Cap 1 Contminates Atmosfericos

Tecnologa Quimica I PRQ 3353, Ing. Medardo B. Rojas Torrico 2006_____________________________________________ 1 de12

CAPITULO I CONTAMINANTES ATMOSFERICOSCONTENIDO: 1.1Introduccin, 1.2. Caracterizacin de la atmsfera, 1.3 Conceptos bsicos de contaminacin atmosfrica, 1.3.1 Caracterizacin de la contaminacin, 1.4 Clasificacin de los contaminantes, 1.5 Contaminantes atmosfricos, 1.5.1 xidos de carbono, 1.5.2 xidos de azufre, 1.5.3 xidos de nitrgeno, 1.5.4 Compuestos orgnicos voltiles, 1.5.5 Partculas y aerosoles, 1.5.6 Oxidantes, 1.5.7 Sustancias radiactivas, 1.5.8 Calor, 1.5.9 Ruido, 1.5.10 Otros contaminantes. 1.6 Bibliografia 1.1 INTRODUCCIN Los principales constituyentes del aire son el N2 y el O2: el primero es un gas inerte, en condiciones normales de presin y temperatura, en tanto que el segundo participa como reactante en reacciones de oxidacin que por lo general son catalizadas para que tengan lugar, por algn agente externo. Una de las funciones ms importantes que realiza la atmsfera es proteger a los seres vivos de los efectos nocivos de las radiaciones solares ultravioleta. Los materiales indeseables en la atmsfera, pueden daar la salud humana, la vegetacin, los bienes humanos o el medio ambiente global, crear ofensas estticas en la forma del aire de color caf o brumoso, o bien olores desagradables. El control de la contaminacin del aire se remonta al siglo XIII.Tabla 1.1 Contaminantes naturales del aire Fuente Contaminantes Volcanes xidos de azufre, partculas Fuegos forestales CO, CO2, xidos de nitrgeno, Partculas Vendavales Polvo Plantas (vivas) Hidrocarburos, polen Plantas (en descomposicin) Metano, Sulfuro de hidrgeno Suelo Virus, Polvo Mar Partculas de sal

El aire como un bien comn limitado, indispensable para la vida; por lo tanto, su utilizacin debe estar sujeta a normas que eviten el deterioro de su calidad por el uso o abuso indebido del mismo, de tal modo que se preserve su pureza como garanta del normal desarrollo de los seres vivos sobre la Tierra y de la conservacin del patrimonio natural y artstico de la Humanidad. Todos tenemos el deber de trabajar para lograr un mundo limpio y habitable, sustento de una mejor calidad de vida para las generaciones futuras. Una atmsfera contaminada puede daar la salud de las personas y afectar a la vida de las plantas y los animales. Pero, adems, los cambios que se producen en la composicin qumica de la atmsfera pueden cambiar el clima, producir lluvia cida o destruir el ozono, estos fenmenos son de importancia global. Se entiende la urgencia de conocer bien estos procesos y de tomar las medidas necesarias para que no se produzcan situaciones graves para la vida de la humanidad y de toda la biosfera Figura 1.1 Emisin de gases contaminantes por una industria 1.2 CARACTERIZACION DE LA ATMOSFERA La Atmsfera es la envoltura gaseosa, de unos 200 kilmetros de espesor (aproximadamente el 90 % de la atmosfera), que rodea la Tierra. Constituye el principal mecanismo de defensa de las distintas formas de vida. Ha necesitado miles de millones de aos para alcanzar su actual composicin y estructura que la hacen apta para la respiracin de los seres vivos que la habitan. La atmsfera se divide en diferentes capas, con distinta composicin y caractersticas fsicas.


Ionosfera y Mesosfera: Estas dos primeras capas, presentan concentraciones de gases muy inferiores al resto, aunque son fotoqumicamente activas, absorben y dispersan la energa solar, por lo que influyen directamente en la radiacin que alcanzan las capas inferiores Estratosfera: Es la capa inmediatamente inferior, mucho menos extensa, pero con una concentracin mayor de especies qumicamente activas, radicales libres e iones. Desde el punto de vista de la contaminacin atmosfrica, es la capa en la que se desarrollan los procesos de transporte y transformacin global de contaminantes, y tambin en esta capa se produce absorcin y dispersin de la energa solar. En la zona inferior de esta capa, a poco ms de 10 km. sobre la superficie terrestre, existe una concentracin relativamente elevada de O3, que da lugar a la denominacin de esta regin como capa de ozono estratosfrico. Troposfera: Es la ltima capa inferior prxima a la superficie terrestre, y es la que, salvando los efectos de contaminacin a escala global como la reduccin del O3 estratosfrico o el efecto invernadero, permite caracterizar si tenemos una atmsfera limpia o contaminada. Desde el punto de vista del transporte de contaminantes en esta capa, la zona inferior de la troposfera, denominada capa lmite atmosfrico, es la zona influenciada directamente en su flujo por la corteza terrestre, por lo que tiene su propio estudio y caracterizacin. Su altura puede variar considerablemente, dependiendo de las condiciones de flujo atmosfrico, desde 200 m. hasta ms de 2 km. sobre el suelo.Tabla 1.2. Composicin media del aire troposfrico limpio (base seca). Concentracin Sustancia N2 O2 Agua Ar CO2 Ne He CH4 Kr N2O H2 Xe VOCs [ppm] (vol) 780000 209400 9300 315 18 5.2 1.0 -1.2 1.0 0.5 0.5 0.08 0.02 [g/m3] 8.95 x 108 2.74 x 108 1.52 x 107 5.67 x 105 1.49 x 104 8.50 x 102 6.56 -7.87 x 102 3.43 x 103 9.00 x 102 4.13 x 101 4.29 x 102 -

La troposfera, y especialmente la capa lmite atmosfrica (200m a 2 km), es las zona de la atmsfera de mayor inters general para el estudio, caracterizacin y control de la contaminacin atmosfrica. 1.3 CONCEPTOS BASICOS DE CONTAMINACIN ATMOSFERICA Se define como contaminacin atmosfrica. "Cualquier circunstancia que aadida o quitada de los normales constituyentes del aire, puede llegar a alterar sus propiedades fsicas o qumicas lo suficiente para ser detectado por los componentes del medio". Contaminante atmosfrico es aquello que altera la composicin geoqumica media de la atmsfera. La contaminacin atmosfrica puede afectar tanto a escala global (macroecolgica) como local (microecolgico), pudindose situar el origen de la misma en la accin del hombre (antropognico) o simplemente en causas naturales (telrico). Del total de contamnate, solo, un buen nmero de ellos estn perfectamente identificados, as como la forma de interferir con el medio y los efectos que producen. La actividad contaminante introduce ciertos desequilibrios en los ciclos biogeoqumicos (carbono, nitrgeno, oxgeno, azufre, fsforo, etc.) lo que puede llegar a provocar reacciones de consecuencias impredecibles para la Biosfera y, por tanto, para el conjunto de nuestro Planeta, amenazando un desarrollo sostenible que pueda garantizar la supervivencia, en condiciones adecuadas, a las generaciones futuras.


Tabla 1.3 Composicin de Aire limpio y contaminado Sustancia SO2 CO NO NO2 O3 HNO3 NH3 HCOH HCOOH HNO2 NMHC Concentracin [ppb] Aire limpio Aire Contaminado 1 - 10 20 - 200 120 1000 10000 0.01 0.05 50 -750 0.1 0.5 50 250 20 80 100 500 0.02 - 03 3 50 1 10 25 0.4 20-50 1 10 0.001 18 500 1200

A partir de la definicin de contaminante atmosfrico, se introduce el trmino de composicin geoqumica media del aire. Esta composicin media se refiere al contenido y proporcin de los diferentes constituyentes de un aire limpio hipottico, y corresponde al aire troposfrico de las zonas polares (Ver tabla 1.2) 1.3.1. CARACTERIZACION DE LA CONTAMINACIN Para determinar si una atmsfera esta contaminada es necesario conocer la siguiente informacin: 1. El medio atmosfrico y su composicin. 2. Los contaminantes atmosfricos. 3. Los efectos que pueden causar los contaminantes atmosfricos sobre el medio ambiente, 4. Origen de la contaminantes (focos emisores) 5. Tecnologa para la reduccin de emisiones. 6. Tecnologa para cualificar y y cuantificar los contaminantes. 1.4 CLASIFICACIN DE LOS CONTAMINATES Los contaminantes de acuerdo a su emisin por fuentes conocidas y su formacin en la atmsfera se clasifican en contaminantes primarios y secundarios. Contaminante Primario: Son las sustancias que mantienen en la atmsfera las caractersticas con que la fueron vertidas por la fuente emisora. Contaminante Secundario: Son sustancias originadas en el aire por interaccin entre dos o ms contaminantes primarios, o por sus reacciones con los constituyentes normales de la atmsfera. 1.5 CONTAMINANTES DE LA ATMSFERA Los contaminantes atmosfricos son numerosos, es difcil agruparlos en forma genrica para su estudio. Siguiendo la agrupacin mas frecuente se presenta en la bibliografa y aplicacin practica os siguientes grupos: N 1 3 5 7 9 CONTAMINANTE xidos de carbono xidos de nitrgeno Partculas y aerosoles Substancias radiactivas Ruido N 2 4 6 8 10 CONTAMINATE xidos de azufre Compuestos orgnicos voltiles Oxidantes Calor Otros contaminantes

Algunos de los principales contaminantes atmosfricos son substancias que se encuentran de forma natural en la atmsfera, los consideramos contaminantes cuando sus concentraciones son notablemente ms


elevadas que en la situacin normal. As se observa en la siguiente tabla en la que se comparan los niveles de concentracin entre aire limpio y aire contaminado. 1.5.1 xidos de Carbono Comprende al dixido de carbono (CO2) y al monxido de carbono (CO). Estas dos sustancias son contaminantes primarios. Dixido de Carbono: Es un gas sin color, olor ni sabor que se encuentra presente en la atmsfera de forma natural, no es txico. Desempea en la naturaleza un importante papel en el ciclo del carbono en enormes cantidades (proceso de fotosntesis), del orden de 1012 toneladas. Accin contaminante: Son dos las circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad: Es un gas que produce un importante efecto de atrapamiento del calor (energa interna y externa), llamado efecto invernadero; y Su concentracin est aumentando en los ltimos decenios (0.03% CO2 aire limpio) por la quema de los combustibles fsiles y de grandes extensiones de bosques Por estos motivos es uno de los gases que ms influye en el importante problema ambiental del calentamiento global del planeta y el consiguiente cambio climtico. Figura 1.2 Emisiones de CO2 por industria y vehculos de pases desarrollados Tabla 1.3 Contaminates con carbonoCompuestos Diocido de carbono (CO2) Monxido carbono (CO) Metano (CH4) Hidrocarburos (no metano) (NMHC) Partculas de carbono orgnico (POC) Elemento Carbono (EC) de Fuentes principales Ocano Biosfera Combustible fsiles Quema de biomasa, Transporte, Fotoqumica Animales, Vegetacin en putrefaccin, Humedales Vegetacin, Origen humano Fotoqumica secundaria Quema de biomasa, Origen humano C Producido [Tg/ao] 7.8*104 660 Concentracin tpica Natural 350 ppmv 1800 pptv Tiempo de vida 50200 aos 1-2 meses Sumideros Ocano Oxidacin a CO2 Oxidacin a CO, Suelos Reacciones fotoqumica s Deposicin hmeda y seca Deposicin hmeda y seca

610

1650 pptv

10 aos

variable Pequea Pequea

few ppv 0.1 g/m3

variable

variable Una semana

>2 g/m3

0.02 /g3

>1 g/m3

1 semana

Monxido de carbono:


Gas contaminante primario sin color, olor ni sabor. Es txico porque envenena la sangre impidiendo el transporte de oxgeno. Se combina fuertemente con la hemoglobina de la sangre y reduce drsticamente la capacidad de la sangre de transportar oxgeno. Es responsable de la muerte de muchas personas en minas de carbn, incendios y lugares cerrados (garajes, habitaciones con braseros, etc.) Alrededor del 90% del monxido de carbono que existe en la atmsfera se forma de manera natural, en la oxidacin de metano (CH4) en reacciones fotoqumicas. Se eliminan por su oxidacin a CO2. La actividad humana genera en grandes cantidades de CO, siendo, despus del CO2, el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmsfera por causas no naturales, procede principalmente de la combustin incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehculos. 1.5.2 xidos de Azufre (SOx) Comprende el SO2 y el SO3. El xido de azufre que se emite a la atmsfera en mayores cantidades es el anhdrido sulfuroso (SO2), y en menor proporcin, que no rebasa el 1 el 2 por ciento del anterior, corresponde al anhdrido sulfrico (SO3). Dixido de azufre (SO2) Importante contamnate primario, es un gas incoloro, de olor picante e irritante en concentraciones superiores a 3 ppm. Es 2.2 veces ms pesado que el aire, a pesar de lo cual se desplaza rpidamente en la atmsfera, es un gas bastante estable. Su vida media en la atmsfera es corta, de unos 2 a 4 das. Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie hmeda o seca y el resto se convierte en iones sulfato (SO42-). Por este motivo, como se ve con detalle en la seccin correspondiente, es un importante factor en la lluvia cida. En conjunto, ms de la mitad del que llega a la atmsfera es emitido por actividades humanas, sobre todo por la combustin de carbn y petrleo y por la metalurgia. Otra fuente muy importante es la oxidacin del H2S. y, en la naturaleza, es emitido en la actividad volcnica. En algunas reas industrializadas hasta el 90% del emitido a la atmsfera procede de las actividades humanas, aunque en los ltimos aos est disminuyendo su emisin en muchos lugares gracias a las medidas adoptadas Figura 1.2 Emisiones de SO2 por industria y vehculos de pases desarrollados Trixido de azufre (SO3): Contaminante secundario que se forma cuando el SO2 reacciona con el oxgeno en la atmsfera. El SO3 es un gas incoloro muy reactivo, que condensa fcilmente; en condiciones normales, no se encuentra en la atmsfera, ya que reacciona rpidamente con el agua atmosfrica, formando cido sulfrico. La combustin de cualquier sustancia que contenga azufre produce emisiones de SO2 y SO3; la cantidad de SO3 producida depende de las condiciones de la reaccin, especialmente de la temperatura, oscilando entre 1 y 10 por ciento de los SOx producidos. Un mecanismo de formacin de SOx podra ser: S + O2 ---> SO2 2 SO2 + O2 ---> 2 SO3 La segunda reaccin se produce en pequea escala y tiene lugar muy lentamente, a la temperatura de la atmsfera, siendo favorecida por la accin de catalizadores. El efecto neto es que la emisin de los SOx se realiza fundamentalmente en forma de SO2.


Tabla 1.4 Contaminantes con azufreCompuestos Sulfuro de carbonilo Disulfuro de carbono (CS2) Disulfuro de dimetilo [CH3 2S] Sulfuro de hidrogeno [SH2] Dixido de azufre Sulfato (SO4-2) Fuentes principales Suelos y Marismas Quema de biomasa Ocanos y suelos Descomposicin de algas en el oceano Reduccin bacteriana, Suelos y humedales Origen humano, Volcanes, Oxidacin de H2S S Producido [Tg/ao] 47 106 27 - 56 Variable 103 38 Concentracin tpica Natural 500 pptv 15-30 ptv < 100pptv 100-200 pptv 100 pptv 330-880 pptv > 5 pptv Una semana Contaminad o Tiempo de vida 44 ao 12 dias 0.6 das 4.4 dias 2 4 das 24-90 pptv 0.01 gs/m3 Sumideros Fotolisis Oceanos Estratosfera Por fotolisis produce SO2 Deposicin en ocano Oxidacin a SO2 Fotolisis Deposicin seca y hmeda, Oxida ha SO4-2 Deposicin seca y hmeda

30-100 pptv

Superficie mar Oxida desde SO2

>2.5 g/m3

Posteriormente este gas reacciona con el agua formando cido sulfrico con lo que contribuye de forma muy importante a la lluvia cida y produce daos importantes en la salud, la reproduccin de peces y anfibios, la corrosin de metales y la destruccin de monumentos y construcciones de piedra, como veremos ms adelante. Otros Algunos otros gases como el sulfuro de dihidrgeno (H2S) son contaminantes primarios, pero normalmente sus bajos niveles de emisin hacen que no alcancen concentraciones dainas. Ver Tabla de datos de contaminantes primarios con azufre. 1.5.3 xidos de Nitrgeno Los contaminantes que poseen en su molcula algn tomo de nitrgeno pueden clasificarse en 3 grupos diferentes: formas orgnicas, formas oxidadas y forma reducidas. Se conocen ocho xidos de nitrgeno distintos, pero normalmente slo tienen inters como contaminantes, el ntrico (NO), el dixido de nitrgeno (NO2) y el xido nitroso (N2O), los dos ltimos son los mas contaminantes, el resto de los xidos se encuentran en equilibrio con estos dos, epro en concentraciones extraordinariamente bajas que carecen de importancia. NOx (conjunto de NO y NO2) El xido ntrico (NO) y el dixido de nitrgeno (NO2) se suelen considerar en conjunto con la denominacin de NOx . Son contaminantes primarios de mucha trascendencia en los problemas de contaminacin. El emitido en ms cantidad es el NO, pero sufre una rpida oxidacin a NO2, siendo este el que predomina en la atmsfera. NOx tiene una vida corta y se oxida rpidamente a NO3- en forma de aerosol o a HNO3 (cido ntrico). El xido ntrico (NO) es un gas incoloro y no inflamable, pero inodoro y txico. El dixido de nitrgeno (NO2) es un gas pardo-rojizo, no es inflamable pero s txico y se caracteriza por un olor muy asfixiante. Se utiliza normalmente la notacin NOx para representar colectivamente al NO y al NO2 implicados en la contaminacin del aire. El NO tiene una gran trascendencia en la formacin del smog fotoqumico, del nitrato de peroxiacetilo (PAN) e influye en las reacciones de formacin y destruccin del ozono, tanto troposfrico como estratosfrico, as


como en el fenmeno de la lluvia cida. En concentraciones altas produce daos a la salud y a las plantas y corroe tejidos y materiales diversos. La mayor parte de los xidos de nitrgeno se forman por la oxidacin del nitrgeno atmosfrico durante los procesos de combustin a temperaturas elevadas (actividad humana). Las partculas pueden clasificarse, atendiendo a su tamao y composicin, en: N2 + O2 ---> 2 NO 2 NO + O2 ---> 2 NO2 xido nitroso (N2O) En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170 aos. Va desapareciendo en la estratosfera en reacciones fotoqumicas que pueden tener influencia en la destruccin de la capa de ozono. Tambin tiene efecto invernadero. Procede fundamentalmente de emisiones naturales (procesos microbiolgicos en el suelo y en los ocanos) y menos de actividades agrcolas y ganaderas (arededor del 10% del total).Tabla 1.4 Contaminantes con nitrgeno N Concentracin tpica Fuentes principales Producido Natural Contaminado [Tg/ao] Animales, Suelos, Combustin de 54 0.1 pptv >6 pptv biomasa 0.05 g/m3 310 ppbv >1.5 g/m3 350 ppbv

Compuestos Amoniaco (NH3)

Tiempo de vida 6 Das 5 das 170 aos 1800 pptv variable Tiempo de vida 10 aos variable Sumideros Oxidacin a CO, Suelos Reacciones fotoqumicas

1.5.5 Partculas y aerosoles PARTCULAS Son contaminantes no gaseosos que pueden tomar la forma de corpsculos lquidos, como pueden ser los hidrocarburos inquemados. De acuerdo ala legislaciones vigentes se dividen en dos grupos definidos: Partculas submicroscpicas y partculas micromtricas En la atmsfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como partculas de polvo, polen, holln (carbn), metales (plomo, cadmio), asbesto, sales, pequeas gotas de cido sulfrico, dioxinas, pesticidas, etc. Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los materiales muy pequeos, slidos o lquidos. Partculas se suele llamar a los slidos que forman parte del aersol, mientras que se suele llamar polvo a la materia slida de tamao un poco mayor (de 20 micras o ms). El polvo suele ser un problema de inters local, mientras que los aerosoles pueden ser transportados muy largas distancias. Asbesto Mineral formado por fibras de silicato de origen natural. Se usa como aislante pero es muy peligroso porque causa importantes daos a los pulmones, produciendo enfermedades como cncer de pulmn o asbestosis (acumulacin de zonas cicatrizadas en el tejido pulmonar). Dioxinas Las dioxinas se han hecho muy conocidas en los ltimos aos porque preocupa su presencia en el ambiente ya que se encuentran en muchos lugares, aunque en bajas concentraciones, y algunas de ellas son extremadamente txicas. Junto con las dioxinas se suelen encontrar furanos que son unos compuestos qumicos similares. Las dioxinas y los furanos no se sintetizan deliberadamente, excepto en pequeas cantidades para trabajos de investigacin. Se producen sin querer, principalmente de dos maneras:


1. En el proceso de fabricacin de algunos pesticidas, conservantes, desinfectantes o componentes del papel; 2. Cuando se queman a bajas temperaturas materiales como algunos productos qumicos, gasolina con plomo, plstico, papel o madera. Hay varios cientos de dioxinas y furanos pero en su mayora slo son ligeramente o nada txicos. Pero una docena de ellos estn entre las sustancias ms toxicas que se conocen. Una simple dosis de 6 millonsimas de gramo de la dioxina ms letal que es la 2,3,7,8-TCDD, mata a una rata. Todava no se sabe bien como afectan a los humanos estas sustancias.

Figura 1.1 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina, tambin llamada 2,3,7,8-TCDD Cuando algunas personas, por accidente, han estado expuestas a altas concentraciones de 2,3,7,8-TCDD han tenido diversos problemas de salud, pero casi todos ellos desaparecen pronto, excepto un fuerte acn (llamado cloroacn) que ha veces les ha durado dcadas. Segn su tamao pueden permanecer suspendidas en la atmsfera desde uno o dos das, las de 10 micrmetros o ms, hasta varios das o semanas, las ms pequeas. Algunas de estas partculas son especialmente txicas para los humanos y, en la prctica, los principales riesgos para la salud humana por la contaminacin del aire provienen de este tipo de polucin, especialmente abundante en las ciudades Partculas submicromtricas Se refieren a las partculas que tienen un dimetro medio comprendido entre 0 -10 micras, muy livianas y por tanto, voltiles, con la propiedad de permanecer en suspensin o flotando durante largos periodos; por lo tanto son susceptibles de ser inhalados por las personas, con las consiguientes consecuencias sanitarias. Este rango de partculas es el que define el inters y la legislacin de los Ministerios de Sanidad. En el caso concreto de partculas voltiles en el rango de 0.1 10 micras, el peligro sanitario consiste en la facilidad con que estos corpsculos son respirados por el hombre, depositndose en los tejidos pulmonares, reduciendo la capacidad operativa de los mismos. Partculas micromtricas El dimetro medio supera a las 10 micras, por consiguiente son mas sujetas a la gravedad, precipitando sobre los bienes de uso, empobrece el paisaje y crea un deterioro psicolgico en la personas que estan en contacto con los mismos. Por otra parte estas partculas pesadas, de composicin qumica diversa, puede llegar a producir un serio problema de contaminacin de suelos, al depositarse sobre los mismos y ser absorbidos en los procesos de riego durante las lluvias. AEROSOLES Son producto de la interaccin fsica de contaminantes slidos y lquidos, se presentan bajo la forma de suspensiones coloidales, de un tamao y peso tales que pueden mantenerse durante un cierto tiempo, con un dimetro medio de 0.1 50 micras. Ejemplo de aerosol es el formado en el mismo tubo de escape entre las gotas de gasolina inquemada y las propias partculas submicromtricas provenientes del proceso de combustin. Los aerosoles en la atmsfera causan la dispersin y la absorcin de la luz solar, tiene su mxima intensidad en el rango de longitudes de onda del espectro visible (0.4 0.8 micras), una segunda dispersin producen los aerosoles de la luz y calor reirradiado por la superficie caliente de la tierra, con un ligero aumento de la temperatura del planeta, este problema es preocupacin de meteorlogos y bilogos desde fines de la dcada del setenta. Los aerosoles por su origen se clasifican en: Aerosoles primarios y secundarios.


Aerosoles primarios Los aerosoles emitidos a la atmsfera directamente desde la superficie del planeta proceden principalmente, de los volcanes, la superficie ocenica, los incendios forestales, polvo del suelo, origen biolgico (polen, hongos y bacterias) y actividades humanas. Aerosoles secundarios Los aerosoles secundarios se forman en la atmsfera por diversas reacciones qumicas que afectan a gases, otros aerosoles, humedad, etc. Suelen crecer rpidamente a partir de un ncleo inicial. Entre los aerosoles secundarios ms abundantes estn los iones sulfato alrededor de la mitad de los cuales tienen su origen en emisiones producidas por la actividad humana. Otro componente importante de la fraccin de aerosoles secundarios son los iones nitrato. La mayor parte de los aerosoles emitidos por la actividad humana se forman en el hemisferio Norte y como no se expanden por toda la atmsfera tan rpido como los gases, sobre todo porque su tiempo de permanencia medio en la atmsfera no suele ser mayor de tres das, tienden a permanecer cerca de sus lugares de produccin. Impacto de los aerosoles sobre el clima Los aerosoles pueden influir sobre el clima de una manera doble. Pueden producir calentamiento al absorber radiacin o pueden provocar enfriamiento al reflejar parte de la radiacin que incide en la atmsfera. Por este motivo, no est totalmente clara la influencia de los aerosoles en las distintas circunstancias atmosfricas. Probablemente contribuyen al calentamiento en las reas urbanas y siempre contribuyen al enfriamiento cuando estn en la alta atmsfera porque reflejan la radiacin disminuyendo la que llega a la superficie. 1.5.6 Oxidantes Se clasifican en: 1) Ozono (O3), 2) Ozono estratosfrico y 3) Ozono troposfrico. De esta clasificacin el ozono es la substancia principal. Ozono (O3) El ozono, O3, es una molcula formada por tomos de oxgeno. Se diferencia del oxgeno molecular normal en que este ltimo es O2. El ozono es un gas de color azulado que tiene un fuerte olor muy caracterstico que se suele notar despus de las descargas elctricas de las tormentas. De hecho, una de las maneras ms eficaces de formar ozono a partir de oxgeno, es sometiendo a este ltimo a potentes descargas elctricas. Es una sustancia que cumple dos papeles totalmente distintos segn se encuentre en la estratosfera o en la troposfera. Ozono estratosfrico El que est en la estratosfera (de 10 a 50 km.) es imprescindible para que la vida se mantenga en la superficie del planeta porque absorbe las letales radiaciones ultravioletas que nos llegan del sol. El ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie de la Tierra, es un importante contaminante secundario. El que se encuentra en la zona ms cercana a la superficie se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan, principalmente, los xidos de nitrgeno y los hidrocarburos presentes en el aire. Es el componente ms daino del smog fotoqumico y causa daos importantes a la salud, cuando est en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los rboles. En la parte alta de la troposfera suele entrar ozono procedente de la estratosfera, aunque su cantidad y su importancia son menores que el de la parte media y baja de la troposfera.


1.5.7 Sustancias radiactivas Istopos radiactivos como el radn 222, yodo 131, cesio 137 y cesio 134, estroncio 90, plutonio 239, etc. son emitidos a la atmsfera como gases o partculas en suspensin. Normalmente se encuentran en concentraciones bajas que no suponen peligro, salvo que en algunas zonas se concentren de forma especial. El problema con estas substancias est en los graves daos que pueden provocar. En concentraciones relativamente altas (siempre muy bajas en valor absoluto) pueden, provocar cncer, afectar a la reproduccin en las personas humanas y el resto de los seres vivos daando a las futuras generaciones, etc. Su presencia en la atmsfera puede ser debida a fenmenos naturales. Por ejemplo, algunas rocas, especialmente los granitos y otras rocas magmticas, desprenden istopos radiactivos. Por este motivo en algunas zonas hay una radiactividad natural mucho ms alta que en otras. As, por ejemplo, a finales del siglo pasado se pusieron de moda algunas playas de Brasil en las que la radiactividad era ms alta que lo normal, porque se pensaba que por ese motivo tenan propiedades curativas. En la actualidad preocupa de forma especial la acumulacin de radn que se produce en casas construidas sobre terrenos de alta emisin de radiactividad. Segn algunos estudios hechos en Estados Unidos, hasta un 10% de las muertes por cncer de pulmn que se producen en ese pas, se podran deber a la accin carcinognica del radn 222. El iodo 131, cuya vida media es de 8,1 aos, se produce en abundancia en los procesos de fisin nuclear, se deposita en la hierba y entra en la cadena alimenticia humana a travs de la leche. Se tiende a acumular en la glndula tiroides en donde puede provocar cncer, especialmente en nios que reciben ms de 1500 mSv por este motivo. El cesio 137 y el cesio 134 que se forma a partir del 137 se pueden acumular en los tejidos blandos de los organismos. El estroncio 90 es muy peligroso, con una vida media de 28 aos. Qumicamente es similar al calcio lo que facilita el que se deposite en los huesos y puede causar cnceres y daos genticos. Algunas actividades humanas en las que se usan o producen istopos radiactivos, como las armas nucleares, las centrales de energa nuclear, y algunas prcticas mdicas, industriales o de investigacin, tambin producen contaminacin radiactiva. Bien conocida es la explosin ocurrida en la central de Chernobyl (RUSIA) que produjo una nube radiactiva que se extendi a miles de kilmetros, contaminando pases de todo el hemisferio Norte. 1.5.8 Calor El calor producido por la actividad humana en algunas aglomeraciones urbanas llega a ser un elemento de cierta importancia en la atmsfera de estos lugares. Por esto se considera una forma de contaminacin aunque no en el mismo sentido, lgicamente, que el ozono o el monxido de carbono o cualquier otro de los contaminantes estudiados. Su influencia puede ser importante en la gnesis de los contaminantes secundarios. Las combustiones domsticas y las industriales, seguidas del transporte y las centrales de energa son las principales fuentes de calor, aunque su importancia relativa vara mucho de unos lugares a otros. La falta de vegetacin en las ciudades y el exceso de superficies pavimentadas, entre otros factores, agravan el problema. En Manhattan, por ejemplo, se han medido flujos de calor artificial del orden de 630 Wm-2. 1.5.9 Ruido Puede ser un factor a tener muy en cuenta en lugares concretos: junto a las autopistas, aeropuertos, ferrocarriles, industrias ruidosas; o en fenmenos urbanos: locales o actividades musicales, cortadoras, sirenas, etc.


Cuando una persona est sometida a un nivel alto de ruido durante un tiempo prolongado, sus odos se daan. Segn algunos estudios, alrededor de un tercio de las disminuciones de la capacidad auditiva en los pases desarrollados son debidas al exceso de ruido. Para disminuir el ruido se usan diferentes medidas. En algunos trabajos se deben usar auriculares de proteccin especiales. En otros casos aslan los motores y otras estructuras ruidosas de mquinas, electrodomsticos, vehculos, etc. para que no metan tanto ruido. En autopistas, fbricas, etc., se usan barreras que absorban el ruido. 1.5.10 Otros contaminantes Contaminacin electromagntica Un tipo de contaminacin fsica sobre el que cada vez se est hablando ms es el electromagntico. Dispositivos elctricos tan habituales como las lneas de alta tensin y algunos electrodomsticos originan campos electromagnticos. Experimentalmente se ha comprobado que el electromagnetismo altera el metabolismo celular, por lo que se supone que tambin podra daar la salud humana (mayores riesgos de leucemia o cncer cerebral, etc.), aunque esto no est comprobado. De todas formas las evidencias son lo suficientemente fuertes como para que sea un tema que se sigue investigando para conocer mejor el riesgo real que supone. 1.6 BIBLIOGRAFIA

1) Contaminacin atmosfrica Metodos de medida y redes de vigilancia, J. A. del Giorgio; EdicionAlambra 1976. 2) Ingeniera Ambiental J Glynn Henry Gary W.Heinke; Edicin Pretince HAll Segunda edicin 1996. 3) Ingeniera de Control de la Contaminacin del Aire, Noel de Nevers; Edicin McGraw Hill,1997.

Cap 1 Contminates Atmosfericos

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