Según la ley de Protección del Ambiente Atmosférico, la contaminación atmosférica se define como:

“La presencia en el aire de materias o energías que impliquen riesgo, daño o molestia para las personas y bienes de cualquier naturaleza”

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

FUENTES DE CONTAMINACIÓN

Fuentes emisoras de contaminación: las naturales y las antropogénicas.

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Fuentes de contaminación natural

Se deben a procesos geológicos, biológicos, de la hidrosfera o atmosféricos.

Geológicos: Erupciones volcánicas (SO2, CO2, H2S, cenizas….). Emisiones de gases del suelo CH4, NO, …

Biológicos: Respiración seres vivos, fermentaciones, incendios forestales, polinización vegetal.

Hidrosfera: Liberación de gases en los océanos CO, CO2, CH4

Atmosféricas: Descargas eléctricas en las tormentas que liberan óxidos de nitrógeno

Contaminantes Naturales del Aire

Fuente Contaminantes

Volcanes Óxidos de azufre, partículas

Fuegos forestales Monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas

Vendavales Polvo

Plantas (vivas) Hidrocarburos, polen

Plantas (en descomposición) Metano, sulfuro de hidrógeno

Suelo Virus, polvo

Mar Partículas de sal

Fuentes artificiales o antropogénicas

Procede de las distintas actividades humanas. Destaca especialmente la combustión de

combustibles fósiles y sus derivados, bien en la industria como en centrales térmicas o siderometalúrgicas, en el transporte o en el uso doméstico.

Actividades agrícolas y ganaderas, como la quema de bosques para aumentar el suelo agrícola, la quema de rastrojos, la emisión de gases por los fertilizantes (N2), por el ganado (CH4 producido en el tubo digestivo).

Una fuente de emisión que está creciendo es la incineración de residuos sólidos, esta práctica si no se realiza de manera adecuada puede producir emisiones de N2, CO2, NO, SO3, dioxinas, etc.

Tráfico

Siderurgia

Quema de rastrojos

Incineración de residuos

Agricultura y ganadería Refinerías de petróleo

Contaminantes primarios

Proceden directamente de la fuente de emisión y se encuentran tal y como fueron emitidos.

Sus fuentes son perfectamente identificables y en conjunto supone el 90% de los contaminantes del aire.

Su naturaleza física y su composición química es muy variada.

Se agrupan: Según su estado físico (caso de

partículas y metales), Según elemento químico

común (caso de los contaminantes gaseosos).

GASES

TIPOS CONTAMINANTES

PRIMARIOSCONTAMINANTES

SECUNDARIOS FUENTES DE

EMISIÓN

Compuestos de Azufre SO2 ;H2S SO3, H2SO4, SO4 = Combustión de

carburantes que contienen Azufre.

Compuestos de Nitrógeno NO ;NH3 NO2 ; NO3 Combustión de N2 y O2 a

alta temperatura.

Compuestos de Carbono De C1 y C3 Aldehídos, cetonas,

ácidos

Combustión de carburantes de

petróleo; uso de disolventes.

Óxidos de Carbono CO2 ;CO Ninguno . Combustión .

Compuestos de halógenosHF; HCl

Ninguno Industrias metalúrgicas .

Oxígeno y oxidantesO3

Instalaciones eléctricas de alta tensión,

vehículos automóviles.

PARTÍCULAS

PolvosPartículas sólidas procedentes de la trituración de las rocas, de cenizas

volcánicas o de partículas arrastradas por el viento.

Humos Pequeñas partículas originadas por combustión

Nieblas Suspensiones de líquidos en forma de gotas que se condensan a partir de un

gas evaporado

Aerosoles Nubes de partículas líquidas microscópicas o submicroscópicas suspendidas

en el aire.

Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no se debería considerar una sustancia contaminante. Se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad:

Es un gas que retiene rayos infrarrojos y produce el efecto invernadero;

Su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques .

CO2CO

Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma de manera natural en la: Combustión incompleta del

carbono

Oxidación de metano (CH4) por reacciones fotoquímicas.

Se va eliminando por su oxidación a CO2, al pasar a la estratosfera o al incorporarse al suelo

La actividad humana lo genera en grandes cantidades. Procede, principalmente, de la combustión incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehículos.

SOx

SO2

Incluyen el dióxido de azufre (SO2) y el trióxido de azufre (SO3).

Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días.

Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie húmedo o seco y el resto se convierte en iones sulfato (SO4

2-).

NOx (conjunto de NO y NO2)

El NO y NO2 proceden de fuentes naturales o de combustión de carburantes a altas

temperaturas. En las ciudades son emitidos por el humo de los coches.

El NO2 también procede de la oxidación del NO.

Muy importante en la formación del smog fotoquímico, del nitrato de peroxiacetilo

(PAN) e influye en las reacciones de formación y destrucción del ozono, tanto

troposférico como estratosférico, así como en el fenómeno de la lluvia ácida. En

concentraciones altas produce daños a la salud y a las plantas y corroe tejidos y

materiales diversos.

Las actividades humanas que los producen son, principalmente, las combustiones

realizadas a altas temperaturas. Más de la mitad de los gases de este grupo emitidos

en España proceden del transporte.

Oxidos de nitrógeno NOx

Es un contaminante primario que se forma de manera natural . Se produce en pantanos y arrozales, por la descomposición producidas por las

bacterias metanogénicas. También en la combustión de la madera, por el uso de disolventes, combustión de automóviles o incineración de sustancias orgánicas.

La importancia proviene de su reacción en cadena. Su permanencia en la atmósfera dura desde varios días hasta meses. Desaparece

de la atmósfera a consecuencia, principalmente, de reaccionar con los radicales OH formando, entre otros compuestos, ozono. Su vida media en la troposfera es de entre 5 y 10 años. Contribuye al efecto invernadero.

Metano(CH4)

En la atmósfera están presentes muchos otros hidrocarburos, principalmente procedentes de fenómenos naturales, pero también originados por actividades humanas, sobre todo las relacionadas con la extracción, el refino y el uso del petróleo y sus derivados.

Sus efectos sobre la salud son variables. Algunos no parece que causen ningún daño, pero otros afectan al sistema respiratorio y podrían causar cáncer p. ej. benceno.

Intervienen de forma importante en las reacciones que originan el "smog" fotoquímico.

Otros Hidrocarburos

Moléculas orgánicas formadas por átomos de Cl y F unidos a C. Se han utilizado mucho en los "sprays", frigoríficos, etc.

Son los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono.

Clorofluorocarburos o freones o CFC’s

En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como partículas de polvo, polen, hollín (carbón), metales (plomo, cadmio). AEROSOL: se refiere a los

materiales muy pequeños, sólidos o líquidos.

PARTÍCULAS se suele llamar a los sólidos que forman parte del aerosol.

POLVO a la materia sólida de tamaño un poco mayor (de 20 micras o más).

Partículas y aerosoles

Contaminantes secundarios

Se generan a partir de los primarios al reaccionar entre sí o con la radiación solar o el vapor de agua.

No provienen directamente de los focos emisores y poseen un gran poder oxidante.

Son los responsables de la denominada contaminación fotoquímica.

El que se encuentra en la zona más cercana a la superficie se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan, principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire (COV).

Es el componente más dañino del smog fotoquímico y causa daños importantes a la salud, cuando está en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.

Ozono troposférico

Hay que distinguir:EMISIÓN: Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en un periodo de tiempo determinado. Se mide a la salida del foco emisor.INMISIÓN: Cantidad de contaminantes presentes en una atmosfera determinada, una vez transportados, difundidos, y mezclados en ella y a la que están expuestos los seres vivos y los materiales que se encuentran bajo su influencia

Emisiones Inmisiones

Boina de contaminación en las ciudades

Movimiento del aire en una “isla de calor”

1. EFECTOS LOCALES. NIEBLAS CONTAMINANTES: SMOG SULFUROSO Y SMOG FOTOQUÍMICO

SMOG SULFUROSO O CLÁSICO Se forma por la concentración en núcleos urbanos de partículas en suspensión, (hollines, humos), SO2 procedentes de vehículos, calefacciones e industrias y su combinación con nieblas en situaciones en que la atmósfera posee una elevada humedad, vientos en calma y anticiclón.

Es una neblina de color pardo gris sobre la ciudad que produce afecciones respiratorias y agrava los procesos asmáticos.

En la actualidad 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, pero en países en vías de industrialización como China o algunos países de Europa del Este, todavía es un

grave problema en algunas ciudades

La INTENSIDAD DE LA LLUVIA ÁCIDA depende de:

1.La velocidad de las reacciones químicas2.La presencia de humedad en la atmósfera

3.Dinámica atmosférica (transporte de contaminantes a mayor o menor distancia.

Daños ocasionados por la lluvia ácidaEcosistemas acuáticos En ellos está muy demostrada la influencia negativa

de la acidificación.

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.

La reproducción de los animales acuáticos es alterada, hasta el punto de que muchas especies de peces y anfibios no pueden subsistir en aguas con pH inferiores a 5,5.

Especialmente grave es el efecto de la lluvia ácida en lagos situados en terrenos de roca no caliza, porque cuando el terreno es calcáreo, los iones alcalinos son abundantes en el suelo y neutralizan la acidificación; pero si las rocas son granitos, o rocas ácidas pobres en cationes, los lagos y ríos se ven mucho más afectados por una deposición ácida que no puede ser neutralizada por la composición del suelo.

Los bosques situados en zonas de montaña sufren, además, nieblas ácidas que envuelven a las hojas y atacan su cutícula. La pérdida de esta capa daña las hojas y produce manchas de color castaño. Esto hace que disminuya la fotosíntesis de la planta y, por tanto, quede afectado su desarrollo. Si el proceso continúa las hojas se vuelven amarillas y se inicia la defoliación que provoca la muerte de las plantas.

En Checoslovaquia y Polonia, millones de árboles han desaparecido debido a las lluvias

ácidas causadas por contaminaciones locales de enorme intensidad.

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: 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.

Efectos del dióxido de azufre en la salud

CONCENTRACIÓN (ppm)

EFECTOS

1 – 6 Broncoconstricción.

3 – 5

Concentración mínima detectable

por el olfato.

8 – 12Irritación de la

garganta.

20Irritación en los ojos y

tos.

50 – 100

Concentración máxima para una

exposición corta (30 min.)

400 – 500

Puede ser mortal, incluso en una

exposición breve.

3. EFECTOS GLOBALES. AUMENTO EFECTO INVERNADERO. DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO ESTRATOSFÉRICO.

La capa de ozono se encuentra en la estratosfera, aproximadamente de 15 a 50 Km. sobre la superficie del planeta.

El ozono es un compuesto inestable de tres átomos de oxígeno, el cual actúa como un potente filtro solar evitando el paso de una pequeña parte de la radiación ultravioleta (UV) llamada B que se extiende desde los 280 hasta los 320 manómetros (nm)

Destrucción de la capa de ozono

El ozono es un gas tan escaso que, si en un momento lo separásemos del resto del aire

y que lo atrajésemos al ras de tierra, tendría solamente 3mm de espesor.

Medidas internacionales frente al agujero de ozono

Década de los 70, cuando en la década de los setenta se fue conociendo la destrucción del ozono estratosférico se fueron proponiendo diversas medidas. En varios países se prohibió el uso de los CFCs como propelentes en los aerosoles, pero como, a la vez, se fueron descubriendo nuevos usos para los CFCs y productos similares, la producción y emisión a la atmósfera de productos destructores de la capa de ozono crecía rápidamente.

De 1980 a 1985 Conforme aumentaban los conocimientos científicos, la producción de substancias dañinas seguía aumentando, la preocupación sobre los efectos nocivos que esta situación podía provocar fue creciendo y llevó a la constitución de la Convención de Viena en 1985. De esta manera se iniciaba un intenso trabajo internacional que culminó en la firma del Protocolo de Montreal .

Protocolo de Montreal (1987) El primer Protocolo de Montreal se planteaba la reducción a la mitad de los CFCs para el año 1998. Después de la firma de este primer protocolo (160 países) nuevas mediciones mostraron que en daño en la capa de ozono era mayor que el previsto, y en 1992 , en la Cumbre de Río, la comunidad internacional firmante del Protocolo decidió acabar definitivamente con la fabricación de halones en 1994 y con la de CFCs en 1996, en los países desarrollados.

XI Cumbre del Protocolo de Montreal, Pekín, 1999. Nuevas recomendaciones respecto a otros compuestos relacionados y búsqueda de sustitutos.

Incremento del efecto invernadero

A la superficie de nuestro planeta llega una pequeña parte de la radiación solar (radiación visible, e infrarroja) Esta radiación es absorbida por la tierra salvo una pequeña parte que es reflejada, acumulándose en forma de calor, y por la noche es devuelta al espacio.

Sin embargo, hay una diferencia muy importante entre la radiación que emite y la que proviene del sol, la radiación que emite la superficie terrestre pertenece en su mayor parte a la zona del infrarrojo, es decir, es una radiación eminentemente térmica. Sólo una pequeña parte de la misma es capaz de atravesar la troposfera pues la mayor parte es absorbida por los componentes naturales del aire (CO2, vapor de H2O y otros gases), absorben toda la radiación infrarroja procedente del Sol y el 88% de la emitida por la Tierra quedando retenidas entre la tropopausa y la superficie de la tierra, lo que provoca un calentamiento de esta zona de la atmósfera.

Efecto invernadero natural

La principal fuente natural de producción de CH4 son los pantanos.

El CH4 se produce también en la descomposición anaeróbica de la basura en los rellenos sanitarios; en el cultivo de arroz, en la descomposición de restos animales; en la producción y distribución de gas y combustibles; y en la combustión incompleta de combustibles fósiles.

Metano (CH4)

Dioxido de nitrogeno (NO2)

El aumento del NO2 en la atmósfera se deriva parcialmente del uso creciente de fertilizantes nitrogenados.

El NO2 también aparece como sub-producto de la quema de combustibles fósiles y biomasa, y asociado a diversas actividades industriales (producción de nylon, producción de ácido nítrico y emisiones vehiculares).

Un 60% de la emisión de origen antropogénico se concentra en el Hemisferio Norte.

CAMBIO CLIMÁTICO

Modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones nubosidad, etcétera. Son debidos a causas naturales y, en los últimos siglos se sospecha que también a la acción de la humanidad.

El término suele usarse, de forma poco apropiada, para hacer referencia tan solo a los cambios climáticos que suceden en el presente, utilizándolo como sinónimo de calentamiento global.

Efectos cambio climático

TemperaturaEl aumento proyectado en la temperatura media del planeta, a nivel de superficie

entre 1990 y el 2100, oscila entre + 1.4°C en el escenario más optimista, y + 5.8°C en el más pesimista. Esta tasa de aumento es entre 2 y 10 veces el observado durante el siglo XX, y de acuerdo a estudios paleoclimáticos es muy probable que no tenga precedente por lo menos en los últimos 10.000 años.

PrecipitacionesComo resultado de un ciclo hidrológico más activo, se espera que los promedios

globales anuales de precipitación y evaporación aumenten. Por otra parte, el ambiente más cálido permitirá una mayor concentración de vapor de agua en la atmósfera, a nivel global.

ASPECTOS GLOBALES

Nivel del marComo resultado de la expansión térmica de los océanos y de

pérdida de masa de los campos de hielos y glaciares se proyecta hasta el año 2100 un aumento del nivel medio del mar entre + 8cm y + 88 cm. De todos modos, existe una considerable incertidumbre acerca de la magnitud de este cambio.

Enlace para la simulación de la subida del nivel del mar: http://flood.firetree.net/?ll=36.9850,-5.9106&z=8&t=2

Glaciares y campos de hieloEs muy probable que los glaciares alejados de los

Polos continúen retrocediendo durante el siglo XXI. Asimismo, debido al calentamiento proyectado, existe una alta probabilidad que las áreas cubiertas de nieve o permafrost, así como las los hielos marinos disminuyan en extensión.