Contaminantes naturales y artificiales del aire

TEMA 10 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

El Aire es el conjunto de gases que forman la atmósfera es Indispensable para el desarrollo de la vida, ya que se produce un Intercambio de sustancias con los seres vivos. Es un recurso Limitado, si interferimos en el ritmo de los ciclos geoquímicos Interferimos en su autorregulación.

La Contaminación del aire se puede deber a compuestos químicos, Radiaciones electromagnéticas o al ruido.

Según La ley de Protección del Ambiente Atmosférico, la contaminación Del aire se define como “ Presencia En el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, Daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier Naturaleza”.

El origen de la contaminación atmosférica puede ser:

• NATURAL.-

  
  Comprende la actividad de la geosfera, biosfera y otros procesos de La naturaleza. Las erupciones Volcánicas aportan Compuestos de azufre y polvo a la atmósfera, los seresvivos Aportan dióxido de carbono, metano cuando sufren descomposiciones Anaerobias y las plantas polen, esporas. Los incendios Aportan dióxido de carbono, cenizas y las descargas eléctricas de Las tormentas óxidos de nitrógeno al oxidar el nitrógeno Atmosférico.

• ARTIFICIAL

  
  - Derivadas de la actividad humana,

  1. Utilización De carbón, gas natural, gasóleo para la

Calefacción, El menos contaminante es el gas natural y el más contaminante el Carbón.

2. Transporte, El automóvil y el avión son los más

Contaminantes Aunque también depende del tipo de motor, combustible empleado, uso De catalizadores...

3. las Industrias como: papeleras, siderometalúrgicas,

cementeras, Químicas y centrales térmicas son las más contaminantes.

4. En La agricultura el uso de fertilizantes, en ganadería las

Reses Vacunas provocan un aumento de metano (efecto invernadero).

5. La Incineración de residuos.

• Actividad

• ¿Cómo Se expresan las cantidades de contaminantes en la atmósfera

TIPOS DE CONTAMINANTES

La Composición de la atmósfera se mantiene más o menos constante Debido a la autorregulación de los ciclos biogeoquímicos, el hombre Actúa acelerando estos ciclos, movilizando las reservas y Ocasionando la presencia de contaminantes en el aire.

Los Contaminantes del aire son sustancias o formas de energía capaces de Provocar riesgo, daño o molestias a personas, resto de seres vivos o Bien pueden alterar los ecosistemas, determinados materiales e Incluso el clima.

El tiempo de residencia O vida media de un contaminante es el periodo de tiempo que puede Permanecer en la atmósfera como tal o transformado en otros Compuestos a partir de reacciones químicas.

Los Contaminantes se clasifican:

• SUSTANCIAS QUÍMICAS pueden Ser primarios (actúan como contaminantes directamente, sin sufrir Transformación química) o secundarios (se originan a partir de los Primarios mediante reacciones químicas que tienen lugar en la Atmósfera).

  • Contaminantes Primarios

    
    .- Se Incluyen:

    • Partículas Como iones, aerosoles (tamaño inferior a10 micras y pueden ser Sólidos o líquidos) y humo. El origen puede ser: incendios Forestales, actividad volcánica, canteras, incineración de Residuos, pólenes.. – Se depositan en el suelo después de un Tiempo de permanencia en la atmósfera donde pueden actuar como Núcleos de condensación de nubes.

    • Compuestos De azufre como el SO₂ Y SO₃ – pueden originarse en la actividad volcánica, a partir de la Oxidación de H₂S Se forma SO₂ Y este pasa a SO₃ Por fotooxidación, también se originan en la combustión de Combustibles fósiles en centrales térmicas, vehículos ( son Irritantes de las mucosas y los ojos y provocan lluvia ácida al Transformarse en ac). Sulfúrico) . El H₂S Se forma en la degradación anaeróbica de la materia, en la Actividad volcánica (huele mal).

    • óxidos De nitrógeno como el N₂O ( originado en procesos de desnitrificación del suelo, abonos, Vehículos descargas eléctricas de las tormentas), NO y NO₂ ( se forman en la actividad volcánica y en los vehículos), este último causa enfermedades de las vías respiratorias, Irritaciones oculares, cefaleas. En la atmósfera pueden formar un Tipo de niebla contaminante el smog Fotoquímico, También transformarse en nitritos o nitratos y ser arrastrados Por la lluvia.

    • Óxidos De carbono como el CO y el CO₂ ( se forman en la combustión incompleta de la gasolina en los Coches, plantas de tratamiento de combustibles fósiles, emisiones Oceánicas..). El CO interviene en el transporte de oxígeno por Los glóbulos rojos y el dióxido de carbono es un gas de efecto Invernadero.

    • Compuestos Halogenados como el HCl (industria del aluminio), FH generado en La industria del vidrio y cerámica, (corrosivos, el primero Produce irritación de las mucosas, el segundo se acumula en los Huesos), los CFC_S Formados en los refrigerantes, aerosoles.. Provocan la destrucción De la capa de ozono.
      

    • Compuestos Orgánicos como los COV (su origen puede ser: el CH₄ De las zonas pantanosas, disolventes, combustiones de gasolina) Dioxinas y furanos (generados en la incineración de residuos Tienen efectos cáncerígenos y mutagénicos), tienen un tiempo de Residencia muy alto.

    • Metales Pesados como el plomo (procede de las gasolinas, provoca Insuficiencia respiratoria , alteraciones renales y neurológicas), El cadmio (utilizado el metalurgia, cusa problemas respiratorios y Cardiovasculares) y el Mercurio (generado en minería provoca Problemas neurológicos y renales).

    • Olores ( diversos orígenes, causan malestar físico).

• C0ntaminantes Secundarios.-

  
  Son los ácidos sulfúrico, nítrico los PAN y el ozono.

• Busca su origen y acciones

• FORMAS DE ENERGÍA

  
  .- Se dividen en : radiaciones Ionizantes, radiaciones no ionizantes y el ruido

• Radiaciones Ionizantes.-

  
  Partículas U ondas electromagnéticas que pueden ionizar átomos o moléculas De la materia sobre la que actúan, son rayos gamma, rayos X ( Ambos son ondas electromagnéticas de gran capacidad de Penetración), radiaciones alfa y beta ( partículas cargadas Eléctricamente, las alfa tienen menor poder de penetración). El Origen natural puede ser : transformaciones de elementos Radiactivos de la corteza terrestre o radiaciones cósmicas. El Origen antropogénico se debe a actividades médicas , fábricas De concentrados de uranio, investigación......... Los efectos Sobre los seres vivos dependen del tipo de radiación, del tiempo De exposición, de la parte del organismo afectada y pueden ser Mutaciones , cánceres.

• Radiaciones No ionizantes

  
  - Son Ondas electromagnéticas que no modifican la estructura de la Materia. Su origen puede ser el sol , la superficie de la Tierra, Cables de fluido eléctrico, aparatos eléctricos.. Son las Radiaciones ultravioleta (sol, lámparas UVA, tubos fluorescentes) Radiaciones infrarrojas( calor desprendido por la Tierra, cuerpos Incandescentes) radiofrecuencias (generadas al hacer oscilar los Electrones en antenas de radio) microondas ( comunicación vía Satélite, televisión, telefonía..).Los efectos dependen de la Intensidad del campo magnético generado y del tiempo de exposición Y pueden ser estrés, ansiedad, insomnio, trastornos hormonales e Inmunológicos.

• Ejercicios

• Ruido

  
  

-> Ejercicios : Busca información sobre el origen del ruido, sus Efectos en nuestro organismo y las soluciones a la contaminación Acústica .

DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES

• Emisión.-

  
  Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en un momento (los fenómenos meteorológicos determinaran la dispersión o Acumulación de estos, influidos por las carácterísticas Geográficas y topográficas )

• Inmisión

  
  .- Cantidad de contaminantes, una vez que han sido transportados, Difundidos y mezclados en ella.

Carácterísticas de las Emisiones

Está Determinado por la naturaleza dela partícula si es gaseosa o sólida (se depositan antes), su concentración y carácterísticas Fisicoquímicas (temperatura
-a mayor tº se alcanzan alturas más altas y se facilita su Dispersión- y velocidad
) De salida al exterior.

Condiciones atmosféricas

• Las Condiciones anticiclónicas dificultan la dispersión y aumentan la Inmisión, las borrascas tienen efecto contrario.

• La Temperatura del aire y sus variaciones con la altura, una inversión Térmica favorece la acumulación.

• Los Vientos favorecen la dispersión en función de su dirección, Velocidad y turbulencia.

• Las Precipitaciones arrastran los contaminantes al suelo.

• La Insolación favorece las reacciones entre los precursores de los Contaminantes secundarios.

Carácterísticas Geográficas y topográficas

• En Zonas costeras las brisas transportan los contaminantes hacia el Interior durante el día y hacia el mar durante la noche.

• En Valles fluviales y laderas se generan las brisas de valle y montaña. Durante el día las laderas se calientan y el aire en contacto con Ellas asciende quedando una masa de aire más frío en el fondo del Valle

- Inversión térmica - que impide la dispersión, durante la noche el Suelo

cede Calor y se da la misma situación que durante el día.

• La Presencia de masas vegetales disminuye la cantidad de contaminación Del aire al frenar el viento y favorecer el depósito de los Contaminantes.

• Presencia De núcleos urbanos, aparecen las islas de calor, asciende el aire En el interior de la ciudad y desciende en la periferia, este hecho Favorece la concentración de los contaminantes creando una cúpula De contaminantes

EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE

Los Cambios en la composición del aire ocasiona efectos negativos sobre Los seres vivos, los ecosistemas, los materiales... Según el radio De acción de los contaminantes se habla de efectos Locales (smog), efectos Regionales (lluvia ácida) y efectos Globales (cambio Climático – agujero en la capa de ozono).

Los Efectos dependerán del tipo de contaminante, del tiempo de Residencia, de la concentración del mismo, de la capacidad para Transformarse en contaminante primario..

A)Efectos locales. Nieblas contaminantes: SMOG

(smoke= Humo fog = niebla)

Es Un tipo de contaminación urbana. Puede ser de dos tipos:

Smog sulfuroso o húmedo.-

Se debe a la presencia En la atmósfera de partículas ( humos , hollines) o dióxido de Azufre procedentes de la combustión del carbón, vehículos, Industrias. Estas sustancias en presencia de niebla, Bajas temperaturas, vientos en calma y situación anticiclónica Forman una neblina de color pardo-gris que produce alteraciones Respiratorias.

Smog fotoquímico.-

Se produce a partir de óxidos De nitrógeno, hidrocarburos, oxígeno y radiación solar Ultravioleta que Originan sustancias de alto poder oxidante como el ozono, el PAN y Los aldehídos. Las reacciones fotoquímicas son:

NO₂ + luz -NO + O

O₂ + O  O₃

->Si No hay hidrocarburos en la atmósfera el ozono reacciona con el NO : O₃ +NO  NO₂ + O₂

Y no se Acumula el ozono en la atmósfera

-

->Si Hay hidrocarburos Estos forman radicales oxidados y reaccionan con el NO originando Sustancias de alto poder oxidante como el PAN ( nitrato de peroxiacetileno) y aldehídos, Y se acumula ozono
.

B)Efectos regionales. Lluvia ácida

Los contaminantes pueden Ser transportados por el viento originando la contaminación Transfronteriza.
Se Denomina lluvia ácida al retorno de los óxidos de S y N (liberados En los procesos de combustión de combustibles fósiles) en forma de ácidos disueltos en la lluvia, nieve, nieblas y Rocío.

El retorno puede ser:

• Deposición Seca

  
  .-en forma gaseosa o como aerosoles cerca de la fuente de Emisión.

• Deposición Húmeda

  
  .- Sufren un proceso de oxidación que los transforma en ácidos Sulfúrico y nítrico que se disuelven en las gotas de agua Que forman las nubes, el viento transporta estas nubes y Retornan al suelo por precipitación.

Efectos De la lluvia ácida :

• Disminución Del pH de los ecosistemas acuáticos, provocando la desaparición de Especies de seres vivos.

• Aumento De la acidez del suelo transformándolo en suelo improductivo.

• En Las plantas , pérdida del color de las hojas alteraciones de la Corteza, muerte de las copas...

• Corrosión De materiales.

C)Efectos globales. Cambio climático. Agujero de la capa de ozono

Son Los que afectan a la totalidad del planeta.

Cambio Climático
.- Producido Por la acumulación de gases de efecto invernadero (vapor de agua, Dióxido de carbono, metano y N₂O).

Agujero De ozono

.- Se denominó Así a la reducción del 40% observada (1977-1984) en el ozono Estratosférico en la Antártida.

Recordamos Los mecanismos de formación (1) y destrucción natural (2)del ozono: (1) O + O₂ -> O₃ + Calor

(2) O₃ + UV -> O₂ + O

(2) O + O₃ -> O₂ +O₂

( Por debajo de 30 Km la mayor parte de las reacciones UV han sido Absorbidas y el ozono se acumula).

Los Contaminantes que pueden destruir el ozono son :

• NOx.-

  
  

Origen:

Los formados en la Troposfera no llegan a la estratosfera por ser muy reactivos, el N₂O Formado en las combustiones (junto con los NOx) y en la Desnitrificación de suelos agrícolas, alcanza la estratosfera y se Transforma en NOx por fotólisis .

Su reacción Con el ozono es: NO + O₃ -> NO₂ +O₂

NO₂ +O -> NO + O₂

Balance

: O₃ + O -> O₂ +O₂

_*

Los NO

₂ Puede reaccionar con OH

Dando HNO

₃, Disminuyendo así la destrucción de ozono

• Compuestos De cloro .-

  
  

Origen:

Pueden Ser naturales como el Na Cl (mares) y HCl (erupciones volcánicas) o Artificiales como los CFCs (clorofluorocarbonados) utilizados como Repelentes en los aerosoles.

Su reacción con el ozono Es:

• Fotólisis De los CFCs :

  
  CFCl₃ +UV -> CFCl₂ +Cl

• Destrucción Del ozono (un átomo de cloro puede destruir hasta 100.000 moléculas de Ozono)

Cl +O₃ -> ClO +O₂

ClO + O -> Cl + O₂

Balance :

O₃ +O  O₂ +O₂

Existe una reacción entre los NOx y el ClO

Nox + ClO  ClNO₃

De esta forma los NOx atrapan el Cloro e impiden que destruya moléculas de ozono.

El agujero de la capa de ozono es Mayor en el Polo Sur porque el anticiclón continental, que se Forma sobre la Antártida en invierno, hace que la topopausa esté a Baja altura y favorece la formación de nubes de hielo en la Estratosfera NEP (nubes Estratosféricas polares), estas nubes utilizan como núcleos de Condensación los NO2, que al reaccionar con el agua forma ácido Nítrico que caerá en precipitaciones de nieve. La atmósfera queda Desnitrificada y el papel de “atrapar a los átomos de cloro no se Lleva a cabo.

También influye el vórtice polar Que impide la entrada de aire procedente del Ecuador rico en ozono.

Al disminuir la cantidad de ozono No se da tanta adsorción de radiaciones ultravioleta, no se forma Ozono y por lo tanto no se libera calor (reacción 1 de formación).