Asignatura: Contaminación ambiental

La Contaminación del aireSemana 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE

Ing. Carolina Sotelo Alcántara

La contaminación del aire en perspectiva

Los contaminantes del aire son sustancias que cuando están presentes en la atmosfera afectan de manera adversa ala salud de las personas, plantas y vida microbiana; dañan materiales o interfieren con el disfrute de la vida y el uso de propiedades.

Episodios de contaminación del aire

La historia de la contaminación industrial del aire es más extensa en Inglaterra, donde se desarrolló la primera sociedad industrial, pero debemos recordar:› Formas de vida› Número, clases y tamaño de industrias › Sistema de transporte y de energía

Año Lugar y episodio 852 Londres, Inglaterra, queja del aire impuro debido a la

quema ineficiente del carbón en parrillas abiertas con fines de calefacción

1100-1200

Londres, Inglaterra, se aprobaron varias leyes del parlamento en función a la contaminación del aire

1661 Londres, Inglaterra, Erudito John Evelyn, escribió un largo informe sobre la contaminación del aire en Londres. Propuso la zonificación de las actividades domésticas, comerciales e industriales con cinturones verdes alrededor de ellas y ubicación de fuentes más intensas en lugares situados a favor de los vientos predominantes. Él se adelanto mucho a su época y no tuvo eco.

1864 Se impuso la primera demanda relacionada con la contaminación del aire en San Luis Missouri

1873 Los registros médicos ingleses indican un “exceso de fallecimientos” asociados con períodos de mucho smog

1880 Londres, Inglaterra. Se informó de un aumento de 27% en la mortalidad durante un período de 2 semanas

Año Lugar y episodio 1891 Londres, Inglaterra. Un exceso de 1484 fallecimientos se atribuyó

a la contaminación del aire 1922 Londres, Inglaterra. Se informa de un aumento de 11,8% en los

decesos durante un período de niebla intensa 1939 Londres, Inglaterra. Se informo un aumento de 1300 muertes

durante un período de 4 días de niebla intensa 1926 El Public Health Service (servicio de salud pública) de la EUA hizo

observaciones de carga de partículas en siete ciudades importantes (Búfalo, Nueva Orleans, Baltimore, Detroit, Los Angles, San Francisco y Washingtong) se identificó a estas ciudades como clase I con una precipitación de 3,600 ug/m3 de partículas. En 1971 la EPA de EUA estableció el estándar primario de calidad del aire para la materia particulada total en suspensión (MPTS) en 75 ug/m3 en un año y 260 ug/m3en 24 horas. El 1 de julio de 1987 se fijaron nuevos estándares PM10 50ug/m3 en un año y 150 ug/m3 en 24 horas

1930 Se informo una epidemia en el Valle del Mosa, en Bélgica se informo de 63 deceso y 8000 personas enfermaron durante un período intenso de smog

Año Lugar y episodio 1948 Donora , Pensilvania. Se produjo un episodio grave de contaminación del

airea del 25 al 31 de octubre en una comunidad de 14 000 habitantes: - Fabrica de zinc, acero, ácido sulfúrico, fertilizantes, plantas generadoras

de energía eléctrica, vientos lentos, encañonamiento e inversión térmica

- 43% de la población se vio afectada 20 murieron, 1440 sufrieron efectos graves (persona no podía respirar acostado), 2322 efectos moderados (respiración difícil, tos, vomito o diarrea) y 2148 efectos leves (ardor en los ojos y garganta, mareo, tos seca, dolor de cabeza)

- 65% de la personas mas de 65 años, 50% total de adultos y16% en niños menores de 6 años

- 90% síntomas respiratorios y 34% síntomas gastrointestinales 1952 Londres, Inglaterra, 4000 fallecido por contaminación del aire durante

un período de 4 días. (SO2 3510 ug/m3 y 2620 ug/m3), siendo solo de 80ug/m3 por año y 1300 ug/m3 por 24 horas EPA

1956 Se aprobó la British Clean Air Act (ley británica para el aire limpio)1963 Se aprobó la U.S: Clean Air Act (ley para el aire limpio para EUA)1970 Se estableció la EPA de EUA1971 Se aprobó la Canadien Clean Air Act (ley para el aire limpio para Canada)

Contaminantes globales y regionales

Lluvia ácida Dióxido de carbono Clorofluorcarbonos Contaminantes radiactivos provenientes de

pruebas nucleares y de fuentes naturales e industriales

Metales pesados Orgamoclorados persistentes como plaguicidas Y emisiones naturales como volcanes y bosques

La lluvia ácida se atribuye la presencia de so2 y Nox, que se hidrolizan y se oxidan para formar H2SO4 y HNO3.

El dióxido de carbono también interviene en la lluvia ácida pero más determina la opacidad a las longitudes de onda larga impidiendo el regreso al espacio de las ondas, lo que origina le calentamiento de la atmósfera y global.

Metano y los clorofluorcarbonos (CFC), absorben la radiación de onda larga. Siendo los CFC los que contribuyen al deterioro de la capa de ozono (los freones, muy estables)

Se estima que el CO2 causa alrededor del 50% del calentamiento global, el metano el 18% y los CFC el 14%

El Ciclo de la Contaminación del Aire

EMISIONMECANISMO DE PRECIPITACION

TRANSPORTE , DIFUSION

TRANSFORMACION

DEPOSICION

VARIABLES DE LA FUENTE(temperatura del gas, velocidad de

salidad, emision de polvo y gas)

EFECTO EN EL RECEPTOR(deposición en el suelo, impacto en la salud,

corrosión, daño a la vegetación, …. etc)

CONCENTRACION EN EL AMBIENTE

Composición de la atmósfera GASES PERMANENTES VOLUMEN % MASA %

Nitrogeno (N2) 78.084 75.51

Oxígeno (O2) 20.946 23.15

Argón (Ar) 0.934 1.28

Neón (Ne) 0.018 120x10-5

GASES VARIABLES    

Vapor de agua (H2O) 0.4  

Dióxido de carbono (CO2) 0.033 0.046

Ozono (O3) 0.000001 1.7x10-5

Hidrógeno (H2) 0.00006 1.32x10-5

OTROS GASES PERMANENTES    

Helio (He) 0.0005 8x10-5

Kripton (Kr) 0.00011 27x10-5

Xenón 0.00001 3.6x10-5

Radón (Rd) 7x10-8  

Calidad del Aire en el Perú

Deteriorado en los últimos años

Afecta a la comunidad en su

conjunto, los niños, los ancianos y los

sectores más pobres son los mas

vulnerablesLas principales

fuentes de origen antropogénico son:

Los vehículos automotores en

circulación: Inadecuado

mantenimiento, mala calidad de

combustible y caos del transporte

Sector energía (refinerías); sector

minería (fundición de metales); sector de la

producción (Inds. Cemento, harina y

aceite de pescado) y el sector artesanal

(minería artesanal y las ladrilleras)

Pequeñas empresas:

lavanderías, panaderías, pollerías y

restaurantes. Que queman en forma carbón, madera y otros combustibles

fósiles.

Actividades vecinales: quema de RSM y llantas, y la generación

de ruido por discotecas y

fiestas

Contaminantes Globales Ciertos contaminantes tienen efectos

continentales y globales. Estos contaminantes incluyen lluvia ácida, CO2, CFC, contaminantes radiactivos, metales pesados, organoclorados persistentes como los plaguicidas y emisiones de contaminantes convencionales de fuentes naturales en gran escala como volcanes y bosques.

Mundial. Capa de ozono (clorofluocarbonos-CFC), emisiones de carbono, etc. Es decir, el efecto invernadero y cambio climático. Donde las incertidumbres son grandes y la prudencia ha de ser máxima.

Agujero de Ozono El conjunto de productos químicos

denominados clorofluorocarbonos (CFC´s) contienen cloro, flúor y carbono, se usan en refrigeración, aire acondicionado, aerosoles y materiales aislantes y se creía que eran inertes químicamente. Son inertes en la troposfera (hasta 10 km) y se vuelven activos por encima de los 20 km (estratosfera) que es donde la concentración de ozono es mayor.

Al descomponerse los CFC´s liberan cloro atómico el cual es muy reactivo y destruye a las moléculas de ozono, se considera que un sólo átomo de cloro destruye hasta 100 mil moléculas de ozono. Las ecuaciones químicas que representan el proceso son:

a) Cl  +  O3  --------> Cl O  +  O2 b) Cl O  +  O  -------->  Cl  +  O2

Agujero de Ozono

Cambio Climático El calentamiento global de la Tierra depende del

efecto invernadero y del mecanismo de enfriamiento que depende de la forma en que devuelva la energía a la atmósfera, es decir, del mecanismo de absorción y emisión de la energía que llega del Sol. Según registros paleoclimáticos, la Tierra ha pasado alternadamente, por períodos de temperaturas altas y bajas (glaciaciones), y el clima ha variado sensiblemente a lo largo de la vida del planeta.

Desde hace muchos años, los científicos se han preguntado qué es lo que ha ocasionado estas variaciones y son muchas las interpretaciones que se han generado.

AIRE CALIENTE

AIRE FRIO

AIRE MAS FRIO

ALTITUD

0

0

TEMPERATURA

AIRE CALIENTE

AIRE FRIO

AIRE MAS FRIO

ALTITUD

0

0

TEMPERATURA

INVERSION TERMICA

La atmosfera inestable permite que los gases emitidos se disipen en la atmosfera alta

En una atmosfera estable, la CAPA DE INVERSION impide la evacuación de gases

Regional o Continental. Lluvia ácida, presencia de ozono en las capas bajas de la atmósfera que afecta a las grandes aglomeraciones industriales y urbanas de los países desarrollados. La controversia se centra en el automóvil, las centrales térmicas y las nucleares.

Lluvia Ácida La lluvia ácida presenta un pH menor (más

ácido) que la lluvia normal o limpia. Constituye un serio problema ambiental ocasionado principalmente por la contaminación de hidrocarburos fósiles. Estos contaminantes son liberados al quemar carbón y aceite cuando se usan como combustible para producir calor, calefacción o movimiento (gasolina y diesel).

La lluvia ácida se forma generalmente en las nubes altas donde el SO2 y los NOx reaccionan con el agua y el oxígeno, formando una solución diluida de ácido sulfúrico y ácido nítrico. La radiación solar aumenta la velocidad de esta reacción:

SO3+H2O --> H2SO4 2NO2+H20 --> HNO3 + HNO2

Contaminantes Locales Locales. Calidad

del aire en algunas ciudades, el ruido y el almacenamiento de sustancias peligrosas, etc.

Principales Contaminantes del Aire

Las fuentes antropogénicas de contaminación atmosférica

FUENTES FIJAS: chimeneas industriales, plantas generadoras de energía, quema de vegetación para agricultura y de basura.

Las principales aportes de contaminación por estas fuentes se deben a procesos de síntesis química (industrias de fabricación de materiales), procesos de fundición (metalúrgicas) y a operaciones de conversión de energía (plantas termoeléctricas).

FUENTES MÓVILES, se encuentran: automóviles, aviones, etc. Para ambos casos (fuentes fijas y móviles), la composición de la emisión estará en función de la composición del combustible y de las condiciones operacionales existentes (temperatura, presión, cantidad de oxígeno presente, etc.)

Contaminantes Primarios y Secundarios Los primarios son aquellos

contaminantes emitidos directamente hacia la atmósfera por las fuentes que los generan, pasan a la atmósfera y alcanzan a los receptores sin alteración, por ejemplo: los gases de las chimeneas de las industrias, las partículas de polvos acarreados por el viento, los gases emitidos a través de los escapes de los automóviles, etc.

bióxido de azufre ácido sulfhídrico óxido de nitrógeno Amoniaco monóxido de carbono Hidrocarburos halógenos

Entre los contaminantes químicos primarios se encuentran los siguientes

Los Secundarios: Los componentes secundarios se originan a partir de transformaciones sufridas por los contaminantes primarios, al reaccionar entre ellos mismos bajo la influencia de los componentes del clima (viento, radiación solar, humedad, etc.). Ejemplo, la radiación fotoquímica entre los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos, actúa como fuente generadora de agentes oxidantes fuertes, como es el caso de la contaminación por ozono en la troposfera. trióxido de azufre

Entre los contaminantes químicos secundarios se encuentran los siguientes

ácido sulfúrico cetonas y aldehídos bióxido de nitrógeno

Principales Contaminantes Atmosféricos

      Óxidos de carbono: - monóxido de carbono - bióxido de carbono

    Partículas sedimentables Partículas en suspensión

› polvo, lluvia ácida, polen, asbestos

• Compuestos de nitrógeno› - óxido nítrico› - bióxido de nitrógeno› - óxido nitroso

• Compuestos de azufre› - bióxido de azufre› - trióxido de azufre.

• Oxidantes fotoquímicos (ozono)• Compuestos halogenados• Metales• Sustancias radiactivas

– (radón-222; iodo-131;plutonio- 239)

• Calor• Ruido• etc.

Trabajo Hacer un listado de los principales

episodios de contaminación atmosférica en América Latina y en el Perú en los últimos 20 años.

debe comprender por lo menos 20 casos indicando, por grupo› Año, Lugar, población afectado numero de

muertos y enfermos fuente de contaminacion