Conocer los principales efectos ocasionados por la contaminación atmosférica tanto a escala local, urbana, regional y global
Conocer los distintos sistemas que se emplean para medir la contaminación atmosférica tanto en inmisión como en emisión
EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA A ESCALA LOCAL, URBANA Y REGIONAL CONTAMINANTES DE REFERENCIA (QUE EXISTEN HABITUALMENTE EN TODAS LAS ZONAS URBANAS):
PM-10: debido principalmente a emisiones de fuentes industriales
SO2: debido principalmente a la quema de combustibles fósiles en fuentes fijas
CO: debido principalmente al transporte
NO2: debido principalmente al consumo de combustible en fuentes móviles y fijas
Pb: debido principalmente al uso de gasolina con plomo (eliminada en muchos países)
O3: se forma a partir de NO2 y COVs
LOS COVS TAMBIÉN ESTÁN HABITUALMENTE PRESENTES EN ZONAS URBANAS, DEBIDOS PRINCIPALMENTE AL TRANSPORTE Y AL USO DE DISOLVENTES
Para minimizar el impacto ambiental se establecen estándares para la calidad de aire ambiente y límites en los niveles de emisión
Las referencias más importantes para los estándares tanto para la calidad del aire ambiental como para las emisiones son:
OMS – Guías de la calidad del aire para Europa
TA, Luft – Instrucciones Técnicas de Control de Calidad, Alemania
Directivas de la UE
USEPA – Estándares Nacionales de Calidad del Aire
Los oxidantes fotoquímicos son contaminantes secundarios que se forman cuando la luz irradia una mezcla de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos, dando lugar a una mezcla compleja de productos que recibe el nombre de niebla fotoquímica o "smog" fotoquímico
O3: más abundante de los oxidantes fotoquímicos por lo que se utiliza como indicador de estos episodios.
Otros oxidantes: FORMALDEHÍDO, NITRATOS ORGÁNICOS
NIEBLA FOTOQUÍMICA Fig. 3.1. Niebla fotoquímica (publicada en Wikimedia Commons con licencia CC By-SA 3.0) EFECTOS
Irritación pulmonar y de las mucosas, irritación ocular, deterioro de goma, daño en la vegetación y reducción en las cosechas
PRECURSOR:
Principalmente el tráfico de las ciudades
LLUVIA ÁCIDA (DEPOSICIÓN ÁCIDA) La lluvia que cae a través de una atmósfera no contaminada llegará a la Tierra con un pH ligeramente ácido, debido al dióxido de carbono que se encuentra en la atmósfera:
CO2 + H2O ? H2CO3 ? H+ + HCO3- En zonas del norte de Europa y las partes orientales de EEUU se han detectado lluvias con pH<5 e incluso <4 Las emisiones de óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno (industria, transporte, producción de energía, calefacciones…) se transforman en la atmósfera en sulfatos y nitratos que con la radiación solar y vapor de agua, mediante reacciones químicas complejas, se transforman en ácido sulfúrico y nítrico diluido La deposición de estos ácidos puede ser seca en forma de partículas o húmeda en forma de lluvia o nieve (lluvia ácida) Fig. 3.2. Lluvia ácida (publicada por Wikipedia con licencia CC BY-SA 3.0)
SISTEMAS ACUÁTICOS
pH baja ? solubilidad de los metales aumenta (Al presente en rocas y fondo de ríos y lagos) ? aumenta la concentración de Al en el agua
Tóxico para peces, anfibios, moluscos y zooplancton (y se cree que la causa última de la muerte de las poblaciones de peces en aguas acidificadas se debe al envenenamiento por aluminio)
VEGETACIÓN
Daños en plantas recien nacidas y hojas (cosechas)
Solubilización Al (bosques)
Solubilización K, Ca y Mg ? empobrecimiento de suelos
Materiales de construcción y pinturas
Estatuas y monumentos
CaCO3 + H2SO4 ? CaSO4
EFECTOS PRODUCIDOS POR LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA EFECTOS SOBRE LA SALUD
Los efectos producidos por la contaminación atmosférica dependen de la concentración de contaminantes, del tipo de contaminantes presentes, del tiempo de exposición y de las fluctuaciones temporales en las concentraciones de contaminantes, así como de la sensibilidad de los receptores y los sinergismos entre contaminantes
En general, los efectos de los gases contaminantes en el hombre son múltiples. Normalmente, son la nariz, la garganta y el sistema bronquial los que se ven afectados con mayor frecuencia.
Se ha comprobado la relación existente entre la contaminación atmosférica producida por partículas en suspensión y dióxido de azufre, y la aparición de bronquitis crónica en la población adulta
La presencia en el aire de elevadas concentraciones de CO representa una amenaza para la salud. El CO inhalado se combina con la hemoglobina de la sangre, lo que reduce la capacidad de la sangre para el transporte de oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos.
Los oxidantes fotoquímicos, producen irritación de los ojos y mucosas (afectan principalmente a las personas con afecciones asmáticas y broncopulmonares)
Los metales pesados, como plomo o cadmio, pueden ocasionar diversas enfermedades y algunos son bioacumulables
Algunos COVs entre los que están los hidrocarburos aromáticos policíclicos se asocian normalmente con cáncer
EFECTOS SOBRE LA VEGETACIÓN
Las plantas muestran una especial sensibilidad a la mayor parte de los contaminantes del aire y sufren los daños a concentraciones significativamente más bajas que las necesarias para causar efectos sobre la salud humana
Los efectos dependen del contaminante y de la sensibilidad de las diferentes plantas a su exposición. Ej. las coníferas, la alfalfa, el algodón, la soja, la lechuga, las espinacas, las judías, y los manzanos son especies particularmente sensibles a la acción del SO2
Los contaminantes de carácter ácido fácilmente solubles (SO2, HCI, HF, NOx) son muy tóxicos para los vegetales, atacando la estructura de las hojas
El flúor y sus derivados son contaminantes que se caracterizan por ser tóxicos para las plantas a muy bajas concentraciones. Las viñas y las plantaciones frutales son plantas especialmente sensibles a la acción del flúor
EFECTOS SOBRE LOS MATERIALES
La acción de los contaminantes atmosféricos sobre los materiales puede manifestarse por la sedimentación de partículas, deteriorando su aspecto y provocando abrasiones, o bien por ataque químico
Los compuestos de azufre son responsables de los daños mas importantes ocasionados a los materiales. Pueden acelerar la corrosión de materiales metálicos y las nieblas de ácido sulfúrico atacan a los materiales de construcción, convirtiendo los carbonatos en sulfatos solubles lo que provoca la aparición de escamas y el debilitamiento mecánico
La acción de los oxidantes fotoquímicos se produce sobre todo en los cauchos y elastómeros en los que causan rápido envejecimiento y agrietamiento
Los óxidos de nitrógeno decoloran y estropean las fibras textiles y los nitratos producen la corrosión de las aleaciones cobre-níquel
EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA A ESCALA GLOBAL Algunos contaminantes atmosféricos (CO2, CH4, N2O) tienen tiempos de permanencia en la atmósfera de años con lo que sus efectos tienen lugar a nivel global planetario, independientemente del lugar donde han sido emitidos los contaminantes
Los dos principales problemas atmosféricos detectados en nuestro planeta a nivel global son el cambio climático y el agotamiento del ozono estratosférico
Ambos efectos son consecuencia de pequeños cambios en la composición de nuestra atmósfera ocasionados por la emisión de contaminantes con largos tiempos de residencia, con lo que su solución requiere de la cooperación internacional
CALENTAMIENTO GLOBAL Se ha detectado un cambio en el clima global del planeta: la temperatura media de la superficie terrestre ha aumentado 0,8ºC en el último siglo y otras alteraciones climáticas
La mayoría de los expertos están de acuerdo en que el calentamiento del planeta es debido a la actividad humana y en particular a la emisión de gases de efecto invernadero (GEI)
La Tierra devuelve por radiación la energía recibida por el sol, en forma de radiación de onda larga que es absorbida por algunos gases que se encuentran en la atmósfera devolviendo parte a la tierra ? efecto invernadero natural (T~15ºC)
Aumento antropogénico en la concentración de gases invernadero ? efecto invernadero intensificado
PRINCIPALES RESPONSABLES:
CO2, CH4, N2O y halocarbones (absorben por encima de 4 µm)
La concentración de CO2 ha aumentado un 30% desde el s.XVIII
Actualmente crece en un 0,4% (doble crecimiento que en los años 60)
PRINCIPALES CAUSAS DEL AUMENTO DE CO2
? Quema de combustibles fósiles (litosfera?atmósfera)
? Incendios forestales y deforestación (biosfera ?atmósfera)
INTERGOVERNENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE Organización Mundial de Meteorología y Programa Medioambiental de las Naciones Unidas Intergovernental Panel on Climate Change (Organización Mundial de Meteorología y Programa Medioambiental de las Naciones Unidas)
1990: “El incremento observado podría deberse en gran medida a la variabilidad natural; esta variabilidad, y otros factores humanos podrían haber contrarrestado un calentamiento global aún mayor a causa del efecto invernadero provocado por el hombre”
1995: “El balance de evidencias denota una influencia humana en el clima global”
2001: “Hay nuevas y más abrumadoras evidencias de que gran parte del calentamiento observado a lo largo de los últimos 50 años es atribuible a las actividades humanas
2007: “La mayor parte del incremento en las temperaturas medias globales observado desde mediados del siglo XX se debe, con gran probabilidad, a las concentraciones de gases de efecto invernadero antropogénicas”
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