Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima

Ingeniería Ambiental

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Ing. Elsa Carbajal Yánac

ecarbajal@cenergia.org.pe

Marzo 21, 2015

SEMANA

3

CONDICIONES

1.TOLERANCIA 15 MIN

TEMAS A TRATAR:

1.Contaminación Atmosférica

2.Contaminantes primarios y secundarios.

3.Material Particulado (Partículas)

4.Compuestos de Azufre

5.Óxido de Nitrógeno

6.Óxidos de Carbono

7.Compuestos Orgánicos

8.Compuestos Halogenados

9.Metales Pesados

10.Olores

11.Oxidantes Fotoquímicos

12.Otros

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICACONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Atmósfera Atmósfera Receptores Receptores Fuentes de emisión Fuentes de emisión

Procesos industrialesProcesos industrialesTráfico vehicularTráfico vehicular

Incineración de residuosIncineración de residuosOtras…Otras…

AnimalesAnimalesVegetalesVegetales

MaterialesMaterialesPersonasPersonas

AGENTES CONTAMINANTES Se denominan Agentes Contaminantes a aquellas sustancias químicas, energía física y microorganismos que debido a su concentración en el aire, pueden alterar y/o dañar la salud de las personas, dañar a los animales, a las plantas y los materiales.

Clasificación de Contaminantes •Agentes Químicos (Polvos, Humos, Neblinas, Nieblas, Gases y Vapores). •Agentes Físicos (Ruidos, Iluminación, Radiaciones Ionizantes y no Ionizantes, etc.) •Agentes Biológicos (Hongos, Bacterias, Polen)

LOS CONTAMINANTES QUIMICOSLOS CONTAMINANTES QUIMICOS

Los contaminantes químicos pueden ser clasificados:

– Contaminantes primarios: partículas, hidrocarburos, óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, plomo.

– Contaminantes secundarios: el ozono, oxidantes fotoquímicos, nitrato de peroxiacetilo (NPA), el ácido sulfúrico, el ácido carbónico.

CONTAMINANTES PRIMARIOS

CONTAMINANTES SECUNDARIOS

CONTAMINANTES CRITERIO

CONTAMINANTES CRITERIOCONTAMINANTES CRITERIO

Los contaminantes del aire se han clasificado como contaminantes criterio y contaminantes no criterio. Los contaminantes criterio se han identificado como perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres humanos. Se les llamó contaminantes criterio porque fueron objeto de evaluaciones publicadas en documentos de calidad del aire en los Estados Unidos, con el objetivo de establecer niveles permisibles que protegieran la salud, el medio ambiente y el bienestar de la población. Actualmente el término “contaminantes criterio” ha sido adoptado en muchos países.

CONTAMINANTES CRITERIO CONTAMINANTES NO CRITERIO

Han sido estudiados extensivamente y existe amplia información sobre sus fuentes de emisión, niveles en el ambiente e impactos en la salud.

Han comenzado a ser estudiados más recientemente y no cuenta con información tan amplia.

Han sido utilizados como indicadores durante varias décadas estimando que, de estar éstos dentro de valores aceptables, el resto de los contaminantes no debería aparecer en exceso.

En la actualidad no es totalmente aceptada esta premisa ya que existen procesos químicos que liberan contaminantes peligrosos sin emitir ninguno de los criterio.

Los contaminantes criterio:

•Material Particulado (PM)•Plomo (Pb)•Bióxido de azufre (SO2)

•Bióxido de nitrógeno (NO2)•Monóxido de Carbono (CO)•Ozono (O3)

http://www.epa.gov/airquality/urbanair/

Centro de Información sobre Contaminación de Aire (CICA) para la frontera entre EE. UU. - México

http://www.epa.gov/ttn/catc/cica/airq_s.html

TRANSFORMACIONES DE UNIDADESTRANSFORMACIONES DE UNIDADES

EXPOSICIÓN SIMULTÁNEA

EXPOSICIÓN SIMULTÁNEA

DESCRIPCIÓN DE LOS CONTAMINANTES

1. PARTICULAS

PM0.1: son partículas en suspensión con

un diámetro aerodinámico de hasta 0.1 µm, denominadas partículas ultrafinas o fracción ultrafina.PM2.5: son partículas en suspensión con

un diámetro aerodinámico de hasta 2.5 µm, denominadas partículas finas o fracción fina.PM10: son partículas en suspensión con

un diámetro aerodinámico de hasta 10 µm.

PM se refiere a las partículas en suspensión que se encuentran en el aire. PM seguido de un número hace referencia a todas las partículas de un tamaño máximo determinado (diámetro aerodinámico). Las partículas de un rango inferior también quedan incluidas.

2. COMPUESTOS DE AZUFRE

El smog clásico o sulfuroso es típico de ciudades con alto contenido en SO2 en el aire, elevada humedad atmosférica, con partículas y situaciones anticiclónicas.

Se conoció y estudió a partir del grave proceso de contaminación en Londres en 1952 donde murieron 4.000 personas: el Támesis produce nieblas que, en invierno, se hacen estables debido al fenómeno de la inversión térmica; estas nieblas acumulaban contaminantes procedentes de las industrias.

3. ÓXIDOS DE NITRÓGENO

4. ÓXIDOS DE CARBONO

Monóxido de Carbono (CO)

Dióxido de Carbono (CO2)

Monóxido de Carbono (CO)Afinidad por la Hemoglobina-CarboxihemoglobinaFalta de oxigenaciónCansancio, cefaleas, mareos, etc.Angina o infartoComa o muerte

5. COMPUESTOS ORGÁNICOS

MTBE éter metil terbutílico

BTEXBTEX

ToluenoBencenoEtil-

benceno m-Xileno

Ejemplos de compuestos orgánicos volátiles (COV)

Carcinógeno potencial

Carcinógeno

Compuestos

orgánicos

Compuestos

orgánicos

Metano (CH4)

Es el más abundante y más importante de los hidrocarburos atmosféricos. Se forma de manera natural en diversas reacciones anaeróbicas del metabolismo: el ganado, las reacciones de putrefacción y la digestión de las termitas. También es un componente mayoritario del gas natural. En la atmósfera reacciona con los radicales OH formando, entre otros compuestos, ozono. Se considera que no produce daños en la salud ni en los seres vivos, pero influye de forma significativa en el efecto invernadero y también en las reacciones estratosféricas.

6. COMPUESTOS HALOGENADOS

Clorofluorocarbonos - CFCSon una familia de gases que se emplean en múltiples aplicaciones, siendo

las principales la industria de la refrigeración y de propelentes de aerosoles. Están también presentes en aislantes térmicos.

Los CFC poseen una capacidad de supervivencia en la atmósfera, de 50 a 100 años. Con el correr de los años alcanzan la estratosfera donde son disociados por la radiación ultravioleta, liberando el cloro de su composición y dando comienzo al proceso de destrucción del ozono.

42Efectos de la contaminación atmosférica

Hoy se ha demostrado que la aparición del agujero de ozono, a comienzos de la primavera austral, sobre la Antártida está relacionado con la fotoquímica de los Clorofluorocarbonos (CFCs), componentes químicos presentes en diversos productos comerciales como el freón, aerosoles, pinturas, etc.

La forma por la cual se destruye el ozono es bastante sencilla. La radiación UV arranca el cloro de una molécula de clorofluorocarbono (CFC). Este átomo de cloro, al combinarse con una molécula de ozono la destruye, para luego combinarse con otras moléculas de ozono y eliminarlas.

Un átomo de cloro es capaz de destruir hasta 100 000 moléculas de ozono. Este proceso se detiene finalmente cuando este átomo de cloro se mezcla con algún compuesto químico que lo neutraliza.

43Efectos de la contaminación atmosférica

De 1980 a 1985 El aumento sobre los conocimientos científicos de este problema y la preocupación sobre sus efectos nocivos llevó a la constitución de la Convención de Viena en 1985.

Protocolo de Montreal (1987) El primer protocolo planteaba la reducción a la mitad de los CFCs para el año 1998 (160 países). Después de la firma de este primer protocolo 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.

7. METALES PESADOS

Metales pesados

El plomo procede de la combustión de las gasolinas; puede originar insuficiencia respiratoria, alteraciones neurológicas y renales.

El cadmio tiene su origen en actividades mineras del carbón y del zinc y ocasiona problemas respiratorios y cardiovasculares.

El mercurio también tiene su origen en actividades mineras y provoca daños en el sistema nervioso central y en los riñones.

8. OLORES

La Agencia para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades – ATSDR indica:•Benceno: la mayoría de la gente puede empezar a detectar el olor del benceno en el aire cuando está en concentraciones de 60 partes de benceno por millón de partes de aire (ppm). •Tolueno: se puede empezar a detectar el olor del tolueno en el aire cuando su concentración es 8 partes de tolueno por un millón de partes de aire (ppm).•Xileno: la mayoría de la gente puede empezar a detectar el olor del xileno en el aire cuando está en concentraciones de 0,08 a 3,7 partes de xileno por millón de partes de aire (ppm).

9. OXIDANTES FOTOQUÍMICOS

• 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 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

El PAN o nitrato de peroxiacilo es un contaminante atmosférico que, combinado con ozono, óxidos de nitrógeno y COV y la acción de la radiación solar provoca el fenómeno del smog fotoquímico.

Por ejemplo, nitrato de peroxiacetilo , CH3COOONO2:

Hidrocarburo + O2 + NO2 + luz → CH3COOONO2

La ecuación general es;CxHyO3 + NO2 → CxHyO3NO2

Los PAN son tóxicos e irritantes, ya que se disuelven más fácilmente en agua. Son lacrimógenos, causando irritación en los ojos en concentraciones de sólo unas pocas partes por mil millones. En concentraciones más altas causan grandes daños a la vegetación. Ambos PAN y sus derivados clorados se dice que son mutagénico, y puede ser un factor causante de cáncer de piel.

10. OTROS