Contaminación atmosférica 2013

UNIDAD 10: CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

* Contaminación atmosférica
* Contaminación acústica
* Contaminación lumínica

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

es
AIRE
AIRE El conjunto de gases que forman la atmósfera

Es

Indispensable para el desarrollo de la vida: Recurso natural con
mayor intercambio con la biosfera (más dependientes los aerobios)

Bien limitado: Se debe utilizar sin alterar el equilibrio biológico e interferir
en los ciclos biogeoquímicos y mecanismos de autorregulación


Presencia en la atmósfera de materias, sustancias
o formas de energía que impliquen molestia grave,
riesgo o daño para la seguridad o la salud de las
Se define c personas, el medio ambiente y demás bienes de
CONTAMINACIÓN omo cualquier naturaleza (Ley 34/2007).
CONTAMINACIÓN
DEL AIRE
DEL AIRE Hay contaminación del aire cuando en su
composición aparecen una o varias sustancias
extrañas, en determinadas cantidades y durante
períodos de tiempo que pueden resultar nocivas
para el hombre, animales, plantas o tierras, así
como perturbar el bienestar o el uso de los bienes.
(OMS).


Fuentes de contaminación

Naturale
Naturale Antropogénicas
Antropogénicas
ss o artificiales
o artificiales


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

Geológicos:
Volcanes: compuestos del azufre y partículas.

Biológicos:
Incendios forestales: CO2, óxidos del
nitrógeno, humo, polvo y cenizas.
Actividades de los seres vivos: respiración
(CO2), polinización anemófila (alergias),
descomposición anaerobia (metano).

Atmosféricos:
Descargas eléctricas de las tormentas: óxidos
de nitrógeno.
Vientos fuertes: transporte de partículas

De la hidrosfera:
El mar: partículas salinas.


Naturale
Naturale
ss 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 Metano, sulfuro de hidrógeno
descomposición)
Suelo Virus, polvo
Mar Partículas de sal


Son consecuencia de la presencia y actividades del ser
Artificiales o antropogénicas
Artificiales o antropogénicas humano. En su mayor parte por el uso de combustibles fósiles

Hogar:
debido a calefacciones de carbón, petróleo o gas.

Transporte:
Sobretodo el debido a coches y aviones.

Industria:
Debido a centrales térmicas, cementeras,
siderometalúrgicas, papeleras y químicas.

Agricultura y ganadería:
El uso de fertilizantes, los regadíos por inundación
(arroz) y la ganadería vacuna emiten metano.

Eliminación de residuos sólidos:
Mediante procesos de incineración



Focos de emisión

Antropogénico
Contaminante Naturales
s
%
%

Aerosoles 11.3 88.7

SOx 42.9 57.1

COx 9.4 90.6

NOx 11.3 88.7

HC 15.5 84.5
 Los contaminantes artificiales tiene menor volumen que los contaminantes naturales,
pero los efectos producidos son perores por concentrarse en puntos geográficos muy
concretos donde reaccionan y la existencia de sumideros es menor.


Tipos de contaminantes

Composición
química del Se mantien
e
aire Prácticamente Po
constante r
Pero Ciclos
biogeoquímicos
Las actividades (C, N, O y S)
humanas

Los aceleran, rompen su equilibrio y movilizan reservas

Ocasionando la presencia
Ocasionando la presencia
en la atmósfera de los
en la atmósfera de los
contaminantes del aire
contaminantes del aire


Las sustancias químicas y formas de energía que
en ciertas concentraciones pueden causar
son molestias, daños o riesgos a personas y otros seres
Contaminantes vivos, o alterar el funcionamiento de los
Contaminantes ecosistemas, en bienes materiales o el clima
del aire
del aire
Al período de tiempo que puede permanecer en la
atmósfera un contaminante como tal o participando
Se denomin en reacciones químicas. Varía según la naturaleza
a
Tiempo de
Tiempo de de cada contaminante.
residencia o
residencia o
vida media
vida media
Gases: Depende de su capacidad reactiva
Tiempo de
residencia
Partículas: Depende de su tamaño

Gases: ppm, ppb, cm3/m3
Unidades
de medida
Partículas: μg/m3 o mg/m3



Radiaciones ionizantes
Formas de
Radiaciones no ionizantes
energía.
Ruido
Según la
naturaleza del
contaminante:

Sustancias Contaminantes primarios
químicas Contaminantes secundarios



Sustancias Contaminantes primarios
químicas

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. Según su estado físico (caso
Se pueden agrupar por su peculiaridad de partículas y metales),
más característica:
Según elemento químico común (caso de
los contaminantes gaseosos).


Tipos de contaminantes Sustancias químicas Contaminantes primarios
Contaminante Características Fuentes Efectos

Partículas Tamaño: 0.1-100 micras Combustiones, minería, Daños respiratorios.
Metales pesados, polen, bacterias, cementeras, incendios, Obstrucción de estomas y
silicatos, humos volcanes reducción de fotosíntesis.

Compuestos SO2 Estable, incoloro, denso Oxidación del S de los Se fotooxida a SO3, que
del S Olor picante e irritante combustibles fósiles forma lluvia ácida: daños
Muy corrosivo en vegetación y suelos.
(Irritación en
H2S Incoloro, olor a huevos podridos. Escapes de refinerías Se fotooxida a SO3
mucosas y Presente en las ciudades Volcanes, metabolismo
ojos) anaerobio

Compuestos Hidrocarburos Muy abundantes. Pantanos, pozos petrolíf. Reaccionan
orgánicos Son gases los de 1-4 C Industria petrolífera, vehículos fotoquímicamente

Compuestos PCB, dioxinas, furanos. Fabricación e incineración de Reaccionan
orgánicos poco solubles, sustancias cloradas fotoquímicamente.
fotodescomposición con H2 Cancerígenos y
volátiles mutagénicos.
(COV)

Compuestos NO Incoloro, inodoro, tóxico Oxidación incompleta del N2 Se oxida a NO2
del N Óxido nítrico en motores
(Daños
NO2 Pardo-rojizo, olor asfixiante, tóxico Tormentas, volcanes, Se oxida a NO3 (con O3)
respiratorios; bacterias del suelo.
Dióxido de que da lluvia ácida. Smog
irritación en Oxidación del NO fotoquímico
ojos) nitrógeno
N2O Incoloro, olor y sabor dulce, Desnitrificación m.o. en suelos Efecto invernadero.
soluble en agua, alcohol y y océanos Llega a la estratosfera.
Óxido nitroso benceno Combustión, fertilizantes Destrucción del O3.



Contaminante Características Fuentes Efectos

Óxidos del C CO Incoloro, inodoro, insípido, Combustión incompleta Interfiere en el transporte
inflamable y tóxico Reacciones atmosféricas de O2 en las células.

CO2 Incoloro, inodoro, no tóxico Combustiones Efecto invernadero
Importante en la atmósfera Respiración

Compuestos F2 Baja concentración atmosférica Origen marino.
halogenados Fertilizantes

Cl2 También como partículas Motores de los coches Irrita las mucosas
respiratorias

HF y Corrosivos Industrias de: Al, vidrio,
derivados fertilizantes, cerámica

CFC Gases estables, ni tóxicos ni Uso en aerosoles, Llegan a la estratosfera
clorofluorocar inflamables refrigerantes, neveras. Destrucción del O3.
bonos
Metales Pb Elementos de alta masa atómica y Combustión gasolinas (aditivo Daños neuronales,
pesados densidad. antidetonante) respiratorios y renales.
Muy peligrosos.
No se degradan: bioacumulación. Minería carbón y Zn Daños respiratorios y
Cd
Incineración residuos cardiovasculares.

Hg Minería carbón, actividades Daños en el SNC
agrícolas

Olores Estímulos olfativos. Partículas en el aire Dependen de su
Si produce malestar físico es un intensidad y calidad
contaminante



CO2

• Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de
toxicidad, no deberíamos considerarlo una sustancia que
contamina, pero se dan dos circunstancias que lo hacen
un contaminante de gran importancia en la actualidad:

1. Es un gas que retiene rayos infrarrojos y produce el efecto
invernadero.
2. Su concentración está aumentando en los últimos decenios por
la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones
de bosques



CO

• Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma
de manera natural, en la oxidación de metano (CH4) por
reacciones fotoquímicas. Se va eliminando por su
oxidación a CO2.

• La actividad humana lo genera en grandes cantidades
siendo, después del CO2, el contaminante emitido en
mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales.
Procede, principalmente, de la combustión incompleta de
la gasolina y el gasoil en los motores de los vehículos.



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

SO2

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 (SO42-).



Óxidos de nitrógeno NOx

• NOx (conjunto de NO y NO2)

• 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.



Óxidos de nitrógeno NOx

Óxido nitroso (N2O)

• En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170
años. Va desapareciendo en la estratosfera en reacciones
fotoquímicas que pueden tener influencia en la destrucción
de la capa de ozono. También tiene efecto invernadero.
• Procede fundamentalmente de emisiones naturales
(procesos microbiológicos en el suelo y en los océanos) y
menos de actividades agrícolas y ganaderas (alrededor del
10% del total).



Metano
(CH4)
• Es un contaminante primario que se forma de manera
natural.
• La ganadería intensiva también genera cantidades
importantes de este gas.
• Desaparece de la atmósfera a consecuencia de la
reacción 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.



Otros hidrocarburos

• 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.



Clorofluorocarburos CFC’s

Moléculas orgánicas formadas por átomos de Cl y F
unidos a C. Son los también llamados “freones”. Se han
utilizado mucho en los "sprays", frigoríficos, etc. Son los
principales responsables de la destrucción de la capa de
ozono.



Partículas y
aerosoles
• En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy
distintas como partículas de polvo, polen, hollín (carbón), metales
(plomo, cadmio)

• Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los
materiales muy pequeños, sólidos o líquidos.

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

• Se suele llamar polvo a la materia sólida de tamaño un
poco mayor (de 20 micras o más).



Dioxinas
• Las dioxinas son compuestos químicos obtenidos a partir de
procesos de combustión que implican al cloro. El término se aplica
indistintamente a las policlorodibenzofuranos (PCDF) y las
policlorodibenzodioxinas (PCDD).
• Son estables químicamente, poco biodegradables y muy solubles
en las grasas, tendiendo a acumularse en suelos, sedimentos y
tejidos orgánicos, pudiendo penetrar en la cadena alimentaria.
Posible efecto cancerígeno.
• Las dioxinas y los furanos se producen principalmente de dos
maneras:

1. En el proceso de fabricación de algunos pesticidas, conservantes,
desinfectantes o componentes del papel;
2. Cuando se queman a bajas temperaturas materiales como algunos
productos químicos, gasolina con plomo, plástico, papel o madera.



Dioxinas

Las dioxinas son fundamentalmente subproductos de procesos
industriales, pero también pueden producirse en procesos
naturales como las erupciones volcánicas y los incendios
forestales.

Las dioxinas son subproductos no deseados de numerosos
procesos de fabricación como la fundición, el blanqueo de la pasta
de papel con cloro o la fabricación de algunos herbicidas y
plaguicidas.

En cuanto a la liberación de dioxinas al medio ambiente, la
incineración descontrolada de desechos (sólidos y hospitalarios)
suele ser la causa más grave, dado que la combustión es
incompleta.



Sustancias Contaminantes secundarios
químicas

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
contaminación fotoquímica.


Tipos de contaminantes Sustancias químicas Contaminantes secundarios

SO3 NO3
Se forma a partir del SO2
Se forma a partir del NO2 por oxidación con O3
Incoloro.
Responsable de la formación del smog fotoquímico
Se condensa rápidamente y reacciona con
agua para dar H2SO4, que junto con
el HNO3 es responsable de la lluvia ácida.

PAN
Nitratos de peroxiacilo. Formados a partir de
hidrocarburos por reacciones fotoquímicas.



Ozono
troposférico
• Es el ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie
de la Tierra.
• 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



Ozono
troposférico
• En España, como en otros países mediterráneos, durante el verano se dan
condiciones meteorológicas favorables para la formación de ozono: altas
temperaturas, cielos despejados, elevada insolación y vientos bajos,

placas

4
Tipos de contaminantes Formas de energía Radiaciones ionizantes

Radiaciones no ionizantes
Pueden ionizar átomos y moléculas
Ruido

Radiación alfa α

Radiación beta β

Radiación gamma γ
Tipos de Rayos X
radiaciones ionizantes


Tipos de contaminantes Formas de energía Radiaciones ionizantes

Radiación alfa α
El origen de estas radiaciones
Partículas cargadas eléctricamente. Bajo poder puede ser:
de penetración (por ejemplo el papel las - Natural: transformación de
detiene). materiales radiactivos,
radiaciones cósmicas.
Radiación beta β - Humano: medicina, centrales
nucleares, investigación.
Partículas cargadas eléctricamente. Mayor
poder de penetración (por ejemplo una lámina
de aluminio las detiene).

Rayos X
Los efectos dependen de: la energía
Ondas electromagnéticas. Alto poder de absorbida, el tipo de radiación, el tiempo
penetración, de hasta decímetros. y la parte afectada.

Afectan a los procesos biológicos y al
Radiación gamma γ ADN.
Ondas electromagnéticas. Altísimo poder de
penetración, de hasta metros.


Actividad 2 (pág. 241): Gráfico con variación diaria de
la concentración de CO en una ciudad norteamericana.
a) Análisis y comentario de la gráfica.
• Autopista  hay 2 máximos de
concentración: en la entrada al trabajo
y en la salida del mismo, pues los
automóviles producen mucha cantidad
de CO.
• Centro comercial  los máximos de
concentración coinciden con la hora de
afluencia de compras, especialmente a
la salida del trabajo.
• Área residencial  son menos acusadas
las variaciones en la concentración. Los
aumentos corresponden con el
encendido de las calefacciones.

b) Fuentes naturales y antropogénicas del CO.
Naturales: oxidación del metano en el metabolismo anaerobio de materia
orgánica; disociación del CO2 a altas temperaturas; emisiones de
océanos; procesos de producción y degradación de clorofila.
Antropogénicas: combustiones incompletas de gasolina y gasóleo;
refinerías de petróleo.


Actividad 2 (pág. 241): Gráfico con variación
diaria de la concentración de CO en una ciudad
norteamericana.

c) Evolución del CO en la
atmósfera.
Se oxida al reaccionar con
radicales hidroxilo
(-OH) y con el oxígeno,
sobre todo en la
estratosfera.
También es incorporado al
suelo por la acción de
algunos hongos y
plantas.

d) Contaminantes más frecuentes en una megaciudad.
CO, CO2, COV, NOx (NO, NO2, N2O), SOx, HC, O3, partículas,
radiaciones no ionizantes, ruido.


Actividad 2 (pág. 241): Gráfico con variación
diaria de la concentración de CO en una ciudad
norteamericana.
e) Indicadores de presión, de estado y de respuesta
que informen sobre el aire de una ciudad.
• De presión: cantidad de gases contaminantes emitidos
por las diferentes actividades; número de coches por
habitante; densidad del tráfico.
• De estado: Cantidad de gases contaminantes presentes
en la atmósfera, en comparación con los límites
establecidos por la legislación; población afectada por el
ruido superior a los 65 decibelios permitidos.
• De respuesta: legislación sobre emisiones y sobre los
niveles de ruido; regulación del tráfico; medios
económicos gastados en detección y en mejoras de la
calidad del aire.
f) Regla básica que rige la cantidad de CO que se puede
emitir según el desarrollo sostenible.
El ritmo o tasa de emisión de CO no debe superar la
capacidad de la atmósfera para su dispersión o
asimilación.


Actividad 4 (pág.241): texto sobre el ozono.

a) Diferencias entre el ozono
estratosférico y troposférico.
El origen del ozono estratosférico
es por fotodisociación del O2 por
los rayos ultravioleta, liberando
O, que se combina con O2 y da
O3:
O2 + UV  O + O
O2 + O  O3 + calor

El ozono troposférico puede tener un origen natural (por
intrusiones estratosféricas, erupciones volcánicas o
descargas de tormentas) o bien un origen antropogénico,
por reacciones fotoquímicas de contaminantes primarios
(NO2 e HC) originados por el tráfico, combustiones o
industrias químicas.


Actividad 4 (pág.241): texto sobre el ozono.
b) Manifestaciones de la contaminación atmosférica relacionada
con el ozono.
• Agujero en la capa de ozono: adelgazamiento en la capa de ozono
estratosférico (causado por CFC, halones, HCFC, BM,
metilcloroformo, CCl4).
• Smog fotoquímico, del que el ozono troposférico es un componente.
c) Efectos sobre la salud del ozono troposférico.
• Irritaciones de las vías respiratorias.
• Problemas respiratorios agudos y empeoramiento del asma.
• Disminución de la capacidad pulmonar.
• Alteraciones del sistema inmunológico (aumento de la susceptibilidad
a enfermedades respiratorias).


Dispersión de los contaminantes

1. La mayor parte de los
contaminantes se difunden en
la parte baja de la troposfera,
donde interactúan entre sí y con
los demás compuestos
presentes, antes de su
deposición.

2. Otros ascienden a alturas
considerables y son
transportados hasta lugares
muy alejados del foco emisor.

3. Un tercer grupo, más reducido, 1 2 3
puede llegar a traspasar la
tropopausa e introducirse en la
estratosfera.


Dispersión de los contaminantes MECANISMOS SUMIDERO: Procesos por los que
ese contaminante se transporta, difunde o acumula
según las condiciones meteorológicas.

EMISIÓN: Cantidad de contaminantes que vierte R. QUÍMICAS: Con el O2, por
un foco emisor en un periodo de tiempo la energía solar y radicales
determinado. Se mide a la salida del foco emisor. Oxidantes.

INMISIÓN: Cantidad de contaminantes presentes en una
atmósfera 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


Dispersión de los contaminantes Sol Vapor
2. Procesos químicos y fotoquímicos. En estos procesos
de agua
participan los contaminantes que pueden generar nuevos
compuestos (contaminantes secundarios), cuyas propiedades son,
por lo general, muy diferentes de las de sus precursores.

Mezcla
Emisión Transformación
Transporte

Deposición seca: Tiene lugar en menor
3. Deposición. Loscontaminantes. Una vez emitidos los
medidaMezcla de contaminantes,
1. y es debida a fenómenos
transformados oy de retornan a(contaminantes primarios), se
gravitacionales no, químicos la
compuestos adsorción.
superficie terrestre, donde se
mezclan en los primeros kilómetros de la troposfera,
Deposición
incorporan a los océanos y allibremente, se incorporan a las
donde se desplazan suelo.
Deposición húmeda: los contaminantes
masas circulantes de aire y se distribuyen de forma
retornan a través de la lluvia, la nieve la
homogénea, lo que favorece las transformaciones
niebla o el rocío
químicas.

Transporte
Industrias Seca Húmeda
Medio Urbano


Dispersión de los contaminantes

Si los niveles de inmisión no son los adecuados, disminuye la calidad del
aire y se originan efectos negativos en los receptores:

• Seres humanos
• Animales
• Vegetales
• Hongos

Estos niveles de inmisión van a depender de una serie de factores:

• Características de las emisiones
• Condiciones atmosféricas
• Características geográficas y topográficas


Dispersión de los contaminantes Características de las emisiones

Depende de la naturaleza de los contaminantes:

• Gas
• Partículas. Se depositan con mayor facilidad

También depende de:

• Temperatura de emisión.- Si es mayor que la del aire del
medio, el gas asciende y se dispersa más fácilmente.

• Velocidad de emisión.- Si sale a más velocidad, puede romper
las capas de inversión

• Altura del foco emisor. A mayor altura (p. ej. Chimeneas)
mayor probabilidad de atravesar las capas de inversión y mayor
facilidad de dispersión del contaminante.


Dispersión de los contaminantes Condiciones atmosféricas

Temperatura del aire y sus variaciones con la altura.

GVT < GAS GVT > GAS GVT = GAS

Estable Inestable Indiferente
GAS
GVT

Altitud (m)

Altitud (m)
Altitud (m)

GVT GAS
GVT

GAS

Temperatura ºC Temperatura ºC Temperatura ºC

La Tª del aire contaminado La Tª del aire contaminado es Las Tª son similares y su
es inferior a la del aire que superior a la del aire que le rodea. variación con la altura es la
le rodea. Es más densa, no Se favorecen los movimientos misma. No se favorece
puede subir e incluso baja verticales y la dispersión de los ningún movimiento
contaminantes




Inversiones

Son situaciones en las que se impide la circulación vertical del aire
y por lo tanto los contaminantes se acumulan en las capas
inferiores de la atmósfera.

• Inversiones térmicas
• Inversiones de subsidencia
• Inversiones adventicias




Inversiones térmicas

Normalmente, el aire caliente de la superficie terrestre asciende y el aire de
la parte superior de la atmósfera (más frío) cae, con lo cual se crea una
circulación natural que dispersa los contaminantes superficiales del aire.
Una inversión ocurre cuando las capas de aire de la atmósfera inferior son
más frías que las superiores. La circulación natural sufre una interrupción y
tanto el aire superficial acumulado como los contaminantes del aire se
concentran alrededor de sus fuentes



Inversiones de subsidencia

La inversión por subsidencia generalmente está asociada con los anticiclones.
El aire de un anticiclón desciende y fluye hacia afuera con una rotación que
sigue la dirección de las agujas del reloj. A medida que el aire desciende, la
mayor presión existente en altitudes menores lo comprime y calienta en el
gradiente vertical adiabático seco.



Inversiones de subsidencia
Durante el día, la capa de inversión resultante de este proceso con
frecuencia se eleva a cientos de metros sobre la superficie.

Durante la noche, la base de una inversión por subsidencia desciende
debido al enfriamiento del aire superficial.

Los días Aire descendente que no permite eliminar la contaminación
despejados y sin nubes
característicos de los anticiclones
propician las inversiones por
radiación, de modo que se puede
producir una inversión superficial
durante la noche y una elevada
durante el día. Si bien la capa de
mezcla que se encuentra debajo de
la inversión puede variar diariamente,
nunca será muy profunda.




Inversiones adventicias o frontales
Inversión relacionada tanto con los frentes fríos como con los cálidos. En el avance de
cada frente, el aire cálido desplaza al frío, de modo que se produce una circulación
vertical mínima en la capa de aire frío más cercana a la superficie .
La fuerza de la inversión
depende de la diferencia de
temperatura entre las dos masas
de aire.

Como los frentes se mueven
horizontalmente, los efectos de la
inversión generalmente duran
poco y la falta de movimiento
vertical suele compensarse con
los vientos relacionados con el
paso frontal.

Sin embargo, cuando los frentes
se vuelven estacionarios, las
condiciones de inversión pueden



Vientos
Tienen una gran importancia en la dispersión de los
contaminantes en función de sus características:

•Dirección
•Velocidad
•Turbulencias
Viento

El viento aleja los contaminantes
de la zona de emisión



Precipitaciones

Tienen un efecto de lavado,
arrastrando contaminantes hacia el
suelo. También pueden ayudar a
disolver algunos gases

Insolación

Favorece la formación de contaminantes secundarios mediante
reacciones de oxidación fotoquímica


Dispersión de los contaminantes Características geográficas y topográficas

La situación geográfica y el relieve influyen mucho sobre los movimientos
atmosféricos y por lo tanto en la dispersión de los contaminantes.

a) Zonas costeras
b) Zonas de montaña
c) Presencia de masas vegetales
d) Presencia de núcleos urbanos



Zonas costeras
Se originan brisas durante el
día (A) que transportan los
contaminantes tierra adentro
y por la noche (B) sucede al
revés. A

Por otra parte, el aire está
cargado de la humedad del mar y
puede favorecer la acumulación
de contaminantes.

B



Zonas de montaña

Durante el día se calientan las laderas y se
generan corrientes ascendentes, mientras
que en el fondo del valle queda el aire frío y
contaminado

Durante la noche el aire frío desciende
por las laderas, y se acumula en el
fondo del valle, llegando a la misma
situación anterior.

Además las propias laderas dificultan el movimiento del aire y por lo tanto la dispersión de
los contaminantes



Presencia de masas vegetales

• Frenan la velocidad del viento y facilitan la deposición de los
contaminantes, que quedan retenidos en las hojas.

• Además la vegetación absorbe CO2 (actúa como sumidero)

• Un kilómetro cuadrado de bosque genera unas 1.000 toneladas de
oxígeno anuales, requiriendo el doble de superficie una plantación de
césped. También son fijados por la vegetación los óxidos de azufre,
oxigenándose el SO2, dando lugar a sulfatos. El plomo se acumula sin
transformarse en las plantas, eliminándolo de la atmósfera. Además
acumulan entre las hojas, polvo y partículas en suspensión gracias a
fenómenos electrostáticos y a la presencia de aceites.



Presencia de núcleos urbanos
• Los edificios frenan los movimientos del aire y crean turbulencias. Las propias
actividades urbanas (industria, tráfico, calefacciones,…) generan calor y se
crea un microclima denominado isla de calor. En la periferia de la ciudad, la
temperatura es más fría.
• Este fenómeno favorece la formación de brisas urbanas debido al ascenso del
aire en el centro de la ciudad, cuyo hueco es ocupado por el aire frío
procedente de la periferia.
• Se dificulta la dispersión de los contaminantes, formando las cúpulas de
contaminación, que se ven incrementadas en situaciones anticiclónicas y que
pueden ser dispersadas por efecto de las lluvias y los vientos.


Efectos de la contaminación del aire

Cada contaminante tiene unos efectos que suponen riesgos para la
salud, la vegetación y los materiales) (Ver tabla páginas 247 y 248)



Según su radio de acción

Efectos Efectos Efectos
locales regionales globales

Smog Lluvia Agujero en la capa
ácida de ozono


Efectos de la contaminación del aire Efectos locales Smog

2
Nieblas contaminantes o smog (smoke + fog)
Smog sulfuroso o Smog sulfuroso o
húmedo húmedo
Presencia de bruma y
formación de ozono.

og
Neblina de color pardo-gris sobre la Produce irritación ocular, daños
ciudad. en la vegetación y materiales.

sm
Produce alteraciones respiratorias
que agravan el asma. Su origen está en la presencia
de óxidos de nitrógeno,
Su origen está en: altas
concentraciones de partículas
de hidrocarburos y O2, que
reaccionan y producen: ozono,
s
en suspensión, de SO2 y CO
PAN y aldehídos (todas ellas
po

combinados con una situación
atmosférica de alta humedad sustancias con gran poder
relativa, vientos en calma y oxidante).
Ti

anticiclón. La situación atmosférica es:
presencia de radiación solar
UV, poco viento y anticiclón.


Efectos de la contaminación del aire Efectos locales Smog

Smog sulfuroso o Ocurren una serie de reacciones fotoquímicas
húmedo complejas:

Formación de O3 por el ciclo fotolítico del NO2:
NO2 + luz  NO + O O + O2  O3
Si no hay hidrocarburos, el ozono “se recicla”, pues reaccionan:

O3 + NO  NO2 + O2

Formación de radicales libres a partir de hidrocarburos:
Si hay hidrocarburos, los radicales de éstos oxidan al NO y originan radicales libres (y el
ozono se acumula).

Formación del PAN (nitrato de peroxiacetileno) y aldehídos:
A partir de reacciones entre radicales libres y contaminantes primarios o el propio O2.


Efectos de la contaminación del aire Efectos regionales Lluvia ácida

Cuando los contaminantes vuelven a la superficie terrestre en zonas alejadas
La lluvia ácida se debeemisión originan contaminación transfronteriza.
de los focos de
al transporte, reacción,
precipitación y depósito
del SO2 y de los óxidos
de nitrógeno de dos
formas:

Deposición seca: en forma
gaseosa o como aerosoles
(ocurre cerca de las fuentes
de emisión).

Deposición húmeda: se
oxidan dando ácidos (sulfúrico
y nítrico), que se disuelven con
el agua en las nubes. SO2 + H2O  H2SO3

H2SO3 + 2 OH-  H2SO4 + H2O

NO2 + OH-  HNO3



La intensidad de la lluvia depende de:
La velocidad de las reacciones químicas.
La presencia de humedad.
La dinámica atmosférica (los procesos de transporte).

La contaminación de países como Reino Unido y Alemania llega a los
países escandinavos debido a que la circulación atmosférica en esas
zonas es de oeste a este.



EFECTOS DE LA
EFECTOS DE LA
LLUVIA ÁCIDA  Co
 Coros
LLUVIA ÁCIDA r rr ión
osiónde m
de meales
et t
.
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Descomposición de
Descomposición de
materiales de construcción (el emas
materiales de construcción (el e cosist
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“mal de la piedra”).
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spp
ecieseenecosisi
n e de
t t ma
cosiseem s
aac ático as
cuu s.
áticos.


Efectos de la contaminación del aire Efectos globales Agujero de
capa de ozono

Entre los años 1977 y 1984 se detectó una reducción del
40% de la cantidad de ozono en la Antártida durante la
primavera: se denominó agujero de ozono a este fenómeno.

Actualmente ha aumentado su extensión hasta la Tierra del
Fuego, con efectos graves en la región como un aumento
en los cánceres de piel y ceguera en las ovejas.

El protocolo de Montreal (1987) estableció congelar la producción
de CFCs responsables de su destrucción, reducirla un 20% en 1993 y
un 30% más en 1998. Se prevé la recuperación de la capa de ozono
hacia el año 2050.


capa de ozono

Papel de los NOx:

Se producen en gran cantidad durante las tormentas y llegan a la estratosfera.

En cambio, los NOx producidos por el hombre son muy reactivos en la troposfera y no
llegan hasta la estratosfera. Sólo el N2O es poco reactivo y llega a la estratosfera, donde
se transforma en NOx por fotólisis.

Ocurren 2 reacciones, y su balance es la destrucción neta de ozono, por lo que podemos
considerar los NOx como catalizadores de su destrucción:

NO + O3  NO2 + O2
+ NO2 + O  NO + O2
NO + NO2 + O3 + O  NO2 + NO + O2 + O2

También hay que tener en cuenta que los óxidos de nitrógeno reaccionan a su vez con
los OH- para formar ácido nítrico.


capa de ozono

Papel de los compuestos del cloro:
Aquí se incluyen compuestos naturales como el NaCl y el HCl y compuestos artificiales
como los CFC. Éstos últimos se emplean en propelentes de aerosoles, disolventes y
refrigerantes.

Los CFC son inocuos y muy estables, por lo que llegan a la estratosfera, donde se
rompen debido a los rayos UV y reaccionan con el ozono. Cada átomo de cloro puede
destruir hasta 100.000 moléculas de ozono.

Las reacciones que tienen lugar son las siguientes:
Fotólisis de los CFC: CFCl3 + UV  CFCl2 + Cl

Destrucción del ozono: Cl + O3  ClO + O2
ClO + O  Cl + O2
Cl + ClO + O3 + O  ClO + Cl + O2 + O2
El Cl es catalizador.

Los NOx atrapan el Cl y lo inactivan, protegiendo al ozono:
NOx + ClO  ClNO3


capa de ozono
El agujero en la Antártida es mayor que en el Polo Norte, pues al ser
un continente, se alcanzan temperaturas mucho menores (-83ºC).
Hay un anticiclón que atrapa el aire frío y se forman nubes
estratosféricas polares (NEP), que utilizan como núcleos de
condensación los NOx. Así, los retiran de la atmósfera y ya no
pueden atrapar el Cl que destruye el ozono.
Tiene lugar un bucle +: al disminuir la concentración de ozono, la
temperatura se reduce también (pues absorben menos radiación
UV) y se forman las NEP, que reducen la cantidad de NOx y por
tanto disminuye el ozono.
Otro factor que aumenta el agujero de ozono en el polo Sur es que el
vórtice polar permanece sobre la Antártida, lo que impide la
llegada de aire con ozono desde el ecuador.



Actividad 16 pág. 254: gráfica con datos de
peces en lagos en función del pH de sus aguas.
a) Análisis y comentario
de la gráfica.
Para que haya fauna en los
lagos, el pH tiene que ser
mayor de 5: cuando el pH
es más ácido, se reduce
sensiblemente la población
de peces.
b) Causas de la
desaparición de los
peces en algunos lagos.
Las poblaciones de peces
desaparecen porque se
acidifican los lagos donde
viven, debido a la lluvia
ácida.



c) Origen y otras repercusiones de este problema.
El origen son las reacciones químicas de los NOx y el SO2, que dan lugar a
H2SO4 y HNO3, que se disuelven en agua.

Sus efectos son:
• Corrosión de metales.
• Descomposición de materiales
de construcción, sobre todo
calizas.
• Acidificación del suelo y por
tanto disminución de la
vegetación.
• Destrucción de bosques por
contacto con la lluvia ácida:
necrosis de hojas, destrucción
de la corteza y muerte.
• Acidificación de las aguas
superficiales, lo que provoca la
desaparición de los seres vivos. Mal de la piedra.


Actividad 17 pág. 254: evolución del agujero
de ozono.
a) ¿Qué es el agujero de ozono
y qué efectos produce?
Es una disminución del espesor de
la capa de ozono, debido a su
destrucción.
El ozono absorbe todas las
radiaciones UV-C (las más
peligrosas) y un 70-90% de las
UV-B. No absorbe ninguna UV-A,
que son las menos perjudiciales.
Los efectos del agujero de ozono
son:
• Cánceres, alteraciones
inmunológicas y alteraciones
oculares.
• Alteraciones en el crecimiento
de vegetales, lo que reduce las
cosechas.
• Cambio de la temperatura
terrestre, que podría aumentar
el efecto invernadero.



b) Papel de los CFC sobre la capa de ozono. Origen de los CFC.
Los CFC (también llamados freones) catalizan la destrucción del ozono
estratosférico. Sólo pueden quedar atrapados por los NOx, que
también catalizan la destrucción del ozono.
El origen de los CFC se debe a su empleo:
• Como propelentes de aerosoles.
• En circuitos de refrigeración de frigoríficos y de aire acondicionado.
• En la fabricación de plásticos aislantes.
• En la limpieza de circuitos electrónicos.
• Son muy estables y no tóxicos.
Actualmente está prohibido fabricarlos y utilizarlos, pero los efectos
todavía persisten.
c) Otros compuestos que también dañan la capa de ozono.
Los NOx: NO2  NO3 También catalizan la destrucción del ozono.
Proceden de la desnitrificación del suelo y de la quema de
combustribles fósiles.
El bromuro de metilo (BM) también cataliza la destrucción de ozono. Se
utiliza como herbicida, insecticida y desinfectante de edificios.
Los halones empleados en tratamiento de incendios: el metilcloroformo,
el CCl4 y los HCFC. Este último se destruye en parte en la troposfera.


La calidad del aire

Se define mediante un conjunto de normas que
marcan una frontera entre aire limpio y aire
contaminado.

En España, la legislación fija los niveles máximos admisibles de emisiones de
industrias y vehículos y establece los criterios de calidad para: óxidos de
nitrógeno, CO, Pb, Cl2, HCl, H2S y PSS.


La calidad del aire Vigilancia de la calidad del aire

Consiste en evaluar la presencia de agentes contaminantes y su evolución en el
tiempo y espacio, para prevenir sus efectos.

 Métodos de análisis,
 Métodos de análisis,
por equipos automáticos.  Redes y estaciones de
 Redes y estaciones de
por equipos automáticos.
Son
Son específicos
específicos para
para vigilancia
vigilancia (manuales
(manuales yy
cada contaminante.
cada contaminante. automáticas)
automáticas)

 Empleo de
 Empleo de
sensores lídar.
sensores lídar.
Indicadores biológicos:
Indicadores biológicos:
presencia, ausencia o
presencia, ausencia o
alteraciones en seres vivos
alteraciones en seres vivos
muy sensibles a la
muy sensibles a la
contaminación, como los
contaminación, como los
líquenes. Se utilizan para
líquenes. Se utilizan para
detectar HF, SO2,,oxidantes
detectar HF, SO2 oxidantes
fotoquímicos, metales
fotoquímicos, metales
pesados, isótopos radiactivos.
pesados, isótopos radiactivos.


La calidad del aire Medidas de prevención y corrección

Medidas preventivas.
Para evitar la aparición del problema

 Planificar los usos del suelo: minimizar el impacto de las industrias
mediante una correcta ordenación del territorio.
 Evaluación de Impacto Ambiental: establecer medidas antes de
realizar un proyecto o no realizarlo si un estudio previo así lo
determina.
 Empleo de tecnologías limpias.
 I + D para desarrollar fuentes de
energía limpias.
 Mejorar la calidad de los
combustibles.
 Educación ambiental: conseguir
un uso racional de energía por
parte de los ciudadanos.
 Establecer leyes que regulen la
calidad del aire.


La calidad del aire Medidas de prevención y corrección

Medidas correctoras.
Para evitar la descarga masiva de
contaminantes a la atmósfera
• Retención de partículas por
gravedad o por campos
eléctricos. Se emplean filtros
secos o húmedos. El
inconveniente es que generan a
su vez otros residuos (sólidos o
líquidos).
• Depuración de gases mediante:
– Absorción por líquidos.
– Adsorción en sólidos.
– Combustión.
– Reducción catalítica.
• Chimeneas que faciliten la
dispersión, pero que llevan el
problema a otro lugar más
alejado.

CONTAMINACIÓN ACÚSTICA

Se define ruido como un sonido
excesivo o intempestivo que
puede producir efectos
fisiológicos y psicológicos no
deseados sobre una persona o
grupo.
Se considera ruido todo sonido
inarticulado, confuso, más o
menos fuerte y siempre
desagradable para el que lo
percibe.
También se puede definir como
toda sensación auditiva molesta
y el fenómeno acústico que la
produce.
El límite de contaminación sonora
admisible (en la UE) está en 65
dB. Hasta los 80 dB se
considera nocivo y de más de
85 dB es peligroso. El umbral
del dolor es los 120 dB.


Fuentes productoras de ruido (OMS):
 Industria: maquinaria (a mayor potencia, mayor ruido).
 Medios de transporte: automóviles, cuya incidencia
depende de la velocidad, la anchura de la calle, los
edificios… Varía mucho según la intensidad del tráfico. Las
mayores molestias se deben a motos, bocinas, sirenas. Los
aviones suponen un problema grave en las poblaciones
cercanas a los aeropuertos.
 Construcción de edificios:
maquinaria muy ruidosa que no
suele tener silenciador.
 Interior de edificios:
limpieza, electrodomésticos,
radio y TV, animales
domésticos, tuberías, cisternas.
 Ocio y tiempo libre:
cafeterías, discotecas, ferias.


Efectos de la contaminación acústica:

Dependen de:
• El tiempo de
exposición.
• La edad del
individuo.
• El estilo de vida.
• El tipo de trabajo.

a) Alteraciones fisiológicas (dependen de la intensidad y el tiempo de
exposición):
 Pérdida de audición gradual.
 Aumento de la frecuencia respiratoria (>90 dB).
 Taquicardia, aumento de la presión arterial y riesgo coronario.
 Reducción de la secreción salivar, náuseas, vómitos, pérdida de apetito,
úlceras.
 Aumento en la secreción de adrenalina.
 Pérdida del equilibrio, vértigos.


Efectos de la contaminación acústica:
b) Alteraciones psíquicas (dependen de
la intensidad, la fuente, la hora y el
estado de ánimo):
– Neurosis.
– Irritabilidad.
– Estrés.
c) Dificultades de comunicación oral:
mayor riesgo de accidentes y mayor
esfuerzo (por ejemplo: levantar la voz).
d) Alteraciones en el sueño (dependen
del tipo de ruido, la edad y el sexo).
e) Reducción del rendimiento laboral,
con disminución en la capacidad de:
– Memorización.
– Resolución de problemas.
– Vigilancia.
– Concentración.


Soluciones frente a la contaminación acústica.

1. Preventivas:
• Planificación del uso del suelo (evitar
localizar cierta actividad en una zona
inadecuada).
• Planificación urbana (aislando
geográficamente las actividades
ruidosas).
• Arquitectura urbana: ubicación y
distribución adecuada de las viviendas,
insonorización e instalación de pantallas
acústicas.
• Estudios de impacto ambiental.
• Tasas, multas, subvenciones.
• Silenciadores en las fuentes emisoras.
• Información y educación ambiental.
2. Correctoras:
• Reglamentos y leyes que regulen las
emisiones de ruidos.
• Actuar directamente sobre las fuentes
de emisión: limitar el nivel de la
actividad, reducir la potencia sonora,
aislamientos.


Actividad: Medidas para reducir la
intensidad del ruido de los automóviles:

 Desviar el tráfico pesado.
 Regular la circulación: calles peatonales, evitar atascos.
 Limitar la velocidad y las emisiones sonoras.
 Empleo de silenciadores en los tubos de escape.
 Rodamientos que reducen la fricción con el pavimento.
 Inspección acústica de vehículos, con sanciones.


Actividad 18 pág. 260: mapa de niveles
sonoros en una ciudad.

a) Zonas donde hay mayor
contaminación sonora y
sus causas.
La mayor contaminación
sonora está alrededor de las
calles principales.
Las causas son el tráfico y la
densidad de población.

b) ¿Qué son los mapas sonoros y para qué sirven?
Son representaciones de los niveles de intensidad sonora de un
lugar en cierto momento.
Sirven para conocer el grado de contaminación sonora y para
poder adoptar medidas para reducirla.


Actividad 18 pág. 260: mapa de niveles
sonoros en una ciudad.

c) Medidas de carácter familiar, local y nacional para
combatir el riudo.
Medidas a nivel familiar:
• Empleo de electrodomésticos menos ruidosos.
• Moderar el volumen de la radio y la TV.
• Insonorizar las paredes y las ventanas (doble cristal).
Medidas a nivel local:
• Arquitectura urbana adecuada.
• Normas y reglamentos, que incluyan multas y tasas para actividades ruidosas.
• Desviar el tráfico pesado y limitar el tráfico en zonas sensibles.
Medidas a nivel nacional:
• Legislación.
• Planificación de los usos del suelo (localización de actividades ruidosas)
• Educación ambiental.

CONTAMINACIÓN LUMÍNICA

Resplandor luminoso nocturno o brillo producido por
la difusión y reflexión de la luz en los gases,
aerosoles y partículas en suspensión en la
atmósfera, que altera las condiciones naturales de
las horas nocturnas y dificultan las observaciones
astronómicas de los objetos celestes.


1. Manifestaciones de la contaminación lumínica.
• Luz intrusa: cuando la luz artificial llega fuera del área
donde es necesaria. Por ejemplo, la luz de una farola que
entra en una vivienda.
• Difusión hacia el cielo: cuando la luz interacciona con las
partículas del aire y se desvía en todas las direcciones, sobre
todo hacia el cielo. Por eso el halo luminoso de las ciudades
se observa a gran distancia.
• Deslumbramiento cuando la luz llega directamente sobre
los ojos, dificultando la visibilidad y generando una situación
potencialmente peligrosa.


2. Fuentes.
Iluminación privada de exteriores; iluminación de edificios, fuentes,
jardines, calles, autovías, áreas de servicio; escaparates o edificios
acristalados que proyectan su luz al exterior.
3. Efectos.
• Económicos: sobreconsumo energético y gasto elevado.
• Ecológicos: afecta a fauna y flora nocturna y altera sus ciclos vitales
que dependen de la variación diaria de luz. Por ejemplo, pueden
alterar las migraciones o impedir la polinización de algunas plantas.
• Sanitarios: dificultades de visión, alteraciones en el sueño, fatiga.
• Científicos y culturales: impide la observación del cielo nocturno.


4. Soluciones.
• Mejora de la iluminación ambiental: intensidad moderada y
encendido sólo en ciertas horas para la luz ornamental.
• Utilización de lámparas de bajo consumo y orientadas hacia
el suelo.
• Ordenanzas y reglamentación.
• Campañas de información y educación ambiental.

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