Contaminacion acida por gases

Objetivo: realizar una investigación sobre una contaminación, desarrollarla, poner sus respectivas ecuaciones químicas y la variación del OD y DBO a partir de ella.

Ecuaciones:

La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico yácidos nítricos. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida. Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, siendo trasladados por los vientos cientos o miles de kilómetros antes de precipitar en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina. Cuando la precipitación se produce, puede provocar importantes deterioros en el ambiente.

La lluvia normalmente presenta un pH de aproximadamente 5.65 (ligeramente ácido), debido a la presencia del CO2 atmosférico, que forma ácido carbónico, H2CO3. Se considera lluvia ácida si presenta un pH menor que 5 y puede alcanzar el pH del vinagre (pH 3). Estos valores de pH se alcanzan por la presencia de ácidos como el ácido sulfúrico, H2SO4, y el ácido nítrico, HNO3. Estos ácidos se forman a partir del dióxido de azufre, SO2, y el monóxido de nitrógeno que se convierten en ácidos.

Los hidrocarburos y el carbón usados como fuente de energía, en grandes cantidades, pueden también producir óxidos de azufre y nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo.

Efectos de la lluvia ácida

Existen muchos efectos negativos producidos por la lluvia ácida como son:

1.      Efectos sobre la salud de las personas

Los contaminantes del aire, como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno, pueden causar enfermedades respiratorias, como el asma o la bronquitis crónica.

2.      Efectos sobre edificaciones y objetos

Los compuestos químicos que contiene la lluvia ácida son corrosivos y pueden hacer que la pintura se desprenda de los automóviles y edificios. Además, puede llegar a disolver el carbonato de calcio, estropeando monumentos y edificaciones construidas con mármol o caliza.

3.      Efectos sobre la vegetación

La lluvia ácida produce daños importantes en la vegetación, y acaba con los microorganismos fijadores de nitrógeno. Un efecto indirecto muy importante es el empobrecimiento de ciertos nutrientes esenciales por lo que las plantas y árboles no disponen de estos y se hacen más vulnerables a las plagas.

4.      Efectos en lagos, ríos y mares

La lluvia ácida provoca que el pH de los lagos y ríos tengan un nivel de pH inferior a  6, lo que se conoce como acidificación. Esto dificulta el desarrollo de la vida acuática aumentando el número de peces muertos y afectando a la cadena alimentaria. 

¿Cómo se forma y qué consecuencias trae la lluvia ácida?

Cuando se forma la lluvia ácida, estas sustancias químicas caen al suelo mezcladas con el agua de las precipitaciones. Puede ser en forma de granizo, lluvia, llovizna, nieve o niebla y sus efectos pueden provocar importantes daños tanto en el medio ambiente como en la salud animal y vegetal. Los gases contaminantes responsables de la formación de lluvia ácida son el óxido de nitrógeno y el dióxido de azufre, y pueden recorrer cientos o miles de kilómetros, trasladándose por acción del viento, antes de precipitar a la superficie.

El agua de lluvia tiene un nivel de PH que ronda los 5,6. Es ligeramente ácida debido a la presencia de dióxido de carbono atmosférico (se considera que es lluvia ácida cuando el PH del agua presenta menos de PH 5), pero en muchas ocasiones puede llegar a tener un PH 3, igual al del vinagre.

La lluvia ácida provoca grandes daños ambientales, siendo causa fundamental en la peligrosa acidificación del agua de lagos, ríos y mares del mundo. Esto causa un gran impacto en la vida acuática y produce una gran mortandad de peces y muchos otros seres vivos. Ésta tambien afecta los suelos. Debido a las cargas eléctricas de los ácidos se produce una especie de limpieza de minerales en el suelo. Como resultado, se tiene un empobrecimiento de los nutrientes esenciales, lo que provoca un fuerte impacto denominado "estrés en las plantas" que las hace menos resistentes a las plagas y enfermedades. Por su característica corrosiva, la lluvia ácida puede deteriorar seriamente algunas construcciones. Es capaz de disolver por ejemplo, monumentos y edificaciones construidas en mármol o caliza.

Noticia sobre lluvia ácida

Lluvia ácida sobre Buenos Aires

La ciudad de Buenos Aires dio un salto cualitativo en materia ambiental cuando, en la década del 70, prohibió la incineración de los residuos domiciliarios e industriales, sustituyéndola por la recolección todavía vigente. Resta ahora lograr una clasificación de los residuos y encontrar un cauce para los cartoneros. Mientras tanto, por el crecimiento del parque automotor, ha aumentado la emanación de monóxido de carbono proveniente de sus motores, algunos de ellos con marcadas y visibles deficiencias que no será difícil verificar y resolver.

El hecho dio lugar a denuncias de vecinos ante la Defensoría del Pueblo de esta ciudad, quienes verificaron la aparición de manchas de colores más claros en veredas, azoteas y otras superficies, como también la presencia de un polvillo bituminoso marrón que se deposita en todas partes. La ubicación de las usinas sobre la costa de la ciudad provoca que las suspensiones de los gases que despiden sus chimeneas se proyecten sobre la ciudad y probablemente sobre suelo provincial en las jornadas de vientos predominantes del Este. La lluvia ácida es un fenómeno muy conocido en el mundo entero, prevaleciente en las regiones de alta industrialización, generadora de gases contaminantes, entre los que se cuentan los óxidos de azufre y nitrógeno: dispersados en la atmósfera, toman contacto con la humedad atmosférica y la lluvia, lo cual da lugar a la formación de ácidos de variada composición según los casos. En el nuestro, predominan las emanaciones de óxido de azufre, provenientes de las citadas usinas, cuya combinación con el agua de lluvia o la niebla forma ácido sulfúrico, un agente altamente tóxico con capacidad de provocar afecciones respiratorias, pulmonares y alergias. Sin perjuicio de estas desalentadoras realidades, ha ocurrido un cambio favorable con motivo de que de las 550.000 toneladas de fueloil consumidas en el primer semestre del presente año las cuatro quintas partes han provenido de abastecedores nacionales, que cumplen con las normas de contenido de azufre. Queda por cierto completar ese proceso y ejercer un control preciso de cada uno de los abastecimientos de estas usinas y de otras, localizadas en las provincias de Córdoba, Mendoza, Santa Fe y Buenos Aires. También, y dado que la crisis energética se prolongará en el tiempo, se deberá arbitrar cómo se resolverá la instalación de los mencionados filtros en cada una de las usinas térmicas que hayan cambiado el combustible "limpio" por el "sucio".

Variación del OD y DBO x lluvia acida

(Al igual que los organismos terrestres, los animales y plantas acuáticas necesitan oxígeno para vivir.

(El oxígeno de la atmósfera penetra en el agua más fácilmente cuando esta se mueve por  el viento que  forma olas, por cascadas o por rápidos.

(En la naturaleza la concentración de oxígeno disuelto en el agua es alrededor de 10.000 veces menor que su concentración en el aire.

(La materia orgánica, tanto natural como de contaminación puede crear altas demandas biológicas de oxígeno o DBO y consumir el oxígeno del agua.  Esto puede causar mortandad de peces y alterar las comunidades de organismos acuáticos.

(Un valor de oxígeno disuelto en el agua de  5,0 mg/l (o ppm), es  la concentración más adecuada para la mayoría de organismos acuáticos.

(La concentración de oxígeno disminuye conforme la temperatura se incrementa, por lo que puede esperarse que los valores de oxígeno sean altos en los meses fríos y bajos en los meses cálidos.

(La concentración de oxígeno disuelto en el agua disminuye conforme la profundidad se incrementa, por lo que puede esperarse que los valores de oxígeno sean más altos en la superficie de un lago que en zonas profundas.

(La cantidad de oxígeno disuelto que el agua puede mantener es afectada también por  la salinidad.

(El oxigeno disuelto en lagos y estanques con concentraciones altas de nutrientes puede cambiar en gran medida durante el día debido a la actividad fotosintética de algas y plantas acuáticas.

(Algas y plantas acuáticas pueden a veces producir oxígeno mediante el proceso de fotosíntesis, a una velocidad mayor de la que el oxígeno puede difundirse desde el agua hacia el aire.  Este proceso puede conducir a una sobresaturación de oxígeno disuelto en el agua que ocurre cuando la concentración de oxígeno es superior al 100% de la cantidad que se puede disolver sólo mediante una mezcla física en función de la salinidad, la presión y la temperatura del momento.

(El valor del porcentaje de saturación de oxígeno en la muestra de agua que se monitorea es calculado en forma automática por una función matemática en la base de datos.

(El agua que está supersaturada de oxígeno en el día por lo general tiene poco oxígeno disuelto en la noche.

(El agua que se sobresatura de oxígeno frecuentemente contiene altos niveles de fósforo y/o nitrógeno.  Este enriquecimiento en nutrientes puede ser intencional, como por ejemplo en fertilización de estanques para peces, o no intencional, como en el caso de escorrentía de campos agrícolas con fertilizantes o excrementos animales.

 Guía general para interpretar los datos de Oxígeno Disuelto en el agua

( pH

— El pH en aguas naturales es un reflejo del pH de los suelos por los que el agua ha recorrido. 

— Las aguas de desecho industrial, municipal o agrícola  pueden tener un pH bastante más alto o bajo que las aguas naturales. 

— El descenso del pH puede ser un indicador de lluvia ácida, de escorrentía de suelos ácidos  (ej. minas) o contaminación con desecho animal.

(Cuando mayor es la DBO (demanda bioquímica de oxigeno) mayor es la cantidad de materia orgánica que puede ser biodegradada por las bacterias, que necesitan oxígeno para realizar ese trabajo. Esta situación hace descender el OD (oxígeno disuelto) del agua y puede llevarlo a valores tan críticos que provoque la mortandad de peces. Si el OD sigue bajando, se pueden producir olores por la actividad bacteriológica anaeróbica.

( Al establecerse la descomposición anaeróbica, se incrementa el anhídrido carbónico, el amoniaco y las bacterias anaeróbicas reemplazan a las aerobias, descomposición que permanecen hasta que la DBO es menor que la tasa de aeración.

(Las aguas residuales de las industrias varían de acuerdo al tipo de industria o comercio y en general tienen residuos de los procesos que estos realizan, como así también las aguas de los procesos de enfriamiento y calentamiento si existieran. Las mas preocupantes son las que provienen con residuos de los procesos ya que suelen no ser muy abundantes de agua y por ello con una alta concentración de contaminantes y nutrientes. Este contraste con las aguas cloacales domiciliarias, implica que deban hacerse variados estudios para realizar los procesos de tratamiento de las mismas. Pero hay una manera de compararlas con las aguas domiciliarias y es el llamado equivalente de población en base por ejemplo a la DBO.

(Es decir se compara el DBO de las aguas domiciliarias con la DBO del efluente industrial y eso me da el equivalente de población que debería vivir en una ciudad para producir la misma contaminación que la industria que estamos comparando.

(Cuando se desea medir el impacto de contaminación de las aguas receptoras, cualquiera sea su uso, se recurre a la DBO y OD, tomados en conjunto para establecer el perfil de la contaminación y purificación natural de las aguas, ya que la DBO identifica de manera completa la carga degradable que recibió el agua y el OD identifica la capacidad de la misma para asimilar la contaminación

Conclusión

La lluvia ácida provoca impactos ambientales importantes. Ciertos ecosistemas son más susceptibles que otros a la acidificación. Típicamente, éstos tienen normalmente suelos poco profundos, no calcáreos, formados por partículas gruesas que yacen sobre un manto duro y poco permeable de granito, gneis o cuarcita. En estos ecosistemas puede producirse una alteración de la capacidad de los suelos para descomponer la materia orgánica, interfiriendo en el reciclaje de nutrientes. En cualquier caso, además de los daños a los suelos, hay que resaltar los producidos directamente a las plantas, ya sea a las partes subterráneas o a las aéreas, que pueden sufrir abrasión (las hojas se amarillean). Además, la producción primaria puede verse afectada por la toxicidad directa o por la lixiviación de nutrientes a través de las hojas. No obstante, existen algunos casos en que se ha aportado nitrógeno o fósforo al medio a través de la precipitación ácida en los que la consecuencia ha sido el aumento de producción ya que ese elemento era limitante. Hay también evidencias incontrovertibles de daños producidos en los ecosistemas acuáticos de agua dulce, donde las comunidades vegetales y animales han sido afectadas, hasta el punto de que las poblaciones de peces se han reducido e incluso extinguido al caer el pH por debajo de 5, como ha ocurrido en miles de lagos del sur de Suecia y Noruega. Estos efectos se atenúan en aguas duras (alto contenido en carbonatos), que amortiguan de modo natural la acidez de la precipitación. Así, de nuevo, los arroyos, los ríos, las lagunas y los lagos de zonas donde la roca madre es naturalmente de carácter ácido son los más sensibles a la acidificación. Uno de los grandes peligros de la lluvia ácida es que su efecto en un ecosistema particular, además de poder llegar a ser grave, es altamente impredecible. Los productos del hombre, monumentos y edificios son igual de susceptibles a dicha lluvia al igual que a los seres vivos. Muchas ruinas han desaparecido o están en vías de hacerlo.

Autor:

Laura Steiner

Curso: 5° Naturales

Año: 2013

Materia: Quimica

Profesor: carlos Armas

Fecha de entrega: 29/10/13