Tema 8http://www.puc.cl/sw_educ/contam/http://www.esi.unav.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/10CAtm1/100ConAt.htm

http://www.jmarcano.com/recursos/rrnn_index.html

http://usuarios.lycos.es/ambiental/atmosfer.html

http://tq.educ.ar/tq03051/

• La atmósfera es esencial para la vida.• La contaminación daña la salud humana.• Afecta a los seres vivos y la biodiversidad.• Puede cambiar el clima.• Puede producir lluvia ácida.• Puede destruir el ozono.

La contaminación del aire y la contaminación acústica constituyen en su conjunto la contaminación atmosférica.

La contaminación del aire

• Def: la presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes.

• FUENTES DE CONTAMINACIÓN• Naturales: Proceden de los procesos de la

geosfera y la biosfera.• Artificiales o antropogénicas:

Consecuencia de las actividades humanas.

Contaminantes Naturales del Aire

Fuente Contaminantes

Volcanes Óxidos de azufre, partículas

Fuegos forestales Monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas

Vendavales Polvo

Plantas (vivas) Hidrocarburos, polen

Plantas (en descomposición)

Metano, sulfuro de hidrógeno

Suelo Virus, polvo

Mar Partículas de sal

Fuentes antropogénicas• Hogar (calefacciones)

• Transporte• Industria :ind. térmicas,

cementeras, siderometalúrgicas, papeleras y químicas

• Agricultura

• Incineración de Residuos Sólidos Urbanos

Focos de emisión

Contaminante Antropogénicos%

Naturales%

Aerosoles 11.3 88.7

SOx 42.9 57.1

CO 9.4 90.6

NO 11.3 88.7

HC 15.5 84.5

Focos fijos

Industriales

Procesos industriales

Instalaciones fijas de combustión

Domésticos Instalaciones de calefacción

Focos móviles

Vehículos automóviles

Aeronaves

Buques

Focos compuestos

Aglomeraciones industriales

Áreas urbanas

Tipos de contaminantes• Contaminantes del aire: son las sustancias

químicas y formas de energía que en concentraciones determinadas pueden causar molestias, daños, riesgos en seres vivos o alteraciones en ecosistemas.

• Tiempo de residencia: periodo de tiempo que puede permanecer en la atmósfera como tal o participando en reacciones químicas.

• Clasificación : sustancias químicas y formas de energía.

Contaminantes primarios y secundarios

• CO2: Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo una sustancia que contamina, pero se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad:

• Es un gas que retiene rayos infrarrojos y produce el efecto invernadero; y

• Su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques

• CO: Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma de manera natural, en la oxidación de metano (CH4) por

reacciones fotoquímicas. Se va eliminando por su oxidación a CO2.

• La actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, después del CO2, el

contaminante emitido en mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales. Procede, principalmente, de la combustión incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehículos.

• Óxidos de azufre

• Incluyen el dióxido de azufre (SO2) y el trióxido

de azufre (SO3).

• Dióxido de azufre (SO2)

• Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días. Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie húmedo o seco y el resto se convierte en iones sulfato (SO4

2-).

• Óxidos de nitrógeno • NOx (conjunto de NO y NO2) • Muy importante en la formación del smog fotoquímico, del nitrato de

peroxiacetilo (PAN) e influye en las reacciones de formación y destrucción del ozono, tanto troposférico como estratosférico, así como en el fenómeno de la lluvia ácida. En concentraciones altas produce daños a la salud y a las plantas y corroe tejidos y materiales diversos.

• Las actividades humanas que los producen son, principalmente, las combustiones realizadas a altas temperaturas. Más de la mitad de los gases de este grupo emitidos en España proceden del transporte.

• Óxido nitroso(N2O) • En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170 años. Va

desapareciendo en la estratosfera en reacciones fotoquímicas que pueden tener influencia en la destrucción de la capa de ozono. También tiene efecto invernadero

• Procede fundamentalmente de emisiones naturales (procesos microbiológicos en el suelo y en los océanos) y menos de actividades agrícolas y ganaderas (alrededor del 10% del total).

• Metano (CH4)

• Es un contaminante primario que se forma de manera natural • Desaparece de la atmósfera a consecuencia, principalmente,

de reaccionar con los radicales OH formando, entre otros compuestos, ozono. Su vida media en la troposfera es de entre 5 y 10 años. Contribuye al efecto invernadero.

• Otros hidrocarburos • En la atmósfera están presentes muchos otros hidrocarburos,

principalmente procedentes de fenómenos naturales, pero también originados por actividades humanas, sobre todo las relacionadas con la extracción, el refino y el uso del petróleo y sus derivados.

• Sus efectos sobre la salud son variables. Algunos no parece que causen ningún daño, pero otros afectan al sistema respiratorio y podrían causar cáncer p. ej. benceno.

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

• Clorofluorocarburos Moléculas orgánicas formadas por átomos de Cl y F unidos a C. Por ejemplo CCl3F (Freón-11) o CCL2F2 (Freón-12). Se han utilizado mucho en los "sprays", frigoríficos, etc.Son los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono.

Partículas y aerosoles

• En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como partículas de polvo, polen, hollín (carbón), metales (plomo, cadmio)

• Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los materiales muy pequeños, sólidos o líquidos. Partículas se suele llamar a los sólidos que forman parte del aerosol, mientras que se suele llamar polvo a la materia sólida de tamaño un poco mayor (de 20 micras o más).

• Ozono troposférico • El ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie

de la Tierra, es un importante contaminante secundario. El que se encuentra en la zona más cercana a la superficie se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan, principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire (COV). Es el componente más dañino del smog fotoquímico y causa daños importantes a la salud, cuando está en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.

Ejs. Pag. 237 y 238

•En España, como en otros países mediterráneos, durante el verano se dan condiciones meteorológicas favorables para la formación de ozono: altas temperaturas, cielos despejados, elevada insolación y vientos bajos,

Dioxinas • Las dioxinas son compuestos químicos obtenidos a partir

de procesos de combustión que implican al cloro. El término se aplica indistintamente a las policlorodibenzofuranos (PCDF) y las policlorodibenzodioxinas (PCDD).

• Son estables químicamente, poco biodegradables y muy solubles en las grasas, tendiendo a acumularse en suelos, sedimentos y tejidos orgánicos, pudiendo penetrar en la cadena alimentaria. Posible efecto cancerígeno.

• Las dioxinas y los furanos se producen principalmente de dos maneras:

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

• 2. Cuando se queman a bajas temperaturas materiales como algunos productos químicos, gasolina con plomo, plástico, papel o madera.

Contaminantes primarios y secundarios

Contaminación energética• Radiaciones ionizantes: Pueden

ionizar átomos o moléculas. Rad. Alfa, beta, gamma y rayos X.

• Radiaciones no ionizantes: Radiaciones u.v. , infrarrojas, radiofrecuencias y microondas.

• Ruido.

Niveles de ruido

Dispersión de contaminantes• Emisión Cantidad de

contaminantes que vierte un foco emisor en un periodo de tiempo determinado.

• Inmisión: Cantidad de contaminantes presentes en un atmósfera determinada, una vez que han sido transportados, y mezclados en ella.

Dispersión de contaminantes

• Características de las emisiones: Mayor Tª facilita su dispersión. A mayor altura tb.

• Condiciones atmosféricas: condiciones de estabilidad atmosféricas dificultan la dispersión.

• Temperatura del aire y variaciones en altura.• Vientos• Precipitaciones: Efecto lavado.• Insolación. Favorece reacciones

Características geográficas y topográficas

• Zonas costeras: se originan brisas.

• Zonas de valles fluviales y laderas: Se generan brisas de valle y montaña.

• Presencia de masas vegetales. Disminuye la cantidad de contaminación

• Presencia de núcleos urbanos. Fenómeno de isla de calor y de brisas urbanas.

Ej. 9 pag. 242

La figura nos presenta una situación relacionada con la contaminación del aire.a)Razona de que efecto se trata.b)Describe en que consiste, las condiciones y lugares que favorecen su aparición.c)Explica la evolución de los contaminantes en la atmósfera en dicha situación.d)Propón soluciones para combatir o minimizar el efecto descrito.

Cuatro puntos de Madrid presentan elevados niveles de contaminación

Madrid, 28 ene (EFE).- Cuatro estaciones de la red de medición de contaminación atmosférica del Ayuntamiento de Madrid han alcanzado a las 10.00 horas de hoy niveles de dióxido de nitrógeno (NO2) por encima de los límites exigidos por la normativa, según ha denunciado Ecologistas en Acción basándose en datos de la web municipal.Recoletos (con 238 microgramos por metro cúbico), el Barrio del Pilar (con 218), Cuatro Caminos (con 210) y Gregorio Marañón (con 209) han superado los 200 microgramos por metro cúbico de NO2 a esa hora.Según los datos de medición que ofrece el Ayuntamiento, la media de contaminación por NO2 de la red era, a las diez de esta mañana, de 134 microgramos/metro cúbico, frente al objetivo de 44 de media anual para la protección de la salud.El incremento de los niveles de contaminación atmosférica en la ciudad comenzó el pasado lunes, según los ecologistas, y todavía hoy continúa, a pesar de que el Ayuntamiento lo atribuía a una "esporádica" llegada de aire africano.

Cuatro puntos de Madrid presentan elevados niveles de contaminación

• Madrid, 28 ene (EFE).- Cuatro estaciones de la red de medición de contaminación atmosférica del Ayuntamiento de Madrid han alcanzado a las 10.00 horas de hoy niveles de dióxido de nitrógeno (NO2) por encima de los límites exigidos por la normativa, según ha denunciado Ecologistas en Acción basándose en datos de la web municipal.

• Recoletos (con 238 microgramos por metro cúbico), el Barrio del Pilar (con 218), Cuatro Caminos (con 210) y Gregorio Marañón (con 209) han superado los 200 microgramos por metro cúbico de NO2 a esa hora.

• Según los datos de medición que ofrece el Ayuntamiento, la media de contaminación por NO2 de la red era, a las diez de esta mañana, de 134 microgramos/metro cúbico, frente al objetivo de 44 de media anual para la protección de la salud.

• El incremento de los niveles de contaminación atmosférica en la ciudad comenzó el pasado lunes, según los ecologistas, y todavía hoy continúa, a pesar de que el Ayuntamiento lo atribuía a una "esporádica" llegada de aire africano.

EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE

• Efectos sobre seres vivos, personas y materiales: diversos, ver tabla pag. 243.

• Efectos locales: Nieblas o smog.• Smog sulfuroso: presencia SO2 ,

niebla pardo gris. • Origen: combustiones y partículas

en ambientes húmedos

Smog fotoquímico: Debido a oxidantes fotoquímicos: O3, PAN, Aldehidos. (contaminantes 2arios)

Origen: vehículos en condiciones soleadas y calmas.• Formación de O3 a partir del NO2:

• Formación de radicales libres que oxidan el NO a NO2.: los radicales libres de HC oxidan al NO aumenta la concentración de O3.

• Formación del PAN(nitrato de peroxiacetileno) Los radicales libre reaccionan entre si y forman contaminantes oxidantes como p. Ej. El PAN y los aldehidos.

NO2+luz=NO+O ; O+O2=O3

RH + O2 + NO + uv = R´CHO + NO2 + O3 + PAN

Lluvia ácida

Lluvia ácida

• Problema de alcance regional.

• Los SO2 y Nox emitidos se depositan por dos mecanismos:

• Deposición seca: cerca de las fuentes de emisión.

• Deposición húmeda. Se oxidan y disuelven en el agua de lluvia.

Agujero de la capa de ozono

• Este problema es más grave en los polos debido a que en invierno se forma un anticiclón que impide la mezcla de aire, y el NO2 existente actúa como núcleo de condensación y no interviene en la reacción del cuadro.

NO+O3 - NO2 +O

NO2 +O - NO+O2

Balance neto: O3 +O - O2 +O2

CFCCl3 + UV - CFCCl2 + Cl

Cl + O3 - ClO + O2

ClO + O - Cl + O2

Balance neto: O3 + O - 2 O2

NOx+ClO - ClNO3

Cambio climático• Por lógica se piensa que a

mayor concentración de gases con efecto invernadero se producirá mayor aumento en la temperatura en la Tierra. Los modelos así lo confirman.

• En un tiempo muy breve. Se prevé un aumento de la Tª global, un deshielo de hielos y el aumento del nivel del mar y en zonas cálidas y deserticas aumentará la Tª

CALIDAD DEL AIRE

• La legislación fija los límites admisibles de los diferentes contaminantes.

• La vigilancia del aire se puede llevar a cabo por:

• Redes de vigilancia: estaciones de medida.

• Métodos de análisis:

Red de vigilancia de la contaminación atmosféricahttp://www.mambiente.munimadrid.es/redvigila.html

• Sistema de Vigilancia: • El sistema de Vigilancia está

compuesto por 25 estaciones remotas que envían a través de líneas telefónicas RDSI, toda la información a la Estación Central.

• ESTACIONES REMOTAS.- Puntos donde se adquiere la información. Están dotadas con los analizadores necesarios para la medida de niveles sonoros, gases y partículas.

• UNIDADES MÓVILES.- Se utilizan para realizar medidas de niveles de contaminación en zonas no cubiertas por las estaciones remotas.

Métodos de análisis:

Tipo de contaminante Medida

SO2 Absorción de fluorescencia UV

CO Absorción por infrarrojo

Partículas Atenuación de la radiación beta

Ozono Absorción en el UV

Hidrocarburos Ionización en llama

NOx Quimioluminiscencia

• Empleo de indicadores biológicos :

Sensibilidad de ciertas especies a los contaminantes

Causa y efecto: Estudio de 2 variables

Medidas de prevención y corrección• Medidas Preventivas:• Planificación de usos del suelo: Lugares donde los

efectos sean menores.• Evaluaciones de impacto ambiental.• Empleo de tecnologías de baja emisión de residuos:

• Programas I+D: Búsqueda de energías no contaminantes.

• Medidas sociales: ahorro energético.• Medidas legislativas: Ley 38/1972, de 22 de diciembre, de Protección del

Ambiente Atmosférico, desarrollada mediante el Decreto 833/1975, de 6 de febrero, que, a su vez, se completa por la Orden de 18 de octubre de 1976, sobre Prevención y Corrección de la Contaminación Atmosférica Industrial.

Medidas de corrección (II)• Concentración y retención de

partículas: separadores de gravedad, filtros, precipitadores electrostáticos. Se transfiere la contaminación a otro medio.

• Sistemas de depuración de gases: sistemas de absorción, adsorción, combustión, reducción catalítica.

• Dispersión de contaminantes.

• http://www.fisicaysociedad.es/VIEW/default.asp?cat=420

a) Precipitador electrostático, b) filtro de bolsa.

Contaminación acústica• Def. Ruido: Es un sonido excesivo o

intempestivo que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos no deseados sobre una persona o grupo de personas.

• Origen del ruido:• Industria• Medio de transporte• Construcción de edificios y obras públicas.• Interior de edificios

A partir de este valoren decibelios

Se empiezan a sentir estos efectos nocivos

30 Dificultad en conciliar el sueñoPérdida de calidad del sueño

40 Dificultad en la comunicación verbal

45 Probable interrupción del sueño

50 Malestar diurno moderado

55 Malestar diurno fuerte

65 Comunicación verbal extremadamente difícil

75 Pérdida de oído a largo plazo

110 - 140 (3) Pérdida de oído a corto plazo

Efectos de la contaminación acústica

• Alteraciones fisiológicas: pérdida de audición, acelera ritmo cardiaco, aumento presión arterial, etc...

• Alteraciones psíquicas: neurosis, irritabilidad y estrés.

• Otras alteraciones: sueño, bajada de rendimiento laboral y de aprendizaje.

• La lucha contra el ruido es mejor realizarla a partir de acciones preventivas.