Clase 10 Contaminación Atmosférica Prof. Ricardo Muñoz Preguntas claves 1. ¿Qué son los contaminantes atmosféricos? • tipos de contaminantes • mediciones, mediciones normas 2 ¿Cómo 2. Có iinfluye fl lla meteorología t l í en lla contaminación del aire? • transporte/dispersión • caso de Santiago Fuente: www www.conama.cl conama cl Tipos de problemas de Contaminación atmosférica Contaminación recintos cerrados Contaminación en calles Emisiones tóxicas accidentales Escalas de tiempo y espacio C t i Contaminación ió urbana b – tipo ti L Londres d (SO2) Contaminación urbana – smog fotoquímico (O3) Grandes fuentes puntuales: fundiciones de Cobre Lluvia ácida Disminución ozono estratosférico Calentamiento global, cambio climático Sistema de Contaminación Atmosférica Emisores Fuentes naturales y Antropogénicas Fuentes puntuales, extendidas, móviles Tasas de emisión Técnicas de control Atmósfera Procesos de transporte y dispersión Transformaciones físicas y químicas de contaminantes Interacción con radiación solar Deposición húmeda y seca Receptores Efectos de concentraciones observadas Salud humana, efectos sobre vegetación, materiales Control Normas de calidad del aire Normas de emisión Gestión de episodios Planes de descontaminación Contaminantes atmosféricos: Cualquier sustancia presente en el aire en concentraciones por sobre su nivel normal tal que produce efectos medibles en personas, animales, vegetación p g o materiales (Seinfeld, 1986) Algunas categorías de contaminantes: { Gases: { Primarios: emitidos directamente a la atmósfera { Según contenidos químicos: compuestos con carbono, con azufre, etc. Por ejemplo, CO, SO2, Ozono (O3) … Partículas: Aerosoles líquidos o sólidos Secundarios: formados en la atmósfera en transformaciones físico-químicas q Categorías de fuentes: • naturales/antropogénicas • puntuales/extendidas/lineales t l / t did /li l R.Schmitz C t i Contaminantes t primarios i i y su impacto i t Tiempo de Residencia Fuente Antropogénica Efectos Partículas Combustión gasolina, petróleo, polvo fugitivo, polvo de calles 5-10 días Aumento enfermedades respiratorias, reducción de visibilidad CO Combustión incompleta 2 meses Problemas cardiovasculares y neuronales SO2 Combustión de carbón y otros combustibles con azufre, fundiciones de minerales i l Horas-días Enfermedades respiratorias, lluvia ácida NOx Vehículos, combustión 1 día Enfermedades respiratorias, precursor de ozono y lluvia ácida Plomo Gasolina c/plomo, pinturas 5 10 días 5-10 Hidrocarburos aromáticos Escape vehículos, solventes Horas – días Precursores ozono CO2 Combustibles fósiles, quema de biomasa 3 4 años 3-4 ñ C l t i t global Calentamiento l b l CH4 Animales, arrozales, gas natural 8-10 años Calentamiento global CFCs Aire acondicionado, Ai di i d refrigeradores, sprays, espumas 50-100 años Problemas al riñón y cerebro Disminución capa de ozono, calentamiento global (Molina & Mo olina 200 02) Contaminante Material Particulado E Escala l d de llongitudes i d 0.0001 0.001 0.01 Moléculas de Gases Ondas Electromagnéticas Velocidad de sedimentación (cm/s) 0.1 Núcleos de combustión Rayos x Ultravioleta 1 Partículas modo de acumulación micrómetros ( μm) 10 10 0 Partículas eólicas Infrarrojo cercano Visible Radiación solar 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 PM10: Material particulado tamaño menor a 10 μm Polen Formación de Ozono troposférico: NO2 + hν → NO + O (1) O + O2 + M → O3 + M (2) O3 + NO → NO2 + O2 (3) Esta secuencia no genera O3 neto. En presencia de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) se tiene la reacción RO O2 + NO → NO2 + RO O (4) donde R es un compuesto radical proveniente de la oxidación de HC HC. La reacción (4) compite con (3) y lleva al sistema a una formación neta de O3. Normas de Calidad PM10 150 μg/m3 promedio diario (percentil 98) 50 μg/m3 promedio anual O3 120 μg/m3 PM8H (percentil 99) Superación de Normas Æ Zona Saturada Æ Plan de Descontaminación Indices y Gestión de Episodios Indice ICAP PM10 Medida 0-100 0-150 101-200 101 200 151-195 151 195 201-300 196-240 Alerta 301-400 241-285 Preemergencia 401-500 286-330 g Preemergencia >500 >330 Emergencia R dd Red de monitoreo i d de calidad lid d del aire MACAM N M: LAS CONDES F: LA PAZ B: SEMINARIO O: PUDAHUEL P: CERRILLOS N: PARQUE O`HIGGINS L: LA FLORIDA Q: EL BOSQUE Concentraciones C t i de d PM10 en ciudades i d d de las Américas PM10 1999 (μg m3) 90 80 S ti Santiago Ciudad de México 70 60 Córdoba 50 40 30 20 10 Rio Quito Habana Sao Paulo Los Angeles Bogotá Chicago NuevaYork V Vancouver 5 10 15 20 P bl ió 2000 ((en millones) Población ill ) 25 Ciclos Diarios de Emision (normalizados) CO PM10 1 E/E max E 0.75 0.5 0.25 0 0 6 12 Hora (UTC) 18 24 Factores meteorológicos de la Contaminación del Aire • Transporte • Dispersión Graedel & Crutzen, 1992 Capa p límite atmosférica-estructura-ciclo diario z 1000m Capa p Residual Capa Límite Diurna Capa p Límite Nocturna Salida del Sol Puesta del Sol t Calentamientos en la superficie del fluido producen movimiento (convección): Impactos de fenómenos de la escala sinóptica en la estabilidad atmosférica Impactos de fenómenos de la escla sinóptica en la estabilidad atmosférica CADM (MM5+CTM) Simulación de Ozono