Efectos de la contaminación atmosférica

Efectos de la contaminación atmosférica
Los cambios en la composición del aire pueden ocasionar efectos negativos.
Estos efectos pueden valorarse en función de:
Tiempo
o Efectos a corto plazo (daños en la salud humana)
o Efectos a largo plazo (cambio climático)
Radio de acción
o Efectos locales (nieblas fotoquímicas)
o Efectos regionales (lluvias ácidas)
o Efectos globales (cambio climático)
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Efectos a corto plazo
Nieblas fotoquímicas y smog
Smog = Smoke + Fog
Tiene un efecto local, es típico de zonas urbanas y puede ser de dos tipos:
1. Smog sulfuroso (húmedo o térmico)
2. Smog fotoquímico
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Efectos a corto plazo
Smog sulfuroso
El llamado smog industrial o gris fue muy típico en algunas ciudades grandes, como
Londres o Chicago, con mucha industria, en las que, hasta hace unos años, se
quemaban grandes cantidades de carbón y petróleo pesado con mucho azufre, en
instalaciones industriales y de calefacción.
En estas ciudades se formaba una mezcla
de dióxido de azufre, gotitas de ácido
sulfúrico formada a partir del anterior y una
gran variedad de partículas sólidas en
suspensión, que originaba una espesa
niebla cargada de contaminantes, con
efectos muy nocivos para la salud de las
personas y para la conservación de edificios
y materiales.
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Smog sulfuroso
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
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Efectos a corto plazo
Smog fotoquímico
Es el principal problema de contaminación en muchas ciudades.
Es una mezcla de contaminantes de origen primario (NOx e hidrocarburos volátiles)
con otros secundarios (ozono, peroxiacilo, radicales hidroxilo, etc.) que se forman
por reacciones producidas por la luz solar al incidir sobre los primeros.
Esta mezcla oscurece la atmósfera dejando un aire teñido de color marrón rojizo
cargado de componentes dañinos para los seres vivos y los materiales. Aunque
prácticamente en todas las ciudades del mundo hay problemas con este tipo de
contaminación, es especialmente importante en las de clima seco, cálido y soleado, y
tienen muchos vehículos.
El verano es la peor estación para este tipo de polución y, además, algunos
fenómenos climatológicas, como las inversiones térmicas, pueden agravar este
problema en determinadas épocas ya que dificultan la renovación del aire y la
eliminación de los contaminantes.
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Smog fotoquímico
En la situación habitual de la atmósfera la temperatura desciende con la
altitud lo que favorece que suba el aire más caliente (menos denso) y
arrastre a los contaminantes hacia arriba.
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En una situación de inversión térmica una capa de aire más cálido se
sitúa sobre el aire superficial más frío e impide la ascensión de este
último (más denso), por lo que la contaminación queda encerrada y va
aumentando.
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Las reacciones fotoquímicas que originan este fenómeno suceden
cuando la mezcla de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos volátiles
emitida por los automóviles y el oxígeno atmosférico reaccionan, gracias
a la luz solar, formando ozono.
NO2+luz  NO+O
; O+O2  O3
El ozono es una molécula muy reactiva que sigue reaccionando con otros
contaminantes presentes en el aire y acaba formando un conjunto de varias
decenas de sustancias distintas como nitratos de peroxiacilo (PAN), peróxido
de hidrógeno (H2O2), radicales hidroxilo (OH), formaldehido, etc.
RH + O2 + NO + UV  R´CHO + NO2 + O3 + PAN
Estas sustancias, en conjunto, pueden producir importantes daños en las
plantas, irritación ocular, problemas respiratorios, daños en materiales sintéticos
y cueros, etc.
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Efectos a corto plazo
Alteraciones de la visibilidad
•
Es
debido
a
una
alta
concentración de partículas o
gases que absorben y dispersan
la luz.
•
Depende de la concentración y
tamaño de las partículas.
•
Es un efecto local.
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Lluvia ácida
Es un efecto regional, que ocasiona la llamada contaminación transfronteriza.
El término “lluvia ácida” fue empleado por primera vez a mediados del siglo XVIII
en Manchester, una de las primeras zonas industrializadas de Inglaterra. La acidez
del agua de lluvia corroía los metales, desteñía la ropa puesta a tender, e incluso
hacía enfermar a las personas y dañaba gravemente a los vegetales.
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Lluvia ácida
Se considera lluvia ácida cualquier
precipitación que tenga un pH inferior a 5. En
Europa, las lluvias con fuerte acidez, con un
pH medio de 4,2, solo se dan en los países del
centro de la región.
El pH medio en los demás países de Europa
oscila entre 4,2 y 5,6. En España, Portugal,
Italia y Grecia, salvo en casos muy localizados,
no hay problemas de lluvia ácida porque suele
haber en el aire partículas de polvo, algunas
veces procedentes del Sáhara, que contienen
diversas sales de calcio.
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El agua de lluvia es ligeramente ácida por la reacción con el CO2
H2O + CO2  H2CO3
Pero si además reacciona con otros gases como óxidos de azufre y nitrógeno puede
dar lugar a ácidos más fuertes que pueden volver a la superficie de dos formas:
1. Deposición seca. En forma de gas o aerosoles cerca de las fuentes de emisión.
2. Deposición húmeda. Como ácido sulfúrico y ácido nítrico disueltos en las gotas de
agua de la lluvia y transportados a grandes distancias del foco emisor.
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óxidos de
azufre
Fuentes
naturales
Fuentes de los
óxidos de azufre
y nitrógeno
óxidos de
nitrógeno
óxidos de
azufre
Fuentes
antrópicas
óxidos de
nitrógeno
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1. Las erupciones
volcánicas
2. La descomposición de la
materia orgánica.
1. La acción bacteriana en el
suelo.
2. Las reacciones químicas en la
atmósfera superior
Quema de combustibles fósiles
Tráfico
Centrales térmicas
Combustión industrial
Amoniaco del estiércol
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La intensidad de la lluvia ácida depende de:
1. La velocidad de las reacciones químicas
2. La presencia de humedad en la atmósfera
3. Dinámica atmosférica (transporte de contaminantes a mayor o menor
distancia
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Lluvia ácida en el mundo
China, India y Japón son los países que más sufren las inclemencias
corrosivas de la lluvia ácida.
En China, en concreto, se trata del problema medioambiental más grave.
Recientemente, la Administración Estatal de Protección Medioambiental,
equivalente a un Ministerio de Medio Ambiente, reconocía que afecta a más
de la mitad de las ciudades del país; en algunas regiones incluso toda la
lluvia que cae es ácida.
El principal causante de esta situación
es el carbón, que nutre el 70% de las
necesidades energéticas de China.
Por su parte, Estados Unidos y Canadá
son otros de los dos grandes afectados
por esta forma de polución.
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En Europa este problema se origina en países muy industrializados (Reino
Unido, Alemania, …) pero la lluvia ácida se traslada hacia los países
escandinavos debido a la dinámica atmosférica. El viento puede provocar que
estos corrosivos elementos recorran miles de kilómetros antes de precipitarse en
forma de lluvia, rocío, granizo, nieve o niebla, e incluso en forma de gases y
partículas ácidas
En Suecia hay más de 18.000 lagos
acidificados y 15.000 de los cuales
ya están sin vida.
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Zonas de Europa afectados por la lluvia ácida
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Daños ocasionados por la lluvia ácida
Ecosistemas acuáticos
En ellos está muy demostrada la influencia
negativa de la acidificación.
Fue precisamente 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.
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Daños ocasionados por la lluvia ácida
Ecosistemas acuáticos
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.
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Ecosistemas terrestres
La lluvia ácida ocasiona el crecimiento retardado, el daño o la muerte de los
bosques. En la mayoría de los casos, los daños causados por la lluvia ácida en los
árboles ocurren debido a los efectos combinados de la lluvia ácida y esos factores
ambientales causantes de estrés (sequía, plagas…)
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Ecosistemas terrestres
Son muchos los lugares de la Tierra en los que la
lluvia ácida afecta a los árboles.
En Checoslovaquia y Polonia, millones de árboles han
desaparecido debido a las lluvias ácidas causadas por
contaminaciones locales de enorme intensidad.
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
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Daños en hojas y
árboles por la lluvia
ácida
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Materiales
Las construcciones, las estatuas y los monumentos de piedra sufren erosión
por efecto de la lluvia ácida.
Los materiales de construcción
como acero, pintura, plásticos,
cemento, mampostería, acero
galvanizado, piedra caliza, piedra
arenisca y mármol también están
expuestos a sufrir daños.
La frecuencia con la que es necesario aplicar nuevos recubrimientos
protectores a las estructuras (como la pintura de los coches) va en aumento,
con los consecuentes costos adicionales, los cuales se estiman en miles de
millones de dólares anuales.
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Las piedras arenisca y caliza frecuentes en
monumentos y esculturas, se corroen con más
rapidez en el aire cargado de azufre que en el aire
libre de azufre. Cuando los contaminantes
azufrados se depositan en una superficie de
piedra arenisca o caliza, reaccionan con el
carbonato de calcio del material y lo convierten
en sulfato de calcio (yeso), fácilmente soluble. La
desfiguración y disolución de famosas estatuas y
monumentos, como la Acrópolis de Atenas y
tesoros artísticos de Italia se ha acelerado
considerablemente en los últimos 30 años.
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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.
•
Estos gases 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.
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Efectos del dióxido de azufre en la salud
Concentración (ppm)
Efectos
1–6
Broncoconstricción.
3–5
Concentración mínima detectable por el olfato.
8 – 12
Irritación de la garganta.
20
Irritación en los ojos y tos.
50 – 100
Concentr. máxima para una exposición corta (30 min.)
400 – 500
Puede ser mortal, incluso en una exposición breve.
Efectos de los óxidos de nitrógeno en la salud
Concentración ppm (mg/l)
1–3
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Efecto
Concentración mínima que se detecta por el olfato.
3
Irritación de nariz, garganta y ojos
25
Congestión y enfermedades pulmonares
100 – 1000
Puede ser mortal, incluso tras una exposición breve.
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Deposiciones secas
Las deposiciones secas pueden ser tan destructivas o mas que las
deposiciones húmedas, especialmente sobre los suelos, porque
pueden reaccionar con agua y posteriormente filtrase al subsuelo
(acidificación de aguas subterraneas o incorporarse a las plantas por
las raíces, y posteriormente pasar a las cadenas tróficas, además de
hidrolizar iones metálicos tóxicos del suelo cuyos efectos pueden ser
muy graves.
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Soluciones frente a la lluvia ácida
Con respecto a las medidas a tomar para evitar la acidificación de las
aguas, la solución a largo plazo es la reducción de las emisiones:
1.
2.
3.
4.
Utilización de combustibles con bajos contenidos en azufre
Filtros en las centrales térmicas
Uso de energías alternativas
Transportes más ecológicos
Con respecto las medidas a corto plazo tenemos la neutralización de
lagos y demás corrientes de aguas, mediante el agregado de una base,
lo que provoca un aumento de pH.
La acción anterior causa la precipitación de aluminio y otros metales que
luego sedimentan en el fondo y además está relacionado con la
disminución en los niveles de mercurio en los peces.
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Efectos de la contaminación atmosférica sobre los materiales
Contaminación
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Corrosión
Lluvia ácida
Metales
Piedras
Pinturas
Ozono
troposférico
Pinturas
H2S
Gomas y cauchos
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Efectos de la contaminación atmosférica sobre los seres vivos
Efectos en la salud humana
Depende de:
1.
2.
3.
4.
5.
La sustancia
Sensibilidad de la personas
Órgano afectado,
Concentración del contaminante
Tiempo de exposición.
Debido a todo esto no es fácil establecer relaciones de causa-efecto
sobre contaminantes y salud humana
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Efectos en otros organismos
Sobre las plantas, los efectos empiezan en las hojas (el aire entra en
la planta por los estomas de las hojas).
Sobre los animales, los efectos y las variables serían parecidos al
caso de los seres humanos.
Algunos vegetales como los líquenes se utilizan como bioindicadores,
ya que solo son capaces de vivir en ambientes con nula o muy poca
contaminación atmosférica.
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