Eduardo Gómez
Efectos de la contaminación atmosférica
Los cambios en la composición del aire pueden ocasionar efectos negativos.
Estos efectos pueden valorarse en función de:
Tiempo
o Efectos a corto plazo (daños en la salud humana)
o Efectos a largo plazo (cambio climático)
Radio de acción
o Efectos locales (nieblas fotoquímicas)
o Efectos regionales (lluvias ácidas)
o Efectos globales (cambio climático)
1Efectos de la contaminación atmosférica
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Efectos a corto plazo
Nieblas fotoquímicas y smog
Smog = Smoke + Fog
Tiene un efecto local, es típico de zonas urbanas y puede ser de dos tipos:
1. Smog sulfuroso (húmedo o térmico)
2. Smog fotoquímico
2Efectos de la contaminación atmosférica
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Efectos a corto plazo
Smog sulfuroso
El llamado smog industrial o gris fue muy típico en algunas ciudades grandes, como Londres o Chicago, con mucha industria, en las que, hasta hace unos años, se quemaban grandes cantidades de carbón y petróleo pesado con mucho azufre, en instalaciones industriales y de calefacción.
En estas ciudades se formaba una mezclade dióxido de azufre, gotitas de ácidosulfúrico formada a partir del anterior y unagran variedad de partículas sólidas ensuspensión, que originaba una espesaniebla cargada de contaminantes, conefectos muy nocivos para la salud de laspersonas y para la conservación de edificiosy materiales.
3Efectos de la contaminación atmosférica
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Smog sulfuroso
En la actualidad en los países desarrolladoslos combustibles que originan este tipo decontaminación se queman en instalacionescon sistemas de depuración o dispersiónmejores y raramente se encuentra este tipode polución, pero en países en vías deindustrialización como China o algunos paísesde Europa del Este, todavía es un graveproblema en algunas ciudades
4Efectos de la contaminación atmosférica
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Efectos a corto plazo
Es el principal problema de contaminación en muchas ciudades.
Es una mezcla de contaminantes de origen primario (NOx e hidrocarburos volátiles) con otros secundarios (ozono, peroxiacilo, radicales hidroxilo, etc.) que se forman por reacciones producidas por la luz solar al incidir sobre los primeros.
Esta mezcla oscurece la atmósfera dejando un aire teñido de color marrón rojizo cargado de componentes dañinos para los seres vivos y los materiales. Aunque prácticamente en todas las ciudades del mundo hay problemas con este tipo de contaminación, es especialmente importante en las de clima seco, cálido y soleado, y tienen muchos vehículos.
El verano es la peor estación para este tipo de polución y, además, algunos fenómenos climatológicas, como las inversiones térmicas, pueden agravar este problema en determinadas épocas ya que dificultan la renovación del aire y la eliminación de los contaminantes.
Smog fotoquímico
5Efectos de la contaminación atmosférica
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En la situación habitual de la atmósfera la temperatura desciende con la
altitud lo que favorece que suba el aire más caliente (menos denso) y
arrastre a los contaminantes hacia arriba.
6Efectos de la contaminación atmosférica
Smog fotoquímico
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En una situación de inversión térmica una capa de aire más cálido se
sitúa sobre el aire superficial más frío e impide la ascensión de este
último (más denso), por lo que la contaminación queda encerrada y va
aumentando.
7Efectos de la contaminación atmosférica
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Las reacciones fotoquímicas que originan este fenómeno suceden
cuando la mezcla de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos volátiles
emitida por los automóviles y el oxígeno atmosférico reaccionan, gracias
a la luz solar, formando ozono.
NO2+luz NO+O ; O+O2 O3
El ozono es una molécula muy reactiva que sigue reaccionando con otros
contaminantes presentes en el aire y acaba formando un conjunto de varias
decenas de sustancias distintas como nitratos de peroxiacilo (PAN), peróxido
de hidrógeno (H2O2), radicales hidroxilo (OH), formaldehido, etc.
RH + O2 + NO + UV R´CHO + NO2 + O3 + PAN
Estas sustancias, en conjunto, pueden producir importantes daños en las
plantas, irritación ocular, problemas respiratorios, daños en materiales sintéticos
y cueros, etc.
8Efectos de la contaminación atmosférica
9Efectos de la contaminación atmosférica
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Efectos a corto plazo
Alteraciones de la visibilidad
• Es debido a una alta
concentración de partículas o
gases que absorben y dispersan
la luz.
• Depende de la concentración y
tamaño de las partículas.
• Es un efecto local.
10Efectos de la contaminación atmosférica
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Lluvia ácidaEs un efecto regional, que ocasiona la llamada contaminación transfronteriza.
El término “lluvia ácida” fue empleado por primera vez a mediados del siglo XVIII en Manchester, una de las primeras zonas industrializadas de Inglaterra. La acidez del agua de lluvia corroía los metales, desteñía la ropa puesta a tender, e incluso hacía enfermar a las personas y dañaba gravemente a los vegetales.
11Efectos de la contaminación atmosférica
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Lluvia ácida
Se considera lluvia ácida cualquierprecipitación que tenga un pH inferior a 5. EnEuropa, las lluvias con fuerte acidez, con unpH medio de 4,2, solo se dan en los países delcentro de la región.
El pH medio en los demás países de Europaoscila entre 4,2 y 5,6. En España, Portugal,Italia y Grecia, salvo en casos muy localizados,no hay problemas de lluvia ácida porque suelehaber en el aire partículas de polvo, algunasveces procedentes del Sáhara, que contienendiversas sales de calcio.
12Efectos de la contaminación atmosférica
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H2O + CO2 H2CO3
Pero si además reacciona con otros gases como óxidos de azufre y nitrógeno puede dar lugar a ácidos más fuertes que pueden volver a la superficie de dos formas:
1. Deposición seca. En forma de gas o aerosoles cerca de las fuentes de emisión.2. Deposición húmeda. Como ácido sulfúrico y ácido nítrico disueltos en las gotas de
agua de la lluvia y transportados a grandes distancias del foco emisor.
El agua de lluvia es ligeramente ácida por la reacción con el CO2
13Efectos de la contaminación atmosférica
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Fuentes de los óxidos de azufre
y nitrógeno
Fuentes naturales
óxidos de azufre
óxidos de nitrógeno
1. Las erupciones volcánicas
2. La descomposición de la materia orgánica.
1. La acción bacteriana en el suelo.
2. Las reacciones químicas en la atmósfera superior
Fuentes antrópicas
óxidos de azufre
óxidos de nitrógeno
Quema de combustibles fósilesTráficoCentrales térmicasCombustión industrialAmoniaco del estiércol
14Efectos de la contaminación atmosférica
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La intensidad de la lluvia ácida depende de:
1. La velocidad de las reacciones químicas
2. La presencia de humedad en la atmósfera
3. Dinámica atmosférica (transporte de contaminantes a mayor o menor
distancia
15Efectos de la contaminación atmosférica
Eduardo Gómez 16Efectos de la contaminación atmosférica
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Lluvia ácida en el mundoChina, India y Japón son los países que más sufren las inclemencias
corrosivas de la lluvia ácida.
En China, en concreto, se trata del problema medioambiental más grave.
Recientemente, la Administración Estatal de Protección Medioambiental,
equivalente a un Ministerio de Medio Ambiente, reconocía que afecta a más
de la mitad de las ciudades del país; en algunas regiones incluso toda la
lluvia que cae es ácida.
El principal causante de esta situación
es el carbón, que nutre el 70% de las
necesidades energéticas de China.
Por su parte, Estados Unidos y Canadá
son otros de los dos grandes afectados
por esta forma de polución.
17Efectos de la contaminación atmosférica
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En Europa este problema se origina en países muy industrializados (Reino
Unido, Alemania, …) pero la lluvia ácida se traslada hacia los países
escandinavos debido a la dinámica atmosférica. El viento puede provocar que
estos corrosivos elementos recorran miles de kilómetros antes de precipitarse en
forma de lluvia, rocío, granizo, nieve o niebla, e incluso en forma de gases y
partículas ácidas
En Suecia hay más de 18.000 lagos
acidificados y 15.000 de los cuales
ya están sin vida.
18Efectos de la contaminación atmosférica
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Zonas de Europa afectados por la lluvia ácida
19Efectos de la contaminación atmosférica
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Daños ocasionados por la lluvia ácida
Ecosistemas acuáticos
20Efectos de la contaminación atmosférica
En ellos está muy demostrada la influencia negativa de la acidificación.
Fue precisamente observando la situación de cientos de lagos y ríos de Suecia y Noruega, entre los años 1960 y 1970, en los que se vio que el número de peces y anfibios iba disminuyendo de forma acelerada y alarmante, cuando se dio importancia a esta forma de contaminación.
Eduardo Gómez
Daños ocasionados por la lluvia ácida
La reproducción de los animales acuáticos es alterada,hasta el punto de que muchas especies de peces yanfibios no pueden subsistir en aguas con pH inferioresa 5,5,. Especialmente grave es el efecto de la lluviaácida en lagos situados en terrenos de roca no caliza,porque cuando el terreno es calcáreo, los ionesalcalinos son abundantes en el suelo y neutralizan laacidificación; pero si las rocas son granitos, o rocasácidas pobres en cationes, los lagos y ríos se venmucho más afectados por una deposición ácida que nopuede ser neutralizada por la composición del suelo.
Ecosistemas acuáticos
21Efectos de la contaminación atmosférica
Eduardo Gómez 22Efectos de la contaminación atmosférica
Eduardo Gómez
La lluvia ácida ocasiona el crecimiento retardado, el daño o la muerte de losbosques. En la mayoría de los casos, los daños causados por la lluvia ácida en losárboles ocurren debido a los efectos combinados de la lluvia ácida y esos factoresambientales causantes de estrés (sequía, plagas…)
Ecosistemas terrestres
23Efectos de la contaminación atmosférica
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Son muchos los lugares de la Tierra en los que lalluvia ácida afecta a los árboles.
En Checoslovaquia y Polonia, millones de árboles handesaparecido debido a las lluvias ácidas causadas porcontaminaciones locales de enorme intensidad.
Los bosques situados en zonas de montaña sufren,además, nieblas ácidas que envuelven a las hojas yatacan su cutícula. La pérdida de esta capa daña lashojas y produce manchas de color castaño. Esto haceque disminuya la fotosíntesis de la planta y, portanto, quede afectado su desarrollo. Si el procesocontinúa las hojas se vuelven amarillas y se inicia ladefoliación que provoca la muerte de las plantas
Ecosistemas terrestres
24Efectos de la contaminación atmosférica
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Daños en hojas y
árboles por la lluvia
ácida
25Efectos de la contaminación atmosférica
Eduardo Gómez
Materiales
Las construcciones, las estatuas y los monumentos de piedra sufren erosión
por efecto de la lluvia ácida.
Los materiales de construcción
como acero, pintura, plásticos,
cemento, mampostería, acero
galvanizado, piedra caliza, piedra
arenisca y mármol también están
expuestos a sufrir daños.
La frecuencia con la que es necesario aplicar nuevos recubrimientos
protectores a las estructuras (como la pintura de los coches) va en aumento,
con los consecuentes costos adicionales, los cuales se estiman en miles de
millones de dólares anuales.
26Efectos de la contaminación atmosférica
Eduardo Gómez
Las piedras arenisca y caliza frecuentes en monumentos y esculturas, se corroen con más rapidez en el aire cargado de azufre que en el aire libre de azufre. Cuando los contaminantes azufrados se depositan en una superficie de piedra arenisca o caliza, reaccionan con el carbonato de calcio del material y lo convierten en sulfato de calcio (yeso), fácilmente soluble. La desfiguración y disolución de famosas estatuas y monumentos, como la Acrópolis de Atenas y tesoros artísticos de Italia se ha acelerado considerablemente en los últimos 30 años.
27Efectos de la contaminación atmosférica
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Efectos en la salud
• La lluvia ácida no causa daños directos a los seres humanos. Caminar
bajo la lluvia ácida o incluso nadar en un lago ácido no es más
peligroso que caminar o nadar en agua limpia.
• Sin embargo, los contaminantes que producen la lluvia ácida (SO2 y
Nox) sí son perjudiciales para la salud humana.
• Estos gases interactúan en la atmósfera y forman partículas finas de
sulfato y nitrato que pueden ser transportadas por el viento a grandes
distancias y ser inhaladas profundamente dentro de los pulmones de
las personas.
• Muchos estudios científicos han establecido una relación entre los
niveles elevados de partículas finas y el aumento de las enfermedades
y las muertes prematuras provocadas por problemas cardíacos y
pulmonares, tales como el asma y la bronquitis.
28Efectos de la contaminación atmosférica
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Efectos del dióxido de azufre en la salud
Concentración (ppm) Efectos
1 – 6 Broncoconstricción.
3 – 5 Concentración mínima detectable por el olfato.
8 – 12 Irritación de la garganta.
20 Irritación en los ojos y tos.
50 – 100 Concentr. máxima para una exposición corta (30 min.)
400 – 500 Puede ser mortal, incluso en una exposición breve.
Efectos de los óxidos de nitrógeno en la salud
Concentración ppm (mg/l) Efecto
1 – 3 Concentración mínima que se detecta por el olfato.
3 Irritación de nariz, garganta y ojos
25 Congestión y enfermedades pulmonares
100 – 1000 Puede ser mortal, incluso tras una exposición breve.
29Efectos de la contaminación atmosférica
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Deposiciones secas
Las deposiciones secas pueden ser tan destructivas o mas que las
deposiciones húmedas, especialmente sobre los suelos, porque
pueden reaccionar con agua y posteriormente filtrase al subsuelo
(acidificación de aguas subterraneas o incorporarse a las plantas por
las raíces, y posteriormente pasar a las cadenas tróficas, además de
hidrolizar iones metálicos tóxicos del suelo cuyos efectos pueden ser
muy graves.
30Efectos de la contaminación atmosférica
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Soluciones frente a la lluvia ácida
Con respecto a las medidas a tomar para evitar la acidificación de las
aguas, la solución a largo plazo es la reducción de las emisiones:
1. Utilización de combustibles con bajos contenidos en azufre
2. Filtros en las centrales térmicas
3. Uso de energías alternativas
4. Transportes más ecológicos
Con respecto las medidas a corto plazo tenemos la neutralización de
lagos y demás corrientes de aguas, mediante el agregado de una base,
lo que provoca un aumento de pH.
La acción anterior causa la precipitación de aluminio y otros metales que
luego sedimentan en el fondo y además está relacionado con la
disminución en los niveles de mercurio en los peces.
31Efectos de la contaminación atmosférica
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Efectos de la contaminación atmosférica sobre los materiales
Contaminación
Gomas y cauchosH2S
MetalesPiedrasPinturas
Lluvia ácida
PinturasOzono
troposférico
Corrosión
32Efectos de la contaminación atmosférica
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Efectos de la contaminación atmosférica sobre los seres vivos
Depende de:
1. La sustancia
2. Sensibilidad de la personas
3. Órgano afectado,
4. Concentración del contaminante
5. Tiempo de exposición.
Debido a todo esto no es fácil establecer relaciones de causa-efecto
sobre contaminantes y salud humana
Efectos en la salud humana
33Efectos de la contaminación atmosférica
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Sobre las plantas, los efectos empiezan en las hojas (el aire entra en
la planta por los estomas de las hojas).
Sobre los animales, los efectos y las variables serían parecidos al
caso de los seres humanos.
Efectos en otros organismos
Algunos vegetales como los líquenes se utilizan como bioindicadores,
ya que solo son capaces de vivir en ambientes con nula o muy poca
contaminación atmosférica.
34Efectos de la contaminación atmosférica