiva o respuesta sinrgica: Un ejemplo de respuesta sinrgica es una en que no existe dao foliar por exposiciones a un contaminante, pero se observa dao foliar cuando se realizan exposiciones simultaneas a ambos contaminantes. Dentro del contexto de respuesta de la planta a la exposicin de un contaminante, una respuesta sinrgica se refiere slo al grado de respuesta y no implica nada, en relacin con los mecanismos potenciales de dao.

3.- Menos que aditiva o respuesta repuesta antagonista: Respuesta antagonista se refiere cuando las exposiciones son altas y los efectos slo se pronuncian relativamente.

Dos de estos 3 tipos de respuestas se encontraron en algn grado en los resultados experimentales usando varias combinaciones de SO 2 , O 3 y NO 2 , mostradas en la tabla 12. En la tabla 13, se muestran las respuestas de las plantas luego de exposiciones de largo plazo con mezcla de contaminantes.Porcentaje de dao foliar Concentracin de ozono/dixido de azufre (ppm/ppm) 0/0.10 0.10/0.10 0.10/0.25 0.10/0.50 2 24 21 60 1 34 11 19 0 50 22 46 0 50 10 13 0 95 88 96 Porcentaje de dao foliar Concentracin de ozono/dixido de azufre (ppm/ppm) 0/0.05 0.10/0.10 0.15/0.10 0.20/0.20 0 11 24 16 0 27 12 10 1 27 24 6 1 35 20 9 9 11 18 4 0 1 17 0

Especies Alfalfa Brcoli Col Rbano Tabaco

0/0.50 19 0 1 0 0

Especies Poroto pinto Ave na Rbano Poroto soya Tabaco Tomate

0.15/0.20 4 0 4 1 6 0

Tabla 12: Efecto de exposiciones nicas por 4 horas con mezcla de SO2 con otros contaminantes en el dao foliar

55

Concentracin ppm (ug/m 3 ) 0.05 (98) O 3 + 0.05 (131) SO 2

Periodo de exposicin 8hrs/da 5das/sem 18 das

Respuesta Sinrgica

Comentarios Porotos de soya crecidos en invernaderos tuvieron reducciones en el peso (21%) raz (24%) y peso seco (20%). No hubo efectos en la altura de la planta. El crecimiento no se afect ni con los contaminantes por separado Rbanos crecidos en invernaderos mostraron un efecto menos que aditivo en la disminucin del peso de la planta y en el peso seco de las races. Reducciones aditiva fueron observadas para peso fresco y seco de las hojas. Exposiciones por separado de SO 2 o O 3 afectan el crecimiento de la planta.

Referencia Tingey et al. (1973)

0.05 (98) O 3 + 0.05 (131) SO 2

8hrs/da 5das/sem 5 sem

Aditiva/ antagonista

Tingey et al. (1973)

0.10 (262) SO 2 + aire parcialmente filtrado conteniendo O 3

6hrs/da en 45 das por 11 sem

Sinrgica

0.10 (200) O 3 + 0.10 (260) SO 2

8hrs/da 133 das (continuamente)

Aditiva (No SO 2 )

Aproximadamente un 33% de reduccin en el peso total de semillas de frijol rojo al compararlo con el aire ambiental sacando un 50% de O 3 . Las plantas crecieron en cmaras carradas de campo. No hubo efectos en el poroto de soya con dixido de azufre slo o en combinaciones con O 3 ni en el crecimie nto de la planta ni e n dao foliar. Las plantas crecieron en cmaras de campo cerradas.

Oshima (1978)

Heagle et al. (1974)

Tabla 13: Estudios de largo plazo de exposicin controlada para mezclas de contaminantes

56

3.10.1 Ozono y Dixido de Azufre Un efecto ms que aditivo en la vegetacin fue lo primero que se report para el ozono y el SO 2 (Menser y Heggested,1966). El tabaco fue severamente daado con concentraciones de 80 g/m3 (0.03 ppm) de ozono y 630 ug/m3 (0.24 ppm) de SO 2 cuando estos contaminantes fueron combinados ya sea por 2 o 4 horas, mientras que cuando fueron utilizados por si solos no produjeron sntomas foliares.

La alfalfa y el rbano mostraron dao foliar despus de una exposicin de 4 horas a la mezcla de 200 g/m3 (0.10 ppm) de O 3 ms 260 g/m3 (0.10 ppm) de SO 2 (Tingey et al., 1973a), pero hubo un efecto menos que aditivo en la reduccin del crecimiento (peso de races) del rbano en exposiciones de 8 hrs/da, 5 das/sem por 5 semanas con concentraciones de 100 de O 3 ms 130 g/m3 (0.05 ppm) g/m3 (0.05 ppm) de SO 2 (Tingey et al., 1971; Tingey y Ritner,

1975). Un dao foliar ms que aditivo han sido los efectos reportados para el brcoli y el tabaco, mientras que para tomates, calabazas, espinacas, cebollas y poroto de soya; se han notado efectos aditivos y menos que aditivos (Tingey et al., 1973a), mientras que para el crecimiento, estos efectos han sido ms que aditivos (Tingey et al., 1973b).

La mayora de los estudios que examinan los efectos de las mezclas de contaminantes han utilizado estndares de comparacin promedio para expresar las respuestas. Estos tests usualmente no evalan adecuadamente la interaccin entre la falta de consistencia de uno de los contaminantes a diferentes concentraciones del segundo contaminante. El crecimiento de poroto de soya expuesto solo a 200 g/m3 (0.10 ppm) de O 3 o 200 (0.10 ppm) de O 3 ms 260 (0.10 ppm) de SO 2 por 6 horas/da por 133 das en cmaras de campo mostraron dao y defoliacin. El dao aument en un 9% y la produccin disminuy en un 19% en comparacin al mismo tratamiento pero slo con ozono, pero las diferencia son significativas entre ambos 57

tratamientos (Heagle et al., 1974). Dos cultivos de porotos expuestos a dixido de azufre y ozono mostraron efectos interactivos entre los dos gases, pero la longitud y direccin de estos efectos depende del cultivo y de la concentracin del conta minante (Jacobson y Colavito, 1976). Muchos estudios han sido conducidos a descifrar los efectos de la mezcla entre dixido de azufre y ozono en el pino blanco (Pinus strobus). El control gentico de la tolerancia al dixido de azufre y al ozono en estas especies ha sido demostrada con bajas concentraciones de SO 2 (66 g/m3 ; 0.025 ppm) y de O 3 (100 g/m3 , 0.05 ppm) por slo 6 horas, obtenindose un dao consistente en los clones sensitivos (Houston y Stairs, 1973). Despus, Houston (1974), utiliz mezclas de concentraciones de dixido de azufre y de ozono, simulando las concentraciones de campo, y reportaron que incluso a la concentracin mas baja entre la mezcla de O 3 (100 g/m3 ; 0.05 ppm) y de S0 2 (130 g/m 3 ; 0.05 ppm)

causaron daos ms severos que aquellos que resultan si se utilizan los contaminantes por separado a similares concentraciones. Un efecto menos que aditivo fue el dao foliar notado cuando los pinos escoceses fueron expuestos a concentraciones de 660 g/m3 (0.25 ppm) de SO 2 y/o 270 g/m3 (0.14 ppm) o 570 g/m 3 (0.29 ppm) de O 3 , 6 horas por da variando los periodos de tiempo (Nelson et al 1977). g/m 3 (0.05 ppm) de O 3 y/o 520

Fumigaciones a clones de lamos a 100

g/m 3 (0.20 ppm) de SO 2 por 3 horas, provocan un dao foliar ms que aditivo en una serie de plantas.

3.10.2 Dixido de Azufre y Dixido de Nitrgeno Encontrar SO 2 y NO 2 juntos en la atmsfera ha sido asociado con fuentes emisoras. Sin embargo las concentraciones de NO 2 rarament e alcanzan el umbral para producir dao y lo que sugiere la literatura con respecto al NO 2 es que cualquier dao producido por ste es el resultado de las interacciones con otros contaminantes (Jacobson y HiH, 1970).

58

Luego de exposiciones por 4 horas con concentraciones de NO 2 de 3760 g/m 3 (2ppm) y de 1310 g/m3 (0.50 ppm) de SO 2 no hay dao en porotos, avena, poroto de soya, rbanos, tomate o tabaco. Una supresin ms que aditiva de la tasa aparente fotosinttica de la alfalfa fue notado cuando esta fue tratada con 660 g/m3 ( 25 ppm) de SO 2 y/o 470 de NO2 por 2 horas (White et al., 1974). A

0.15 ppm de cada gas por separado, no hubo efectos que fueran medibles, pero en la mezcla fue notada una supresin aparente de la tasa fotosinttica (7%) (White et al., 1974).

Dao foliar mas que aditivo fue notado en hojas de rbano expuestas por 1 hora a 1310 g/m3 (0.50 ppm) de SO 2 y/o 940 g/m3 (0.50 ppm) de NO 2 .

3.10.3 Dixido de Azufre y Fluoruro de Hidrgeno. La supresin del crecimiento lineal y del rea de la hoja, en ausencia de dao foliar, no fue ms que aditivo en ctricos del tipo Koeten, expuestos a concentraciones de SO 2 de 2100 /0.08 ppm y/o de fluoruro de hidrgeno a 2.313.0 ppb por 23 das. En ctricos del tipo Satsuma expuestos a las mismas condiciones por 15 das slo presentaron un dao aditivo foliar, sin supresin del crecimiento (Matsushima y Brewer, 1972). Dao foliar mas que aditivo fue exhibido por distintas especies de granos con concentraciones entre 120-210 g/m 3 (0.06-0.08 ppm) de SO 2 y/o 0.60-0.90 ppb de fluoruro de hidrgeno por 27 das. Utilizando concentraciones mayores de SO 2 por slo 7 das se produjo un dao foliar aditivo. Habas del tipo Pinto no se daaron en ninguno de los tratamientos (Mandietal., 1975).

3.10.4 Dixido de Azufre, Dixido de Nitrgeno y Ozono. Fuiiwara et al (1973) combinaron SO 2, NO 2 y O 3 a concentraciones entre 0 y 0.2 ppm en un ambiente controlado artificialmente y expusieron arvejas y espinacas por 5 horas. El ozono fue el mas daino, luego el SO 2 y finalmente el NO 2. Luego del tratamiento con SO 2 +O 3 se obtuvo un dao foliar ms que aditivo, pero los efectos aditivos solo fueron observados con SO 2 +NO 2 o 59

NO 2 +O 3 . Al combinar NO 2 con el SO 2 +O 3, se obtiene un pequeo efecto expresado como dao foliar. Reitner y Gray (1981) examinaron los efectos del O 3 , SO 2 y del NO 2 a concentraciones de 0.2 o 0.4 ppm cada uno (con fumigaciones de 3 a 6 horas) en el crecimiento del rbano. Se examinaron los principales efectos de cada uno de los contaminantes y su efecto potencial al interactuar entre ellos. El SO 2 deprimi la relacin raz/brote a ambas concentraciones, 520 y 1050 g/m3 (0.2 y 0.4 ppm); sin embargo cuando estaban presentes el NO 2 y el SO 2 existi una depresin ms que aditiva en esta relacin a 1050 g/m3 (0.4 ppm).

3.11 Exposiciones a largo plazo. Muchos de los estudios de campo con exposiciones por largo tiempo de S0 2 , se han focalizado en ecosistemas naturales. A diferencia de los estudios de exposicin de corto tiempo, las observaciones de los estudios de exposiciones a S0 2 por largo tiempo, se focalizan en puntos finales, tales como riqueza y diversidad de las especies del rea, sobrevivencia de semillas, cada prematura de las hojas y reduccin del crecimiento (Linzon, 1978; Rosenberg et al., 1979; Winner y Bewtey, 1978a, b).

Aunque la importancia de los peaks de exposiciones cortas en comparacin con las concentraciones medias de exposiciones por largo tiempo permanece confusa, los estudios proveen un buen soporte para exposiciones por largo tiempo (S0 2 ) que pueden afectar la diversidad y riqueza de las especies. Un estudio de composicin de especies en la cercana de una planta elctrica (25 aos) demostr reducciones en el numero de plantas vasculadas por unidad de rea, y de gran diversidad de especies (Rosenberg et al., 1979). Winner y Bewley(1978) reportaron de forma muy similar, que tanto plantas basculadas como musgos mostraron un marcado incremento en la diversidad de las especies al alejarse de la fuente de emisin.

60

La tabla 14 resume los resultados de exposiciones a largo plazo de S0 2 . Una dificultad en interpretar los estudios de exposiciones a largo es determinar si es que los peaks de cortas exposiciones o las concentraciones promedio de largo plazo se encuentran mas asociados con los efectos observados.F uente/localidad Plantas vasculares Fundiciones de Niquel-cobre/distrito de Sudbury Notario, Canad (estudio en pinos blancos) West Bay (19 millas N.E) Exposicin, ppm (Duracin) Efectos Referencia

0.045 (10 aos media)

Portage Bay (25 millas N.E)

0.017 (media 10 aos)

Lago Esmeralda (40-43 millas N.E)

0.008 (media 10 aos)

1.3% de reduccin del volume n neto de rboles y 2.6% promedio de tasa de mortalidad anual, el dao foliar fue observado en follaje de los aos anteriores al estudio y en los del estudio. 0.5% de perdida de volumen neto de rboles y un 2.5% de tasa de mortalidad anual, el dao foliar en las hojas mas nuevas fue menos marcado que en las mas antiguas. 1.8% de incremento en el volume n neto anual de rboles, una tasa de mortalidad de un 1.4% anual. Solo aparente un pequeo dao foliar.

Linzon (1971, 1978)

Lago Matimenda (93 millas 0)

0.001 (5 meses en temporada de crecimie nto)

Un 2.1% de aumento en el volume n neto anual de rboles y una tasa de mortalidad de un 0.5% anual.

61

Plantas no vasculares Planta elctrica Ohio 0.020 (promedio anual) Ausencia de 2 especies de lquenes. La distribucin de especies ms resistentes se torno ms aparente a concentraciones medias anuales de 0.025 ppm de SO 2 % de reduccin en el n mero de lquenes tolerantes: 95 62 24 13 0 Showman (1975)

Contaminacin industrial/ Inglaterra y Wales

0.03 a 0.06 0.02 a 0.03 0.01 a 0.02 0.005 a 0.001 20%) para causar un cambio en la sensibilidad de la planta desde que la humedad relativa es mayor a un 40%. McLaughlin y Taylor (1981) encontraron que la captacin de SO 2 , en habas con concentraciones de SO 2 de 420- 1680 g/m3 (0.16- 0.64 ppm), aumenta de 2 a 3

veces al aumentar de un 35% a un 78% la humedad relativa en exposiciones de menos de 3 horas. De acuerdo con Zimmerman y Crocker (1934), an cuando la humedad relativa es importante en la sensibilidad, no es tan importante como la turgencia de los tejidos que se ve influenciada tanto por la humedad de la tierra como la humedad relativa. Basado en las relaciones con el agua en algunos rboles y su sensibilidad a humedades relativas sobre 75% , entre 50 y 75% y bajo un 50%. Halbwachs (1976) categoriz plantas como sensibles, intermedias y tolerantes, respectivamente.

3.12.3Luz La luz controla la apertura de los estomas, por lo tanto, controla la sensibilidad de la planta. Las plantas son mas tolerantes cuando son fumigadas con SO 2 en la oscuridad o cuando permanecen en lugares oscuros algunas horas previas a la exposicin (Zimmerman y Crocker, 1934). Esta relacin se torna compleja, ya que el dao es mayor si es que se expone la planta en la noche seguido de exposiciones a la luz del da (NAS, 1978). 64

Setterstrom y Zimmerman (1939) observaron que el trigo crecido a una intensidad de luz de un 35% o menos de al luz del sol era ms sensitiva al SO 2 que si creca bajo condiciones naturales (luz del da).Otros investigadores encontraron que el dao era ms severo en los tomates en das soleados que en das nublados (NAS, 1978).

Las plantas parecen ser ms sensibles desde media maana a media tarde, a pesar de la alta intensidad de la luz que contina luego de mitad de tarde (Rennie y Halstead, 1977; Thomas y Hendricks, 1956). Al mismo tiempo las plantas debieran ser ms sensibles en la maana durante el buen tiempo, pero stas se tornan ms sensibles si aumenta la temperatura y la luz en la tarde y con mal tiempo. (Van Haut y Stratmann, 1970).

3.12.4 Factores Edficos. Los factores de la tierra influencian directa e indirectamente las respuestas de las plantas al SO 2 . La fertilidad, humedad y factores fsicos de la tierra influencian la sensibilidad de la planta al SO 2 (NAS,1978). La adecuada humedad de la tierra, por lo tanto la adecuada apertura de los estomas, han demostrado que incrementan el grado de sensibilidad de la planta, mientras que condiciones de sequa confieren tolerancia (Setterstorm y Zimmersman, 1939; Zahn, 1963, Zimmersman y Crocker, 1934). Las plantas que crecen bajo condiciones inadecuadas de agua son menos sensibles al SO 2 que plantas que crecen con condiciones adecuadas de agua, aunque la humedad de la tierra sea la misma al momento de la fumigacin (Setterstorm y Zimmersman, 1939).

La fertilidad de la planta tiene una influencia significativa en la respuesta de la planta al SO 2 . Algunas plantas se tornan ms tolerantes al SO 2 al ser fertilizadas (Enderlein y Kastner, 1976; Zahn, 1963). Las deficiencias de nitrgeno y azufre se correlacionan con el aumento de la tolerancia al SO 2 en el tomate y le tabaco (Leone y Brennan, 1972). Al contrario, las deficiencias de 65

nutrientes incrementan la sensibilidad al SO 2 en la alfalfa (Setterstorm y Zimmersman, 1939). La fertilizacin de diversos dicotiledones con un

fertilizador completo ha sido efectivo para disminuir su sensibilidad al SO 2, pero tratamientos similares en monocotiledones como avena y cebada no han sido efectivos (Van Haut y Stratmann, 1970; Zahn,1963).

3.12.5 Interacciones entre el SO 2 y los patgenos biticos de las plantas. Las enfermedades de las plantas son causadas por la interaccin de la planta con los patgenos que actan bajo condiciones ambientales favorables. Ha sido difcil investigar la influencia directa o indirecta del SO 2 en la relacin interna de una determinada planta y sus posibles patgenos biticos.

Adicionalmente, el tema se torna ms difcil de investigar cuando las variables fsicas del ambiente son consideradas. En siete de nueve enfermedades de plantas al relacionarlas con el SO 2 no hubo efecto en el desarrollo de la enfermedad segn Laurence (1978). Solo en agujas de pino la enfermedad aument (Chiba y Tanaka, 1968) y en habas aument el virus, segn un estudio de Laurenece et al. (1981).

En un estudio realizado por Laurence (1979), trigo y maz fueron expuestos a 0.10 0.15 ppm de SO 2 por 2 10 das respectivamente e inoculados varias veces con Helminthosporium maydis o Puccina gra minis. La habilidad de estos hongos para infectar tanto el maz como el trigo se inhibi a exponerlas a SO 2; la inhibicin fue mayor cuando las plantas fueron fumigadas previo a la inoculacin.

Estudios

realizados

bajo

condiciones

ambientales,

en

que

no

se

monitorearon otros contaminantes demostraron

una menor incidencia de

enfermedades en reas con mayor contaminacin de SO 2, exceptuando plantas que ya presentaban debilidad por enfermedad, donde le es mas fcil ingresar a los patgenos.

66

Tambin se han estudiado los efectos del SO 2 en enfermedades que no son producidas por hongos. El Abies con color (abeto del Colorado) y el A. Veitchii son severamente atacados por piojos de plantas en ambientes con altas concentraciones de SO 2 , pero el Pinus strobus (pino blanco) es menos atacado que el P. Griffithii (pino himalaya) y el P.sylvestris no es atacado (Stewart et al., 1973).

La influencia directa del SO 2 en hongos patgenos para la planta ha sido demostrada en un estudio publicado por Saunders (1973); pero no se han reportado los efectos directos del SO 2 en enfermedades bacterianas de plantas.

67

CONCLUSIONES Las emisiones de SO 2 se separan segn su origen en antrpicas

(mviles o fijas) y naturales. Las emisiones Antropognicas superan por mucho a las naturales( volcnicas y ocenicas principalmente), siendo las Antropognicas del orden del 75%. A elevadas concentraciones, el SO 2 puede tener efectos adversos sobre

la salud humana, vegetacin, economa, confort y bienestar personal. El dixido de azufre produce en la salud humana daos severos, como

bronco contriccin, bronquitis crnica, bronco espasmos, etc. En las rocas de las construcciones monumentales el dixido de azufre

es capaz de producir formacin de costras de sulfin y biodeteioro. Las normas ambientales son disposiciones legales que establecen cules

sern los niveles de sustancias contaminantes que sern cosiderados aceptables y seguros para la salud del ser humano y del medio ambiente. Las normas de calidad primaria protegen la salud de las personas y las secundarias, protegen recursos naturales La siguiente tabla resume la actual norma primaria y secundaria chilena

basada en el Decreto Supremo N185 del ao 1991 del Ministerio de Minera. Norma Primaria Valor (g/m 3 ) Media Anual Promedio 24 horas Secundaria Zona Norte Media Anual Promedio 24 horas Mximo horario Media Anual Zona Sur Promedio 24 horas Mximo Horario 80 250 80 365 1000 60 260 700

Es posible encontrar diferentes respuestas de la planta a la exposicin

de SO 2 y otros compuestos azufrados: efectos fertilizantes, respuestas no

68

detectables, daos manifestados en la reduccin del crecimiento y la produccin sin sntomas visibles en el follaje, daos manifestados en el follaje como sntomas crnicos o agudos e, incluso, muerte de plantas. El SO 2 ingresa a la planta a travs de los estomas, pero la apertura y de los estomas depende de muchos factores ajenos a la

cierre

concentracin de SO 2. El SO 2 produce una variedad de efectos bioqumicos como: inhibicin interferencia con la respiracin, interferencia con la

enzimtica,

transduccin de energa, interferencia con la biosntesis de lpidos, alteraciones en el contenido y calidad de aminocidos y perdidas de clorofila. El SO 2 atmosfrico en dosis adecuadas y en el lugar correcto puede ser

un buen fertilizante, y as suplir la necesidad de aplicar directamente azufre como nutriente. Puede producir un dao foliar, que puede ser visible. Tambin afecta en

el crecimiento y la produccin de los vegetales. Generalmente al aumentar el dao foliar, disminuye el crecimiento y la produccin. De acuerdo a la susceptibilidad de las plantas al SO 2 , se pueden

clasificar en sensibles, intermedias y resistentes. La relacin dosis- respuesta est correlacionada con el tiempo de

exposicin, la cantidad de contaminante que ingresa a la planta, factores ambientales, fluctuaciones de contaminante, frecuencia y duracion de los periodos a bajas concentraciones de SO 2 , etc. Se puede estar seguro de evitar el dao foliar a la vegetacin si las g/m3 (0.70, 0.40, 0.26, 0.18 ppm) por 1, 2, 4 u 8 horas en promedio respectivamente. Al mezclar el SO 2 con distintos contaminantes (O 3 , NO 2,etc) puede concentraciones no excedieran 1830 g/m3 , 1050 g/m3 , 680 g/m3 y 470

producir efectos diferentes a los que ocurriran si actuara solo. Los efectos del SO 2 se ven influenciados por factores no contaminantes

como la temperatura, la humedad relativa, la luz y por factores edficos. 69

Bibliografa Caracterizacin meteorolgica y dispersin regional de azufre en el norte

grande de Chile. Nicols Hunneus. Criterios utilizados para determinar la calidad del aire en cuanto a material

particulado y dixido de azufre (EPA). Apuntes de clases de Elementos de Contamina cin Atmosfrica. Fernando

Faras. Revisin de los estndares nacionales de calidad del aire ambiental para los

xidos de azufre. Evaluacin de la informacin cientfica y tcnica.

Bibliografa Electrnica: tm http://www.ugr.es/~dpto_prev/Hig.Sanid.Ambient.4.106-113%20(2004).pdf http://www.ugr.es/~dpto_prev/Hig.Sanid.Ambient.4.106-113%20(2004).pdf http://www.biodiversidad.urjc.es/observatorio/cursos/paginas/subidos/Real%2 http://www.ssvsa.cl/ds185.htm http://media.payson.tulane.edu:8086/spanish/envsp/Vol323.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_sulfuro http://www.conama.cl/rm/568/article-1100.html http://www.fisicaysociedad.es/view/default.asp?cat=498 http://www.lenntech.com/espanol/ciclo-azufre.htm http://www.coitiab.es/reglamentos/medio_ambient/reglamentos/cont_atmosf.h

0decr

70

ANEXOS ANEXO 1 1.- VALORES LIMITE PARA EL DIXIDO DE AZUFRE Y LAS PARTCULAS EN SUSPENSIN TABLA A Valores lmite para el dixido de azufre expresado en ug/mN y valores asociados para las partculas en suspensin (por el mtodo de medicin del humo normalizado) expresados en ug/mN

TABLA B Valores lmite para las partculas en suspensin (por el mtodo de medicin del humo normalizado) expresados en ug/mN

71

2.- VALORES GUA PARA EL DIXIDO DE AZUFRE Y LAS PARTCULAS EN SUSPENSIN TABLA C Valores gua para el dixido de azufre expresados en ug/mN.

TABLA D Valores gua para las partculas en suspensin (por el procedimiento de medida de humo normalizado) expresados en ug/mN.

72

ANEXO 2 NORMA PRIMARIA DE CALIDAD DE AIRE PARA DIOXIDO DE AZUFRE (SO 2 ). D.S. N113 de 6 de agosto de 2002, del Ministerio Secretara General de la Presidencia de la Repblica (DO 6.03.2003).

ESTABLECE NORMA PRIMARIA DE CALIDAD DE AIRE PARA DIOXIDO DE AZUFRE (SO2)

Nm. 113.- Santiago, 6 de agosto de 2002.- Vistos: Lo dispuesto en el artculo 19 N 8 de la Constitucin Poltica; En el artculo 32 de la Ley 19.300; El Reglamento para la Dictacin de Normas de Calidad Ambiental y de Emisin, aprobado por el Decreto Supremo N93 de 1995, del Ministerio Secretara General de la Presidencia; El Decreto Supremo N185 de 1991, del Ministerio de Minera, que Reglamenta el Funcionamiento de los Establecimientos Emisores de Anhdrido Sulfuroso, Material Particulado y Arsnico en todo el Territorio de La Repblica; La Resolucin N1215 de 1978 del Delegado del Gobierno en el Servicio Nacional de Salud, que establece normas sanitarias mnimas

destinadas a prevenir y controlar la contaminacin atmosfrica; La Resolucin Exenta N 1514 de 1999, de la Direccin Ejecutiva de la Comisin Nacional del Medio Ambiente, que dio inicio al proceso de revisin de las normas primarias de calidad de aire para anhdrido sulfuroso (SO2); partculas totales en suspensin (PTS); monxido de carbono (CO); ozono (0 3) y dixido de nitrgeno (NO2) ; La Resolucin Exenta N 915 del 2000, de la Direccin Ejecutiva de la Comisin Nacional del Medio Ambiente, que aprob el anteproyecto de revisin de la norma primaria de calidad de aire para anhdrido sulfuroso (SO 2); El anlisis general del impacto econmico y social de la norma sealada; Las observaciones formuladas en la etapa de consulta al anteproyecto de norma; El acuerdo N180 de 3 de mayo de 2001, del Consejo Directivo de la Comisin Nacional del Medio Ambiente, que aprob el proyecto definitivo de la norma de calidad; Los dems antecedentes que obran en el expediente pblico respectivo y lo dispuesto en la Resolucin N520 de 1996, de la Contralora General de la Repblica que fija el texto refundido, coordinado y sistematizado de la Resolucin N 55 de 1992, de la Contralora General de la Repblica.

73

CONSIDERANDO:

Que de acuerdo con lo preceptuado en la Ley 19.300, es deber del Estado dictar y revisar normas para regular la presencia de contaminantes en el medio ambiente, de manera de prevenir que stos puedan significar o representar, por sus niveles, concentraciones y periodos, un riesgo para la salud de las personas.

Que sobre la base de los antecedentes disponibles y que constan en el expediente pblico, se revis la norma primaria de calidad de aire para anhdrido sulfuroso o dixido de azufre (SO2), contenida en la Resolucin 1215 de 1978, del Delegado del Gobierno en el Servicio Nacional de Salud y en el Decreto Supremo N185 de 1991, del Ministerio de Minera, en conformidad al procedimiento y los contenidos establecidos en el Decreto Supremo N93 de 1995, de Ministerio Secretaria General de la Presidencia.

Que el dixido de azufre es un importante broncoconstrictor, desde los primeros minutos de exposicin y su efecto aumenta con la actividad fsica, con la hiperventilacin, al respirar aire fro y seco y en personas con hiperreactividad bronquial.

Que la exposicin a este contaminante puede producir efectos agudos y crnicos sobre la salud de las personas.

Que el dixido de azufre se origina de la combustin del azufre contenido en los combustibles fsiles (petrleos combustibles, gasolina, petrleo diesel, carbn, etc.), de la fundicin de minerales que contienen azufre y de otros procesos industriales.

Que el dixido de azufre puede presentar efectos adicionales a los de salud tales como efectos sobre la vegetacin, ecosistemas y materiales expuestos a este contaminante.

Que el dixido de azufre es un precursor de aerosoles secundarios.

74

Que a objeto de estudiar los efectos que se producen en la salud de las personas, se requiere recopilar informacin sobre la incidencia y prevalencia de asmticos y los niveles de concentracin de calidad de aire para dixido de azufre en periodos cortos de exposicin.

Que la definicin de niveles de emergencia ambiental tiene por objetivo proteger a la poblacin en situaciones de excepcin, de niveles de concentracin que por su magnitud y periodo de exposicin pueden producir efectos agudos sobre la poblacin, especialmente la mas sensible.

Para el caso de los niveles que definen situaciones de emergencia ambiental y por estar estos vinculados desde el punto de vista conceptual a efectos agudos, no se establecen niveles de emergencia ambiental como concentracin anual.

Que en nuestro pas, las situaciones de emergencia ambiental estn asociadas a niveles de exposicin como concentracin de 1 hora y se verifican principalmente en reas circundantes a grandes megafuentes emisoras de SO 2 . En algunas de estas reas se han registrado altos niveles de concentracin de SO 2 en el aire, debido a la magnitud de las emisiones de estas megafuentes. Que los niveles y periodo de exposicin establecidos son los que hoy en da se encuentran vigentes en el marco del D.S N185 de 1991, del Ministerio de Minera. Para estos niveles, y en las reas mencionadas, existen en aplicacin planes operacionales para el control de los episodios crticos, en el contexto de planes de descontaminacin vigentes.

75

DECRETO: TITULO I Disposiciones Generales y Definiciones Artculo 1.- La presente norma de calidad ambiental tiene por objetivo proteger la salud de la poblacin de aquellos efectos agudos y crnicos generados por la exposicin a niveles de concentracin de dixido de azufre en el aire.Con formato: Numeracin y vietas

Artculo 2.- Para efectos de lo dispuesto en la presente norma, se entender por:Con formato: Numeracin y vietas

a. ppbv: Unidad de medida de concentracin en volumen, correspondiente a una parte por billn.

b. Concentracin de Dixido de Azufre: Valor promedio temporal detectado en el aire expresado en partes por billn (ppbv) o en microgramos por metro cbico normal (ug/m3N).

Con formato: Numeracin y vietas

La condicin normal corresponde a la presin de una atmsfera (1 atm.) y temperatura de 25 grados Celcius (25C).

una

c. Concentracin de 1 hora: Promedio aritmtico de los valores de concentracin de dixido de azufre medidos en una 1 hora.

Con formato: Numeracin y vietas

d. Concentracin de 24 horas: Promedio aritmtico de los valores de concentracin de 1 hora de dixido de azufre correspondientes a un bloque de 24 horas sucesivas, contadas desde las cero horas de cada da.

e. Concentracin trimestral: Promedio aritmtico de los valores de concentracin de 24 horas de dixido de azufre correspondientes a un periodo de tres meses sucesivos. f. Concentracin anual: Promedio aritmtico de los valores de concentracin trimestral de dixido de azufre correspondientes a un ao.

76

g. Ao calendario: Perodo que se inicia el 1 de enero y culmina el 31 de diciembre del mismo ao.

Con formato: Numeracin y vietas

h. Estacin monitora con representatividad poblacional para gas dixido de azufre (EMRPG): Una estacin de monitoreo que se encuentra localizada en un rea habitada.

Se entiende como rea habitada, una porcin del territorio donde vive habitual y permanentemente un conjunto de personas.Con formato: Numeracin y vietas

i. Percentil: Corresponde al valor "q" calculado a partir de valores de concentracin aproximados al ppbv o ug/m3N ms cercano. Todos los valores se anotarn en una lista establecida por orden creciente para cada estacin de monitoreo. X1 X2 X3 .... Xk X n - 1 Xn

El percentil ser el valor del elemento de orden "k", para el que "k" se calcular por medio de la siguiente frmula:

k = q X n , donde "q" = 0.99 para el Percentil 99, y "n" corresponde al nmero de datos de una serie. El valor "k" se aproximar al nmero entero ms prximo.

TITULO II Nivel de Norma de Calidad Primaria para Dixido de Azufre en Aire Artculo 3.- La norma primaria de calidad de aire para dixido de azufre como concentracin anual ser de 31 ppbv (80 ug/m3N).Con formato: Numeracin y vietas

Se considerar sobrepasada la norma primaria de calidad de aire para dixido de azufre como concentracin anual, cuando el promedio aritmtico de los valores de 77

concentracin anual de tres aos calendarios sucesivos, en cualquier estacin monitora EMRPG, fuere mayor o igual al nivel indicado en el inciso precedente.

Si el periodo de medicin en una estacin monitora EMRPG no comenzare el 1 de enero, se considerarn los tres primeros periodos de 12 meses a partir del mes de inicio de las mediciones hasta disponer de tres aos calendarios sucesivos de mediciones.

Se considerar sobrepasada la norma primaria de calidad de aire para dixido de azufre como concentracin anual, si en el primer o segundo periodo de 12 meses a partir del mes de inicio de las mediciones y, al reemplazar la concentracin anual para los periodos faltantes por cero, el promedio aritmtico de los tres periodos resultare mayor o igual al nivel de la norma.

Artculo 4.- La norma primaria de calidad de aire para dixido de azufre como concentracin de 24 horas ser de 96 ppbv (250 ug/m3N).

Se considerar sobrepasada la norma primaria de calidad de aire para dixido de azufre como concentracin de 24 horas, cuando el promedio aritmtico de tres aos sucesivos, del percentil 99 de las concentraciones de 24 horas registradas durante un ao calendario, en cualquier estacin monitora EMRPG, fuere mayor o igual al nivel indicado en el inciso precedente.

Si el periodo de medicin en una estacin monitora EMRPG no comenzare el 1 de enero, se considerarn los tres primeros periodos de 12 meses a partir del mes de inicio de las mediciones hasta disponer de tres aos calendarios sucesivos de mediciones. Se considerar sobrepasada la norma primaria de calidad de aire para dixido de azufre como concentracin de 24 horas, si en el primer o segundo periodo de 12 meses a partir del mes de inicio de las mediciones y, al reemplazar el percentil 99 de las concentraciones de 24 horas para los periodos faltantes por cero, el promedio aritmtico de los tres periodos resultare mayor o igual al nivel de la norma.

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Artculo 5.- Los siguientes niveles originarn situaciones de emergencia ambiental para dixido de azufre, en concentracin de una hora: Nivel 1: 750 - 999 ppbv Nivel 2: 1.000 1.499 ppbv Nivel 3: 1.500 ppbv o superior (1.962 - 2.615 ug/m3N) (2.616 - 3.923 ug/m3N) (3.924 ug/m3N o superior)

Los niveles que originan situaciones de emergencia ambiental para dixido de azufre podrn ser obtenidos mediante la aplicacin de una metodologa de pronstico de calidad de aire aprobada por el Servicio de Salud respectivo en el marco del plan de prevencin o de descontaminacin que corresponda, o por medio de la constatacin de las concentraciones del contaminante a partir de alguna de las estaciones monitoras EMRPG.

Para los efectos de lo sealado anteriormente, se entender por metodologa de pronstico de calidad de aire a aquella que: a. Entregue un procedimiento mediante el cual es posible predecir la ocurrencia de alguno de los niveles que originan situaciones de emergencia ambiental para dixido de azufre.

b. Entregue el grado de confiabilidad de acuerdo a lo dispuesto en el respectivo plan de prevencin o de descontaminacin.

c. Considere, adems, los siguientes elementos:

-

La zona geogrfica de aplicacin, y La evaluacin y validacin de la metodologa de pronstico.

d. Considere, segn corresponda y la situacin especial en la cual va a ser aplicada, entre otras, las siguientes variables:

-

Emisiones de dixido de azufre, Condiciones meteorolgicas, Condiciones topogrficas,

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-

Procesos de acumulacin y remocin de contaminantes

Para la aprobacin de la metodologa de pronstico deber considerarse como antecedente un informe tcnico realizado por expertos nacionales o internacionales sobre la metodologa de pronstico.

La metodologa de pronstico aprobada por el Servicio de Salud mediante resolucin fundada, deber ser publicada en extracto en el Diario Oficial.

Se podr omitir o dejar sin efecto una declaracin de situacin de emergencia ambiental si se detectare un cambio en las condiciones meteorolgicas en forma posterior a la hora de comunicacin del pronstico o a la constatacin de la superacin de los niveles de calidad de aire, y siempre que dicho cambio asegure una mejora tal en las condiciones de calidad de aire que invalide los resultados entregados por el pronstico o que asegure la reduccin de los niveles de concentracin de calidad de aire por debajo de aquellos que originan situaciones de emergencia ambiental.

Artculo 6.- Para efectos de evaluar el cumplimiento de la norma y los valores que originan situaciones de emergencia ambiental se utilizarn los valores de concentracin expresados en ppbv.

Artculo 7.- Cuando el dixido de azufre fuese precursor de otro contaminante normado, los planes de descontaminacin o prevencin que se establezcan para el control de este contaminante, podrn incluir medidas de reduccin de emisiones del contaminante dixido de azufre, independientemente del cumplimiento de las normas de calidad de aire que esta norma establece.

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TITULO IIICon formato: Numeracin y vietas

Metodologa de Medicin de la Norma Artculo 8.- La medicin de la concentracin de dixido de azufre en el aire se realizar mediante uno cualesquiera de los siguientes mtodos de medicin:

a. Fluorescencia ultravioleta; b. Espectrometra de absorcin diferencial con calibracin in situ y, c. Un mtodo de medicin de referencia o equivalente designado o aprobado por la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos o por las Directivas de la Comunidad Europea.

El monitoreo de calidad de aire deber realizarse con instrumentos que cumplan con los mtodos de medicin sealados en el inciso anterior y que hayan sido reconocidos, aprobados o certificados por la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos o por las Directivas de la Comunidad Europea.

Artculo 9.- Para efectos de cumplir con lo establecido en el artculo 13, podrn utilizarse tcnicas de medicin alternativas a las sealadas en el artculo precedente, las que debern ser aprobadas por el Servicio de Salud respectivo. Para el monitoreo mediante estas tcnicas se deber considerar lo establecido en la letra (h) del artculo 2 del presente decreto.

TITULO IVCon formato: Numeracin y vietas

Validacin de la Informacin de Monitoreo de Calidad de Aire Artculo 10.- Se considerar vlida la concentracin anual, si para cada uno de los trimestres de un ao, se dispusiere de a lo menos un 75% de los datos de concentracin de 24 horas para ese periodo.

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Se considerar vlido el percentil 99 de las concentraciones de 24 horas registradas en un ao , si, a lo menos, el 75% de los datos de concentracin de 24 horas para el periodo de un ao, se encontraren disponibles y dan cuenta de la variacin de los datos a lo largo de un ao (ciclo estacional).

Se considerar vlida la concentracin de 24 horas, si, a lo menos, el 75% de los datos de concentracin de 1 hora para un periodo de 24 horas, se encontraren disponibles y dan cuenta de la variacin de los datos a lo largo de un da (ciclo diario).

En el evento de que se dispusiere de menos del 75% de los datos de concentracin de 1 hora, la concentracin de 24 horas ser considerada, slo para efectos de verificar el cumplimiento de la norma primaria de calidad de aire como concentracin de 24 horas, si, al reemplazar por cero los datos que faltaren para completar el 75% requerido, la concentracin de 24 horas fuere mayor o igual al valor de la norma. Si se dispusiere de datos de concentracin de 1 hora para 18, 19, 20, 21, 22 o 23 horas, la concentracin de 24 horas se calcular como el promedio aritmtico de los datos de concentracin de 1 hora disponibles, utilizando como divisor 18, 19, 20, 21, 22 o 23, segn corresponda. Se considerar vlida la concentracin de 1 hora, si, a lo menos, se dispusiere de 30 minutos sucesivos de medicin.

TITULO VCon formato: Numeracin y vietas

Fiscalizacin de la Norma Artculo 11.- Corresponder a los Servicios de Salud del pas y, en la Regin Metropolitana al Servicio de Salud Metropolitano del Ambiente, fiscalizar el cumplimiento de las disposiciones de la presente norma.

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TITULO VI Implementacin de la Norma

Artculo 12.-Los Servicios de Salud respectivos debern dentro del plazo de seis meses, contados desde la publicacin del presente decreto en el Diario Oficial, determinar mediante resolucin fundada aquellas estaciones monitoras que se considerarn como EMRPG.

Artculo 13.- Los Servicios de Salud respectivos debern dentro del plazo de tres aos, contados desde la publicacin del presente decreto en el Diario Oficial, realizar un diagnstico de la calidad de aire para dixido de azufre segn sus competencias territoriales.

Dicho diagnstico deber considerar la informacin de calidad de aire disponible as como la que se genere a partir de organismos pblicos y privados.

Los Servicios de Salud respectivos debern dentro del plazo de dos aos, contados desde que se disponga del diagnstico, elaborar e implementar un programa priorizado de monitoreo para el seguimiento de la norma primaria de calidad de aire para dixido de azufre. Dicho programa deber ser revisado peridicamente en funcin de los nuevos antecedentes de calidad de aire de que se disponga, los cuales debern incorporar la informacin tanto pblica como privada. Artculo 14.- El monitoreo de la calidad de aire segn los mtodos de medicin sealados en los artculos octavo y noveno del presente decreto, deber realizarse de acuerdo a las disposiciones establecidas por el Servicio de Salud respectivo, el que deber considerar, cuando se encuentre disponible, lo que seale el manual de aplicacin tcnico de la norma.

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El manual de aplicacin tcnico de la norma deber ser elaborado por la Comisin Nacional del Medio Ambiente .

Artculo 15.-

Los Servicios de Salud respectivos debern tener a disposicin de la

ciudadana, los datos de los niveles de concentracin de calidad de aire para dixido de azufre correspondientes a la presente norma, los que sern pblicos. TITULO VII

Generacin de Antecedentes para la Regulacin de Efectos Agudos

Artculo 16.- Los Servicios de Salud respectivos, en especial en aquellas localidades en las que existe poblacin expuesta a altos niveles de concentracin de dixido de azufre en periodos cortos de exposicin, debern recopilar la siguiente informacin:

-

Niveles de concentracin de calidad de aire para dixido de azufre como concentracin de 5 minutos y una hora, a partir del monit