TEMA 4

IMPACTOS EN LA ATMOSFERA

1.- LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE

La OMS (organización mundial de la salud) establece que existe contaminación del aire cuando en su composición aparece una o varias sustancias , en determinadas cantidades y durante determinados periodos de tiempo que resultan nocivas para el ser humano, los animales, las plantas o el suelo y que perturben el bienestar y el uso de los bienes.

Las fuentes de contaminación del aire se pueden agrupar en dos tipos atendiendo a su origen

1.- Naturales

· Erupciones volcánicas emiten grandes cantidades de gases como óxidos de N y S, H2S, HF y partículas sólidas y cenizas procedentes de la combustión

· Vegetación que genera pólenes y esporas

· Suelos emiten gases como metano, NO, H2S

· Seres vivos emiten CO2 y metano (descomposición anaerobia)

· Incendios forestales originan grandes cantidades de CO2, CO, SO2, partículas, humos…

· descargas eléctricas de las tormentas producen óxidos de nitrógeno

2.- Antropogénicas

Son producidas por la actividad humana. Aproximadamente el 70-80% de las sustancias contaminantes que emite el ser humano proceden de la combustión de carburantes fósiles

Entre las actividades humanas generadoras de contaminación destacamos:

a) En el hogar el uso de las calefacciones que emplean como combustibles carbón, gasoleo y gas natural

b) En el transporte especialmente automóviles y el avión

c) En la industria sobre todo las centrales térmicas, cementeras, siderometalúrgicas, papeleras y químicas

d) Agricultura y ganadería por el uso intensivo de fertilizantes y las grandes extensiones de regadíos y de explotaciones ganaderas que generan hidrocarburos

e) Eliminación de residuos en los procesos de incineración

Al comparar el volumen de las emisiones naturales con las antropogénicas se observa que el porcentaje es mayor en el caso de las naturales sin embargo los efectos producidos por las humanas son muy importantes por:

1.- Sobrepasan la capacidad autodepuradora de la atmosfera

2.- Son sustancias muy reactivas

3.- tiempos de residencia altos

2.- CONTAMINANTES DE LA ATMOSFERA

Son sustancias químicas y formas de energía que en concentraciones determinadas pueden causar molestias , daños o riesgos a personas y al resto de los seres vivos o bien alterar el funcionamiento de ecosistemas o afectar al clima

1.- Sustancias químicas

1.1 Contaminantes primarios : son aquellos emitidos directamente a la atmosfera

Se incluyen en este grupo:

•partículas ( polvo, humo ,aerosoles)

•Compuestos de azufre: los óxidos (SO2 y SO3) y el ácido sulfihídrico (H2S)

•óxidos de nitrógeno: N2O, NO, NO2

•Óxidos del carbono CO2, CO

•Compuestos orgánicos: hidrocarburos (COV), policlorobifenilos (PCB), dioxinas, furanos

•Compuestos halogenados: HCl, HF, halocarbonados y clorofluorocarbonados

•Metales pesados: Pb, Hg y Cd

•Olores

1.2.- Contaminantes secundarios:

Se originan a partir de los primarios mediante reacciones que tienen lugar en la atmosfera

Los más importantes son:

• trióxido de azufre ( a partir del SO2)

•Trióxido de nitrógeno ( a partir del NO2 y del ozono)

•Ácido sulfúrico ( compuestos de azufre)

•Acido nítrico (compuestos de nitrógeno)

•Ozono troposférico ( a partir del oxígeno de la atmósera y otros compuestos)

•Nitratos de peroxiacetilo (PAN) ( a partir de hidrocarburos)

2.- Formas de energía

2.1 Radiaciones ionizantes: son una serie de partículas u ondas electromagnéticas que pueden ionizar átomos o moléculas

Pertenecen a este grupo:

Radiaciones alfa: partículas con muy bajo poder de penetración

Radiaciones beta: partículas con bajo poder de penetración

Rayos X: ondas electromagnéticas con alto poder de penetración

Radiaciones gamma: ondas electromagnéticas con muy alto poder de penetración

Origen natural: procesos de transformación de materiales radiactivos de la corteza terrestre y radiaciones cósmicas

Origen antropogénico: Actividades médicas y de investigación, escapes de centrales nucleares, transporte de material radiactivo, fabricas de uranio

Efectos: Afectan a procesos biológicos, provocan malformaciones genéticas, cánceres

2.- Radiaciones no ionizantes

• Radiaciones ultravioleta :sol, lámparas bronceadoras, tubos fluorescentes…

•Infrarrojos: Tierra, cuerpos incandescentes

•Radiofrecuencias :antenas de radio

•Microondas: comunicaciones vía satélite, televisión, radio…

Los efectos dependen de la intensidad y del tiempo de exposición y pueden ser alteraciones del sistema nervioso, trastornos hormonales e inmunológicos

2.3 Ruido. Sonido excesivo o intempestivo que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos no deseados sobre una persona

3.- DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES

Emisión : es la cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en un periodo de tiempo determinado

Estos contaminantes se transportaran , difundirán , se mezclaran, se acumularan (mecanismos sumidero) o reaccionaran.

Inmisión es la cantidad de contaminantes presentes en una atmósfera determinada una vez que han sido transportados, difundidos , mezclados en ella y a los que están expuestos los seres vivos y los materiales que se encuentran bajo su influencia

Los factores que influyen en la dinámica de dispersión son:

1.- características de las emisiones: naturaleza del contaminante (gas o partícula), concentración , sus características fisicoquímicas (temperatura de emisión y velocidad de salida) ; de la altura del foco emisor

2.- Condiciones atmosféricas

En general las borrascas facilitan la dispersión y los anticiclones la dificultan

Pero además hay que tener en cuenta:a) Temperatura del aire y gradientes verticales que determinan

los movimientos de las masas de aire . Inversiones térmicas dificultan la dispersión

b) Vientos: Dirección (zona hacia la que se desplazan los contaminantes), velocidad ( capacidad de dispersión) y turbulencias ( provoca acumulación de contaminantes)

c) Precipitaciones: efecto lavado

d) Insolación : favorece las reacciones de formación de contaminantes secundarios

3.- Características geográficas y topográficasa) Zonas costeras: el sistema de brisas desplaza durante el día los contaminantes hacia el interior y durante la noche al contrario

b) Zonas de valles fluviales y laderas : el sistema de brisas de ladera (mañana se calienta la ladera y origina un movimiento ascendente del aire caliente desde el valle hacia las cumbres) y valle ( noche se origina una corriente de aire frío desde las cumbres hacia el valle ) provoca situaciones de inversión térmica que añadido al obstáculo de las laderas dificulta la dispersión de los contaminantes

.

4.- Presencia de masas vegetales: disminuye la cantidad de contaminación del aire , al frenar la velocidad de dispersión y facilitando por tanto su deposición. Además absorbe CO2

5.- Presencia de núcleos urbanos: influye en el movimiento de las masas de aire disminuyendo o frenando su velocidad y formando turbulencias y además aparece el efecto isla de calor: La temperatura del interior es más alta que en la periferia lo que provoca la aparición de brisas urbanas cíclicas ( aire cálido asciende en el interior y su lugar lo ocupa el aire frío de la periferia)

Esto contribuye a dificultar la dispersión de los contaminantes que se ve aumentada en épocas de estabilidad climática

4.- EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN

Podemos clasificar los efectos según su radio de acción:

A)Locales

a.1) ocasionados por cada uno de los contaminantes

1.- partículas

- Irritación y disminución de la capacidad respiratoria

- reducción de la fotosíntesis, necrosis y caída de las hojas

- Abrasión en edificios

2.-Compuestos de azufre

- irritación de mucosas y ojos (SO2) y malos olores (H2S)

- pérdida de color y necrosis hojas

- mal de la piedra y corrosión de metales

3.- compuestos orgánicos

-Irritación de vías respiratorias

-Dioxinas y furanos con efectos cancerígenos

4.-óxidos de nitrógeno

-Enfermedades en vías respiratorias

-Anula el crecimiento de algunos vegetales

-Produce pérdida de color en la ropa

5.- óxidos de carbono

- El CO es tóxico porque interfiere en el transporte de oxígeno a las células

6.- compuestos halogenados

-El cloro es tóxico y provoca irritación de las mucosas

7 .- metales pesados

-Insuficiencia respiratoria, alteraciones neurológicas y renales (Pb)

-Problemas respiratorios y cardiovasculares (Cd)

-Daños en el sistemas central y riñones (Hg)

-Bioacumulación en las cadenas tróficas

8.- oxidantes fotoquímicos

-irritaciones en nariz y garganta, fatiga y falta de coordinación

-Manchas blancas y necrosis en hojas

-Corrosión de metales

a.2 .- Smog: Nieblas contaminantes de las grandes ciudades Dos tipos:

1.-sulfuroso: Tiene su origen en :-la elevada concentración en los núcleos urbanos de partículas en suspensión, SO2, procedentes de calefacciones , industrias y vehículos -nieblas en situaciones de humedad , vientos en calma y anticiclón Se manifiesta como neblina de color pardo-gris y produce alteraciones respiratorias que agravan procesos asmáticos

En Londres produjo 4700 muertos en 1952

2.- Smog fotoquímico: Tiene su origen en la presencia en la atmósfera de oxidantes fotoquímicos ( O3, PAN, aldehídos) que surgen de las reacciones de óxidos de nitrógeno , hidrocarburos y oxígeno con la energía proveniente de la radiación solar.

El proceso se ve favorecido por situaciones anticiclónicas, fuerte insolación y vientos débiles.

Se caracteriza por la presencia de bruma, irritación ocular, daños en la vegetación y en materiales como cuero y fibras sintéticas

Las reacciones fotoquímicas responsables de la producción de oxidantes fotoquímicos son:

1.- Formación de ozono a partir del ciclo fotolítico del NO2

NO2 + Luz NO+O ; O + O2 O3

Se necesita la presencia de hidrocarburos

2.-Formación de radicales libres activos a partir de radicales de hidrocarburos, que producen la oxidación del NO a NO2

3.- Formación del PAN: los radicales libres reaccionan entre sí o con contaminantes primarios formando una mezcla de oxidantes

b) Efectos regionales: Contaminación transfronteriza . Se produce en zonas alejadas del foco de emisión.

El efecto más importante es la LLUVIA ÁCIDA: retorno a la Tierra de los óxidos de azufre y nitrógeno descargados a la atmósfera en forma de ácidos disuelto en gotas de lluvia, nevadas, nieblas, rocíos

Comienza cuando el azufre y el nitrógeno presentes en los combustibles fósiles son liberados a la atmósfera mediante procesos de combustión generando SO2 y NOx que son transportados, reacciona se precipitan y se depositan retornando a la Tierra de dos modos distintos: Deposición seca: en forma gaseosa o como aerosoles, cerca de las fuentes de emisiónDeposición Húmeda: Sufren un proceso de oxidación en el que se forma ácido sulfúrico y ácido nítrico que se disuelven en la gotas de agua de las nubes, pudiendo ser transportados por el viento lejos del foco emisor, retornando al suelo por medio de las precipitaciones

Efectos de la lluvia ácida:

-Disminución o desaparición de especies de seres vivos en ecosistemas acuáticos como ríos y lagos

-Aumento de la acidez del suelo , empeorando su calidad y transformándoles en improductivos

-En bosques :caída de hojas, muerte de las copas, alteraciones en la corteza y finalmente la muerte de los árboles

-Corrosión de metales, deterioro de las pinturas , descomposición de los materiales de construcción ( mal de la piedra )

c) Efectos globales: cambio climático y agujero de la capa de ozono

Estos efectos abarcan la totalidad del planeta y sólo pueden reducirse si se actúa sobre su propio origen

La capa de ozono es una capa que se sitúa en la estratosfera y que está en continua formación y destrucción. En los años 80 se observó sobre la Antártida una disminución de esta capa y se le denominó agujero de la capa de ozono

Este aumento se ha relacionado con la mayor incidencia de los canceres de piel y con la ceguera del ganado ovino

En la destrucción de esta capa tiene mucha influencia :

-los óxidos de nitrógeno (NOx) que se producen naturalmente en las tormentas y el hombre con el uso excesivo de abonos nitrogenados que da lugar al N2O que es muy inerte y puede ascender hasta la estratosfera donde se transforma en NO o NO2. Estos óxidos actúan como catalizadores en la destrucción del ozono entre otras reacciones

-Compuestos de cloro: en especial los CFC que son utilizados como propelentes de aerosoles, disolventes y refrigerantes y que son muy estables y por lo tanto pueden alcanzar la estratosfera. Estos compuestos por acción de la luz dan lugar a átomos de cloro que son los que reacciona con el ozono destruyéndolo

En el 1987 en el protocolo de Montreal 36 países firmaron un acuerdo sobre la producción de CFC en el que se comprometían en congelar y reducir la producción de CFCs. Gracias a ello parece que se está recuperando dicha capa

5.- LA CALIDAD DEL AIRESe puede definir como el conjunto de normas legislativas que nos indican si el aire está o no contaminadoLa legislación española fija los niveles máximos de emisión para NOx, CO, Pb, Cl2, HCl, H2S, y partículas

La vigilancia de la calidad del aire es el conjunto de sistemas y procedimientos para evaluar la presencia de agentes contaminantes, así como la evolución de las concentraciones en el espacio y en el tiempo con el fin de prevenir los efectos en la salud y el medio ambiente

Se lleva a cabo mediante: a) Redes de vigilancia: Estaciones de medida ( puntos de muestreo)

constituidas por equipos manuales y por automáticos de medida continua. Varios tipos de redes:

· Redes locales ( urbanas) inmisión en una zona determinada· Redes comunitarias (EMEP)-contaminación transfronteriza· Redes regionales ( CAMP) medio marino· Redes globales BAPMON gases invernadero y agujero de la capa de

ozono

                                                                                                                    <>

b) Métodos de análisis. Por procesos físicos y químicos mediante equipos automáticos

c) Indicadores biológicos: Se basan en la sensibilidad que presentan algunos seres vivos a ciertos contaminantes . los líquenes son muy sensibles al SO2, HCl, o al HF

d) Mediante sensores

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6.-MEDIDAS DE PREVENCIÓN Y CORRECCIÓN

Medidas preventivas son:1.- Planificación de usos del suelo ( ordenación del territorio)2.- Evaluaciones de impacto ambiental3.- empleo de tecnologías de baja o nula emisión de residuos4,.- Programas de I+D5.- medidas de carácter social como la información y la educación ambiental6.- medidas legislativas7.- mejora de la calidad de los combustibles

Medidas correctoras:1.- Concentración y retención de partículas con equipos:

Separadores de gravedadFiltros de tejidoPrecipitadores electrostáticosAbsorbedores húmedos

2.- Sistemas de depuración de gases:mecanismos de absorción (líquidos)mecanismos de adsorción ( sólidos)combustión de los gasesreducción catalítica

3.- Expulsión de los contaminantes con las chimeneas adecuadas

8.-CONTAMINACIÓN SONORA O ACUSTICARuido Es un sonido excesivo o intempestivo que puede

producir efectos fisiológicos o psicológicos no deseados

La intensidad sonora se mide en decibelios; 120 dB

produce una sensación dolorosaLas principales fuentes de ruido son: •la industria ( maquinaria)•tráfico•Construcción de edificios y obras públicas•Interior de edificios•Otras fuentes como las relacionadas con el ocio y tiempo libre

Según la UE, el límite de contaminación es de 65 dB Los efectos producidos dependen del tiempo de

exposición, edad del individuo, estilo de vida y tipo de trabajo y son: 1.- alteraciones fisiológicas

pérdida de audición ; depende de la intensidad y tiempo de exposición, es gradual y puede ser permanente o temporal

Aumento de la frecuencia respiratoria (90 dB)Aceleración del ritmo cardiaco ( riesgo cardiaco)Disminución de la secreción salivar, nauseas , vómitos

e incluso úlcerasAumenta la secreción de adrenalinaAltera el órgano de equilibrio ( vértigos)

2.- Alteraciones psíquicas: estrés , neurosis e irritabilidad dependiendo de la intensidad, fuente de emisión, hora de emisión y estado de ánimo3.- Otras alteraciones: dificultades en la comunicación oral , alteraciones del sueño, alteraciones en el rendimiento laboral, sobre la concentración

Acciones preventivas: 1.- Planificación de usos del suelo2.- Planificación urbana (aislamiento de las

actividades más ruidosas)3.- arquitectura urbana (insonorización e

instalación de pantallas acústicas)4.- Estudios de impacto ambiental5.- Tasas , multas, subvenciones

6.- Utilización de sistemas que supongan una disminución de ruidos en las fuentes emisoras7.- Información y educación ambiental

Acciones correctoras. Se basan en la limitación , reducción del ruido en la fuente emisora y en la protección de la población más expuesta:

1.- Reglamentos2.- Acciones directas sobre las fuentes de

emisión ( pantallas, insonorización , modificación de vías de circulación)

8.- contaminación lumínica

Es el resplandor luminoso nocturno o brillo producido por la difusión y reflexión de la luz en los gases, aerosoles y partículas en suspensión en la atmósfera, que altera las condiciones naturales de las horas nocturnas y dificultan las observaciones astronómicas de los objetos celestes

Formas en las que se presenta:a) Luz intrusa: Se produce cuando la iluminación artificial emite luz en direcciones que salen del área donde es necesaria e invade zonas vecinas

b) Difusión hacia el cielo: que se produce al interactuar la luz con las partículas del aire provocando que parte del haz luminoso sea desviado en todas las direcciones

c) Deslumbramiento: cuando una luz incide directamente sobre el ojo dificultando la visibilidad y generando una situación de inseguridad y peligro

Fuentes más comunes:

-Iluminación privada de exteriores

-Iluminación ornamental de edificios, monumentos, fuentes y jardines

-Vías de comunicación

-Luces interiores de escaparates, viviendas etc..

Efectos :

Económicos. Sobreconsumo energético y elevado gasto

Ecológicos: afecta a flora y fauna nocturna alterando sus ciclos vitales

Sanitarios: alteraciones en el sueño, fatiga

Científicos y culturales al dificultar la observación del cielo nocturno ( las estrellas)

Soluciones:

-Mejorar la calidad de la iluminación ambiental, manteniendo encendido sólo cuando sea necesario y con una intensidad moderada

-Utilizar lámparas de bajo consumo y bien orientadas

-Ordenanzas y reglamentación

-Campañas de información y educación ambiental