contaminación atm

LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

1. MEDIO EMISOR: conjunto de fuentes o focos emisores de contaminantes (industrias, transportes...)

2. NIVEL DE EMISIÓN es la cantidad de contaminante vertido a la atmósfera en un período de tiempo determinado. (ppm o μg/m3)

3. MEDIO DIFUSOR: (ATMÓSFERA) Los contaminantes se transportan, se diluyen o se trnasforman física o químicamente. (Vida media)

4. NIVEL DE INMISIÓN: Cantidad de contaminante que existe en el aire en un punto y momento determinado. Indica la repercusión real sobre el medio ambiente de una fuente emisora determinada. ...

CONCEPTOSCONCEPTOS

Origen de la contaminaciónOrigen de la contaminación1. Fuentes naturales: erupciones volcánicas,

incendios y actividad biológica (CH4, CO2...)

2. Fuentes antropogénicas:1. Las calefacciones

2. El Transporte

3. La Industria : centrales térmicas, cementeras, siderometalúrgicas, papeleras y químicas

4. La Agricultura y ganadería (arroz...)

5. La Incineración de Residuos Sólidos Urbanos

USO DE COMBUSTIBLES FÓSILESUSO DE COMBUSTIBLES FÓSILES

CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOSCONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

1. CONCEPTO DE CONTAMINANTE. Cualquier sustancia sólida, líquida o gaseosa, o forma de energía, natural o artificial, que está en concentraciones superiores a su nivel normal como para producir un efecto perjudicial en el hombre, los animales, la vegetación o los materiales".

2. CONTAMINANTES PRIMARIOS: Aquellos que proceden directamente de las fuentes de emisión. Ejemplo: CO y CO2, NO, NO2 y N2O, SO2, etc.

3. C. SECUNDARIOS: Aquellos originados en el aire por interacción entre dos o más contaminantes primarios, o por sus reacciones con los constituyentes normales de la atmósfera. Ej. O3, SO3, NO3, H2SO4, HNO3, PAN.

PEROXIACETILNITRATO (PAN)PAN es un componente del Smog.Es una molécula relativamente estable, especialmente a baja temperatura, y por tanto puede transportarse a largas distancias mediante las corrientes de aire.

Tipos de contaminantes1. Sustancias químicas (sobre todo gases):

1. C. Primarios (CO y CO2, NO, NO2 y N2O, SO2, CFCs, hidrocarburos, metales pesados), etc.

2. C. Secundarios: O3, SO3, NO3, H2SO4, HNO3.

2. Formas de energía.1. Radiaciones ionizantes: Pueden ionizar átomos o

moléculas. Rad. Alfa, beta, gamma y rayos X.

2. Radiaciones no ionizantes: Radiaciones UV., infrarrojas, radiofrecuencias y microondas.

3. Ruido.

http://www.enbuenasmanos.com/seccion/VidaSana.asp

NIVELES DE CONTAMINACIÓN

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DISPERSIÓN DE LOS

CONTAMINANTES1. Las características de las emisiones:

• La naturaleza del contaminante (un gas permanece más tiempo)

• La temperatura de emisión, (determina el nivel de ascenso del contaminante)

• La velocidad de salida,

• La altura del foco emisor.

Contaminación transfronterizaContaminación transfronteriza

2.- Las condiciones atmosféricas: La temperatura del aire y sus variaciones con la altura, Los vientos relacionados con la dinámica horizontal atmosférica, Precipitaciones (lavado...), Insolación (reacciones químicas, contaminantes secundarios...)

• LOS ANTICICLONES TIENDEN A CONCENTRAR LA CONTAMINACIÓN CERCA DEL SUELO, YA QUE EL AIRE DESCIENDE. (GAS>GVT)

• LAS BORRASCAS FAVORECEN LA DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES, YA QUE EL AIRE CÁLIDO Y HÚMEDO ASCIENDE. (GVT>GAS)

• LAS INVERSIONES TÉRMICAS (GVT<0) atrapan los contaminantes. “Boina de contaminación”

Madrid, 7/02/2011Madrid, 7/02/2011

3.- Las características geográficas y topográficas:

• las brisas costeras,

• las zonas de valles y laderas,

• la presencia de masas vegetales,

• La presencia de núcleos urbanos.

BRISAS DE MAR Y BRISAS DE TIERRA

En las zonas de valles y laderas

Se generan las brisas de valle y de montaña. Durante el día las laderas se calientan y se genera una corriente ascendente de aire caliente, mientras que en el fondo del valle se acumula frío y se origina una situación de inversión térmica que impedirá la dispersión de los contaminantes.

Durante la noche sucede lo contrario, formándose las brisas de montaña, que también dan lugar a la misma situación puesto que el aire que baja por la ladera es más frío y empuja hacia arriba el aire caliente que quedaba en el fondo del valle.

CARACTERISTICAS GEOGRÁFICAS Y TOPOGRÁFICAS

LIQUENES COMO INDICADORES DE LA CONTAMINACIÓNLIQUENES COMO INDICADORES DE LA CONTAMINACIÓN

Usnea sp

Contaminación nula

Ramalina sp

Parmelia sp Contaminación baja

Xhantoria sp

Contaminación media

Lecanora Contaminación alta

PRINCIPALES CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

PRINCIPALES CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

PRINCIPALES CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOSPRINCIPALES CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

OZONO TROPOSFÉRICO (O3)OZONO TROPOSFÉRICO (O3)

Gas de color azulado bastante más pesado que el aire y extraordinariamente reactivo.

Fuentes emisoras: • Acción de la luz ultravioleta sobre el oxígeno.• Acción de la luz solar sobre ciertos contaminantes (NO2 y COV)• Descarga eléctrica en la troposfera durante las tormentas.

Efectos: irritación del aparato respiratorio, dolores de cabeza, ataca las hojas de los vegetales, agrieta el caucho.

Forma parte del smog fotoquímico.

http://www.atmos.washington.edu/2004Q4/211/09_OzoneDep.swf

Animación:

http://www.atmos.washington.edu/2004Q4/211/09_OzoneDep.swf


C. PRIMARIOSC. PRIMARIOS C. SECUNDARIOSC. SECUNDARIOS

COMPUESTOS DE AZUFRE:COMPUESTOS DE AZUFRE:

• Dióxido de azufre (SO2) • Sulfuro de hidrógeno ( H2S).

El dióxido de azufre, con una vida media en la atmósfera de días, es responsable del smog.

Además, se combina fácilmente con el agua de la atmósfera dando lugar al ácido sulfúrico, que es responsable, en parte, de la lluvia ácida

Fuentes emisoras: Combustión de carburantes fósiles y en las erupciones volcánicas y en las zonas pantanosas.

Efectos: Lluvia ácida, smog, enfermedades del aparato respiratorio y corrosión de los materiales de construcción y afecta a la vegetación.

Ácido sulfúrico (H2SO4).



ÓXIDOS DE CARBONO:ÓXIDOS DE CARBONO:

• Monóxido de carbono (CO) • Dióxido de carbono (CO2)

El CO2 no se solía considerar como un contaminante pero el constante aumento de las emisiones antrópicas y naturales y su capacidad para aumentar el efecto invernadero, le han convertido en una de las sustancias más preocupantes para un futuro próximo.

Fuentes emisoras: combustiones (si es incompleta se genera CO), procesos biológicos, erupciones volcánicas. Efectos: El CO produce muerte por asfixia (se combina con la hemoglobina y la bloquea, impidiendo su oxigenación).

El CO2 es uno de los gases responsables del efecto invernadero.



ÓXIDOS DE NITRÓGENO (NOx):ÓXIDOS DE NITRÓGENO (NOx):

• Dióxido de nitrógeno (NO2 )• Óxido nitroso (N2O), • Óxido nítrico (NO).

Fuentes emisoras: Industria química, procesos de combustión en general, motores, incendios forestales y erupciones volcánicas.

Efectos: Potencialmente peligrosos para la salud (afectan al aparato respiratorio) Causan daños en las plantas (clorosis)El NO y NO2 son responsables del smog fotoquímico y reaccionan con el Ozono.El HNO3 es responsable, en parte, de la lluvia ácida.

Ácido nítrico (HNO3).



COMPUESTOS ORGÁNICOS:COMPUESTOS ORGÁNICOS:

• Hidrocarburos: METANO CH4

Fuentes emisoras de METANO: • En la atmósfera existe de forma natural en zonas pantanosas y en áreas próximas a los pozos petrolíferos. También en el aparato digestivo de los rumiantes• Su origen antropogénico radica en las industrias petrolíferas, las plantas de tratamiento de gas natural, los vehículos, la agricultura intensiva (arroz) y la ganadería.

Efectos: participa de manera importante en los procesos de oxidación fotoquímica (smog fotoquímico) y en el efecto invernadero.



• Compuestos Orgánicos Volátiles ( COVs): PCBs, dioxinas y furanos.

Fuentes emisoras:• Las dioxinas y furanos se forman en el tratamiento de productos químicos clorados y en la incineración de residuos que contienen sustancias cloradas.• Los PCB, aislamiento eléctrico y térmico.• El PAN se forma como consecuencia de reacciones fotoquímicas entre los NOx y los COVs.

COMPUESTOS ORGÁNICOS II:COMPUESTOS ORGÁNICOS II:

PAN (Nitrato de Peroxiacetileno)

Efectos: alteraciones metabólicas que pueden derivar en procesos tumorales. (PCBs, dioxinas, y furanos).

El PAN es responsable, en parte, del smog fotoquímico.

O3 + O O2 + O2O3 + O O2 + O2



COMPUESTOS HALOGENADOS:COMPUESTOS HALOGENADOS:

• Cloro (Cl2)• HCl, HF•CFCs

Los CFCs pueden romperse por reacción de fotólisis causada por la radiación UV, liberando átomos de Cloro. El Cloro es un potente destructor del Ozono en un proceso en el que los átomos de Cloro no se consumen, por lo que durante su vida (V.m. > 100 años) un solo átomo de cloro puede llegar a destruir hasta 100 mil moléculas de ozono:

CFCl3 + UV CFCl2 + Cl

Cl + O3 ClO + O2

ClO + O Cl + O2

Fuentes emisoras: propelentes de aerosoles, extintores y en la industria del frío.

Efectos, los CFCs destruyen la capa de ozono y aumentan el efecto invernadero.



METALES PESADOS:METALES PESADOS:

• Plomo (Pb)• Cadmio (Cd)• Mercurio (Hg)• Berilio (Be) • Níquel (Ni)

Son elementos químicos de masa atómica y densidad elevadas, presentes en la atmósfera como partículas, en pequeñas concentraciones. Se consideran muy peligrosos, puesto que no se degradan ni química ni biológicamente (V.m. De miles o millones de años) por lo que se acumulan en las cadenas alimentarías (bioacumulación).Causan daños graves en los sistemas respiratorio, circulatorio y nervioso. Entre los más nocivos se encuentran el plomo, el cadmio y el mercurio.

Fuentes emisoras: combustión de combustibles fósiles (el Pb ha sido aditivo de la gasolina),

industrias metalúrgicas, minería, incineración de algunos residuos...

ELEMENTO FUENTE EFECTO SOBRE LA SALUD

Berilio (Be)Carbón, industria (nuevos empleos propuestos en la industria energética nuclear, como carburante para cohetes).

Probablemente sea el más tóxico de los cinco, se acumula en los pulmones acarreando beriolisis, una enfermedad grave; es carcinógeno para ratas al ser inhalado.

Cadmio (Cd) Carbón, minería del cinc, conducciones y tuberías de agua, humo de tabaco.

Se sospechan enfermedades cardio-vasculares e hipertensión, en el hombre interfiere con el metabolismo del cinc y del cobre.

Plomo (Pb) Escape de los coches (procedente de la gasolina), pinturas (antes de 1948, aproximadamente).

Daños cerebrales, convulsiones, desórdenes en el comportamiento, muerte.

Mercurio (Hg) Carbón, aparatos eléctricos, funguicidas industriales.

Daños en nervios y muerte.

Níquel (Ni)

Carburantes para motores Diesel, petróleo residual, carbón, humo de tabaco, productos químicos y catalizadores, acero y aleaciones no férreas.

Propiedades carcinógenas en animales, así como en el hombre al inhalarse como carbolito, Ni(CO)4.


C. PRIMARIOSC. PRIMARIOS

AEROSOLES:AEROSOLES:

Partículas sólidas o líquidas entre 0,002 y 0,25 μ

En la atmósfera existe una fracción particulada, los aerosoles, que está formada por una mezcla de partículas sólidas y líquidas de diverso tamaño. Por encima de 25μ las partículas sedimentan rápidamente.

Fuentes emisoras: Las partículas sólidas proceden del suelo, de la vegetación y otros seres vivos, o son cenizas de origen volcánico, producidas en incendios forestales o en combustiones industriales y de automóviles.

Entre las partículas líquidas se pueden citar el spray marino que resulta del oleaje y las microgotas de ácido sulfúrico y nítrico.

Efectos: Las altas concentraciones de partículas tienen efectos nocivos para la salud humana: desde los humos producidos por la circulación, que afectan especialmente a los enfermos con patologías pulmonares, a los polvos producidos en canteras que pueden producir cáncer, el polvo de sílice que produce silicosis, el polvo de carbón, antracosis.

Además, las partículas en suspensión incrementan el efecto invernadero, incrementa el albedo,e interfieren en la fotosíntesis.


OLORES:OLORES:

No se consideran contaminantes por no causar, en general, efectos nocivos en la salud.Han de tenerse en cuenta por el malestar que producen.

FORMAS DE ENERGÍA:FORMAS DE ENERGÍA:

- Radiaciones ionizantes: pueden ionizar átomos o moléculas, alterando el equilibrio químico de su estructura y sus funciones. Se clasifican en cuatro tipos: radiación α, β, γ y rayos X.

- Radiaciones α y β: son partículas cargadas eléctricamente y se diferencian entre sí por su poder de penetración (las α son detenidas por una hoja de papel, mientras que las β necesitan al menos una lámina de aluminio).

- Radiación γ y rayos X: poseen un alto poder de penetración y por tanto pueden provocar mutaciones, cáncer...

ORIGEN: Fuentes naturales (desintegración natural de átomos en rocas y minerales) y antrópicas (centrales nucleares...)

- Ondas Sonoras (ruido):por encima de un determinado umbral provoca efectos fisiológicos y psicológicos sobre las personas. Se establece el “confort acústico” en 55dB y la OMS establece como límite superior deseable los 70 dB.

Contaminación sonora

EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

• EFECTOS LOCALES:- SMOG clásico - SMOG fotoquímico

• EFECTOS REGIONALES: - Lluvia ácida.

- Destrucción de la capa de ozono.

• EFECTOS GLOBALES:- Aumento del efecto invernadero –

Calentamiento global – cambio climático.

SMOG

Smoke (humo) y fog (niebla)

SMOG

Smoke (humo) y fog (niebla)

Mezcla de niebla y partículas de humo cargado de contaminantes, en atmósferas muy húmedas, en condiciones anticiclónicas que no permiten la dispersión de la contaminación

Mezcla de niebla y partículas de humo cargado de contaminantes, en atmósferas muy húmedas, en condiciones anticiclónicas que no permiten la dispersión de la contaminación

-Smog clásico o ácidoSmog clásico o ácido.

Es una mezcla de gases contaminantes y partículas en suspensión. El principal contaminante es el SO2. Este se oxida a SO3, que con el vapor de agua produce ácido sulfúrico (H2SO4)Fue muy típico de grandes ciudades industriales, con clima húmedo y elevada liberación de SO2 procedente del tráfico y la combustión de carbón en la industria, calefacciones... La niebla espesa que se forma es muy corrosiva.

- Efectos. Afecta al aparato respiratorio, a los vegetales y a la conservación de edificios, principalmente en zonas urbanas.

En 1.952, en Londres, murieron 4000 personas como consecuencia de este smog llamado “puré de guisantes”.

El Smog Industrial (clásico o ácido).

ARRIBA: Beijing en un día después de la lluvia (izquierda) y en un día con smog (derecha).

ABAJO: smog sobre el Parlamento de Londres, pintado por Claude Monet a finales del s. XIX.

En los países desarrollados los combustibles que originan este tipo de contaminación se queman en instalaciones con sistemas de depuración o dispersión mejores y raramente se encuentra este tipo de polución. En países en vías de desarrollo, como China o algunos países de Europa del Este, es un grave problema en algunas ciudades.

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:LondonSmog.jpg

Smog fotoquímicoSmog fotoquímico u oxidante. u oxidante.

- Causas: debe su nombre a la presencia en la atmósfera de oxidantes fotoquímicos (O3 y PAN) que se forma al reaccionar los óxidos de nitrógeno, hidrocarburos o el propio Oxígeno atmosférico con la energía proveniente de las radiaciones UV.

Este proceso se ve favorecido por situaciones anticiclónicas, clima seco y soleado y vientos débiles que dificultan la dispersión de los contaminantes.Predomina en ciudades con mucho tráfico y actividad industrial.El verano es la peor estación para este tipo de polución y, además, las inversiones térmicas, pueden agravar este problema en determinadas épocas ya que dificultan la renovación del aire y la eliminación de los contaminantes. - Efectos. El componente más dañino es el ozono. En concentraciones altas es irritante de las mucosas respiratorias, irrita los ojos, daña a las plantas y oxida y deteriora materiales de goma. El PAN también tiene un fuerte poder oxidante.

Ciclo Fotolítico del NO2:Ciclo Fotolítico del NO2:

En ausencia de COVs, el ciclo está en equilibrio y no se acumula ozono.

En ausencia de COVs, el ciclo está en equilibrio y no se acumula ozono.

NO2

Radiación UV

O

O2

O3

NOO2

En presencia de COVs, el NO reacciona con ellos para formar PAN, el ciclo no se cierra y se produce la acumulación del Ozono.

En presencia de COVs, el NO reacciona con ellos para formar PAN, el ciclo no se cierra y se produce la acumulación del Ozono.

Con Smog fotoquímico, la atmósfera presenta una coloración marrón-rojiza

Con Smog fotoquímico, la atmósfera presenta una coloración marrón-rojiza

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS DOS TIPOS DE SMOG

Ciudades Los Ángeles, Gran Canaria

Londres,Pekín.

EFECTOS REGIONALES: EFECTOS REGIONALES: LaLa Lluvia ácida

FORMACIÓN DE LA LLUVIA ÁCIDA

1. DEPOSICIÓN ÁCIDA SECA: Las partículas de sulfatos y nitratos se depositan como aerosoles cerca de las fuentes emisoras

1. DEPOSICIÓN ÁCIDA HÚMEDA: Los óxidos de azufre y nitrógeno que permanecen más tiempo en la atmósfera sufren un proceso de oxidación para formar Ácido sulfúrico y ácido nítrico que se disuelven en las gotas de agua que forman las nubes, pudiendo ser transportados a cientos de Km del foco emisor antes de depositarse como lluvia ácida (pH < 5,6)

La lluvia normal es ligeramente ácida, por llevar ácido carbónico que se forma cuando el dióxido de carbono del aire se disuelve en el agua que cae. Su pH suele estar en torno a 5,6. Pero en las zonas con la atmósfera contaminada por estas sustancias acidificantes, la lluvia tiene valores de pH de hasta 4 o 3 y, en algunas zonas en que la niebla es ácida, el pH puede llegar a ser de 2, es decir, similar al del zumo de limón o al del vinagre.

La lluvia normal es ligeramente ácida, por llevar ácido carbónico que se forma cuando el dióxido de carbono del aire se disuelve en el agua que cae. Su pH suele estar en torno a 5,6. Pero en las zonas con la atmósfera contaminada por estas sustancias acidificantes, la lluvia tiene valores de pH de hasta 4 o 3 y, en algunas zonas en que la niebla es ácida, el pH puede llegar a ser de 2, es decir, similar al del zumo de limón o al del vinagre.

1. EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA:

1. Acidificación de las aguas superficiales, sobre todo lagos y lagunas. La reproducción de peces y anfibios se ve alterada con pH inferior a 5,5.

2. Acidificación de los suelos y terrenos. Con pH inferior a 5 se libera Aluminio, que es tóxico para las plantas y se produce la lixiviación del Calcio que deja de estar disponible para las plantas. (Los terrenos calcáreos neutralizan el pH)

3. Destrucción de la vegetación, especialmente acusada en bosques

4. Corrosión de metales y edificios de piedra (“mal de la piedra”).

EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA

CLOROSIS por efecto de la lluvia ácida.

VARIACIÓN TEMPORAL DE LOS GASES CONTAMINANTES EN LA ATMÓSFERA URBANA

¿Cuáles son las causas de esta variación?

Con el aumento de la radiación solar, los NOx y los hidrocarburos, reaccionan y se forma O3 que aumenta al mediodía.

A partir de las 18 h. ocurre lo contrario.

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