módulo: contaminación atmosférica

MASTER PROFESIONAL EN INGENIERIA Y GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL
2007
MÓDULO: CONTAMINACIÓN
ATMOSFÉRICA
CONTAMINANTES:
CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
JOSÉ ACOSTA LLINARES
JULIO 2007
©: Quedan reservados todos los derechos. (Ley de Propiedad Intelectual del 17 de noviembre de 1987
y Reales Decretos).
Documentación elaborada por la EOI.
SUMARIO
1. INTRODUCCIÓN .........................................................................................5
2. PARTÍCULAS .............................................................................................17
3. COMPUESTOS AZUFRADOS ...................................................................23
4. COMPUESTOS INORGÁNICOS DE CARBONO.......................................29
5. COMPUESTOS NITROGENADOS ............................................................37
6. HIDROCARBUROS....................................................................................43
7. COMPUESTOS ORGANOHALOGENADOS SIMPLES .............................49
8. DIOXINAS Y FURANOS ............................................................................57
9. METALES PESADOS ................................................................................65
10. OTROS CONTAMINANTES.....................................................................69
11. CONTAMINANTES SECUNDARIOS .......................................................71
12. GLOSARIO...............................................................................................77
13. BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................91
14. PÁGINAS WEB ........................................................................................93
3
4
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
1
INTRODUCCIÓN
La degradación del medio ambiente constituye, sin duda alguna, uno de los
problemas más importantes que el hombre tiene planteados en esta segunda
mitad del siglo. La explotación intensiva de los recursos naturales, el desarrollo tecnológico, la industrialización y el lógico proceso de urbanización de
grandes áreas territoriales son fenómenos que, incontrolados, han llegado a
amenazar en determinadas regiones la capacidad asimiladora y regeneradora
de la Naturaleza, y que de no ser adecuadamente planificados, pueden abocar a una perturbación irreversible del equilibrio ecológico general, cuyas
consecuencias no son fácilmente previsibles.
El aire es un bien común limitado y un elemento indispensable para la vida,
por tanto, su utilización debe estar sujeta a unas normas que eviten el deterioro de su calidad por abuso o uso indebido del mismo, de tal modo que se preserve su pureza dentro de unos límites que no perturben el normal desarrollo
del hombre y otros seres vivos ni atenten contra el patrimonio natural y artístico de la Humanidad, que esta generación tiene el deber de proteger para legar un mundo habitable a las generaciones futuras.
1.1. LA ATMÓSFERA
La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la tierra. La necesidad de la
atmósfera se debe a múltiples razones, desde ser el medio gaseoso que proporciona a los seres vivos sustancias imprescindibles para su desarrollo y
evolución en la superficie de la Tierra, hasta el hecho de que constituye una
pantalla protectora ante las radiaciones ultravioleta que proceden del Sol. Los
componentes de la misma esenciales para estas funciones son el oxígeno y
el ozono, los cuales, en su función de protección, actúan absorbiendo parte
de la radiación ultravioleta que llega.
El conocimiento exhaustivo de la atmósfera es de gran importancia cuando se
aborda el estudio de su contaminación, puesto que su composición química
implica la modificación de los contaminantes que son introducidos y su dinámica tiene como resultado el desplazamiento físico de los contaminantes,
dando lugar los procesos de dispersión y transporte de éstos en su seno.
Los 200 Km., aproximadamente, de grosor de atmósfera que posee la Tierra
no son totalmente homogéneos, sino que los componentes de la misma se
disponen en diferentes capas, las cuales se han tratado de clasificar de muy
5
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
diversas formas atendiendo a criterios diferentes como: variaciones de la
temperatura con la altura, composición química, propiedades magnéticas o
eléctricas, etc.
La clasificación más adecuada al estudio de la contaminación es la basada en
las variaciones de temperatura con la altura, según la cual tenemos:
ƒ
Troposfera: 12 Km. de espesor1
ƒ
Estratosfera: 10 a 45 Km. por término medio
ƒ
Mesosfera: 40 a 90 Km.
ƒ
Termosfera.
Por ser las dos primeras capas aquellas en las que se producen las emisiones de contaminantes y sus efectos se describirán alguna de sus características.
TROPOSFERA
Comenzando desde la superficie terrestre es la primera capa de la atmósfera
que nos encontramos. Presenta tres características esenciales que la distinguen de las demás capas de la atmósfera:
ƒ
Es una capa sometida a perturbaciones.
ƒ
Su composición química es relativamente homogénea (debida a la agitación). Esta agitación permite una composición muy igualada en todo el espesor de la capa.
ƒ
La temperatura desciende regularmente con la altitud, siguiendo un gradiente
de 0.6º C cada 100 m, por término medio, hasta alcanzar los –55º C.
En la tabla 1 puede verse un análisis químico del aire atmosférico seco en la
troposfera, en un punto localizado sobre el océano y alejado de las masas de
terreno2. A esta composición es necesario añadir del orden del l% al 3% en
volumen de agua (en estado de vapor, aunque se puede encontrar en estado
1
Estos valores de espesor dados para las diferentes capas de la atmósfera son siempre valores medios.
El espesor de una determinada capa suele presentar los valores más divergentes cuando se comparan los
correspondientes a los polos y el ecuador.
2
Aunque la composición quimica de la atmósfera varía de un lugar a otro, a lo largo del tiempo y con la
altura, en esta capa es donde más homogeneidad se ha observado.
6
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
líquido o sólido) y presencia de otros componentes, en general, minoritarios
como otros óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre, formaldehído, yodo, cloruro de sodio, amoniaco, monóxido de carbono, ozono, polvo, etc.
TABLA 1 COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL AIRE SECO
CONTENIDO VOLUMÉTRICO
EN EL AIRE (%)
CONCENTRACIÓN
(ppmv)*
Nitrógeno (N2)
78,084
780,084
Oxígeno (02)
20,946
209,460
Argón (Ar)
0,934
9,334
Bióxido de carbono (CO2)
0,0350
350
MOLÉCULA
Neón (Ne)
20
Helio (He)
5,2
Metano (CH4)
1,2
Criptón (Kr)
1
Hidrógeno (H2)
0,5
Xenón (Xe)
0,08
Dióxido de Nitrógeno (N02)
0,03
Ozono (03)
0,005-0,02
* ppmv = partes por millón en volumen
ESTRATOSFERA
Es la capa que sigue a la troposfera, extendiéndose desde los 10 Km. de altura media hasta los 45 Km. Está caracterizada por corrientes horizontales y
temperatura constante en sentido vertical en el transcurso de una misma estación climática. No obstante, en la zona superior de esta capa se da un gradiente positivo de temperatura de modo que ésta aumenta con la altura hasta
alcanzar los 0º C en la zona inferior de la mesosfera.
Hacia los 25 Km. de altura se localiza una zona con una concentración de
ozono muy superior al resto de la atmósfera (4 ppmv). Se ha calculado que
prácticamente la totalidad del ozono atmosférico de origen natural se encuentra concentrado aquí.
7
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
1.2. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Todos tenemos una idea más o menos clara de lo que significan las palabras
contaminación atmosférica. Los habitantes de las grandes ciudades quizás
entiendan mejor el término, pues en ciertos días la contaminación se ve, huele, y casi hasta se palpa.
Según la Ley 38/1972, de 22 de diciembre, de Protección del Ambiente Atmosférico, actualmente en vigor:
Artículo 1º.1: Se entiende por contaminación atmosférica, a los efectos de la
citada ley, la presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier
naturaleza.
Cuando algunas sustancias, compuestos o formas de energía se encuentran
en el aire en concentraciones o niveles tales que pueden causar daños o molestias a personas, animales, vegetación o materiales se denomina contaminación atmosférica. Esta idea de contaminación enriquece el concepto, ya
superado de entender que un contaminante es cualquier sustancia o forma de
energía que se encuentra en la atmósfera en cuantía superior a lo normal. Es
necesario ligar esto a los efectos del mismo.
De estos conceptos se desprende que lo que hoy en día no tiene la consideración de contaminante puede ser calificado como tal a la luz de resultados
de estudios científicos, epidemiológicos o de otro tipo actuales y futuros.
En el estudio de la contaminación atmosférica es importante, por lo tanto, tener en cuenta que existe un determinado grupo de sustancias que forman
parte de la atmósfera de forma natural, las cuales juegan un importante papel
en muchos aspectos de la dinámica atmosférica. Las mayoritarias de entre
este grupo de sustancias se encuentran implicadas en los denominados ciclos biogeoquímicos. Estos ciclos nos muestran los movimientos de estas
sustancias en el seno de los ecosistemas, reflejando las rutas que siguen
desde el medio (sea éste aire, agua o suelo) a los organismos y de los organismos al medio. Muchas de estas sustancias y elementos que son componentes habituales de la atmósfera son los que, en concentraciones superiores
a las que se reflejan en la tabla 1, consideraremos contaminantes cuando
esto pueda suponer daños o riesgos para los seres vivos y bienes. Por lo tanto, la presencia de muchas sustancias en la atmósfera que se pueden considerar contaminantes tienen su origen en fuentes naturales y su evolución está
gobernadas por los ciclos biogeoquímicos.
8
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
De los anteriores conceptos se desprende que la contaminación atmosférica y
sus efectos nocivos no son un hecho reciente, pues aparte de la debida a fenómenos naturales (fuentes naturales), se tienen datos antiguos sobre la generada por el hombre (fuentes antropogénicas). En el año 1272 el Rey
Eduardo I de Inglaterra trató de reducir los efectos del humo en Londres
prohibiendo el uso de un tipo de carbón bituminoso, generador de gran cantidad de humos. En esta época y siglos posteriores, también en Inglaterra, se
establecieron cánones a actividades generadoras de humos. Napoleón en
1.810, decretó la necesidad de autorización administrativas de las industrias
generadoras de malos olores. Posteriormente, el desarrollo industrial, urbano
y de los transportes hasta nuestros días, así como los episodios de contaminación urbana o industrial grave (Londres, 1952; Nueva York, 1953/1963; Los
Angeles, varios años; Valle de Mosa -Belgica- 1.930; Donora (USA) 1.949, ..)
y accidentes industriales (Poza Rica (Méjico) 1.950; Seveso (Italia), 1.976;
Bhopal (India) 1.984;...) han aumentado la preocupación y atención mundial
por la contaminación atmosférica. En los últimos tiempos esta preocupación
se ha centrado más que en episodios de contaminación puntuales, en problemas globales cuyas consecuencias en la actualidad, en gran medida, están en fase de estudio como son el calentamiento de la baja atmósfera y la
alteración de la capa de ozono estratosférico.
La contaminación atmosférica parece acompañar al hombre y sus actividades, proviniendo la mayor parte de ella de la combustión, la cual es esencial
para la vida humana, tal y como la conocemos, y para el nivel de desarrollo
de nuestra sociedad, ya que permite la obtención de energía mecánica, luz y
calor. Una estimación que proviene de Estados Unidos sitúa en alrededor de
133 millones de toneladas la cantidad de contaminantes de todos los orígenes (exceptuando el dióxido de carbono) emitidos en un año sobre el territorio
federal. Alrededor de dos tercios (es decir 90 millones de toneladas) proceden
de todos los medios de transporte, que se basan en procesos de combustión.
La presencia de los contaminantes en el aire puede ser debida a una liberación singular intensa que desaparece con el tiempo por las corrientes de aire,
por reacción química, por precipitación al suelo o por absorción del mar o del
suelo, en definitiva, por la acción de los ciclos biogeoquímicos de los elementos que ya hemos visto. Tal puede ser el caso de un incendio, una erupción
volcánica, tormentas de polvo, descomposición accidental de materia orgánica, percance industrial, etc., todo lo cual posee el carácter de accidental, pero
que no origina una variación apreciable de la contaminación general de la
atmósfera, salvo casos singularísimos (se especula sobre la desaparición de
los dinosaurios a causa de la contaminación debida al impacto de un meteorito con la Tierra).
9
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
Otro caso diferente lo constituye la generación continua de contaminantes,
que pueden originar un efecto local apreciable, como es el caso de concentraciones industriales, ciudades, etc., pero que aisladamente no puede generar una contaminación general apreciable. Por otro lado, la atmósfera, el mar
o el suelo, tienen una cierta capacidad de eliminar los contaminantes (regida,
en general, por los ciclos biogeoquímicos).
Finalmente, se puede dar la circunstancia de acumulación por emisiones continuas o discontinuas en periodos prolongados de tiempo. Esta situación puede dar lugar a contaminaciones apreciables a gran escala, tal es el caso del
efecto invernadero o el agujero de ozono. En este caso, aunque localmente
no se detecte contaminación apreciable (aunque esto puede ocurrir), se excede la capacidad global de eliminación, detectándose en consecuencia un
aumento paulatino del contaminante.
El efecto de la meteorología resulta importante y en algunos casos decisivo,
pues tanto el viento como la lluvia, la radiación solar o la presencia de vapor
de agua pueden afectar directamente la generación, dispersión y eliminación
de los contaminantes. Así, con una emisión estacionaria, en una ciudad por
ejemplo, en un día lluvioso y ventoso se puede disfrutar de una atmósfera
limpia, mientras que tras una temporada de calma anticiclónica y con inversión térmica, la acumulación local puede resultar en una atmósfera altamente
contaminada.
1.3. EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN
Los efectos nocivos de la contaminación pueden ejercerse directamente
(afección por respiración, por ingestión de alimentos contaminados, corrosión
de la piedra de monumentos, etc.), o puede originar efectos nocivos de forma
indirecta, alterando alguna de las características físicas o químicas de la atmósfera (aumento de rayos ultravioleta por falta de ozono en la estratosfera
debido a la presencia de CFC’s, cambio climático por efecto invernadero debido al incremento en la concentración de CO2, etc.).
Los efectos de la contaminación pueden tener como consecuencia:
ƒ
Alteración en la salud y confort humano
ƒ
Daños en la vegetación
ƒ
Alteración en la salud animal
ƒ
Desequilibrios en los ecosistemas
10
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
Daños en los materiales
ƒ
Reducción de la visibilidad
ƒ
Cambio climático
Por otra parte, todos estos efectos dependerán de:
ƒ
Tipo de contaminante
ƒ
Concentración del contaminante y evolución de ésta
ƒ
Periodo de exposición
ƒ
Sensibilidad de los receptores
ƒ
Sinergias y antagonismos
Esta amplitud de factores de los que depende la degradación ambiental nos
puede dar una idea de la complejidad en la definición de los diferentes efectos producidos por la contaminación ambiental. En general el estudio para la
definición de los efectos provocados por la contaminación atmosférica se encuentran con una serie de dificultades;
ƒ
Los datos epidemiológicos presentan una alta dificultad de interpretación
por la variabilidad de situaciones de exposición (Tipo, tiempo, sinergias,
receptor,..).
ƒ
Los ensayos en condiciones controladas son costosos y complejos.
ƒ
En muchas ocasiones los datos de estudio provienen de episodios de contaminación accidental o ensayos a altas concentraciones de contaminante (efectos agudos), no contando con información de los efectos crónicos.
ƒ
Por último, las vías de entrada de los contaminantes en el organismo receptor son diversas, siendo muy difícil la diferenciación entre el efecto de
la dosis de un contaminante inhalado y la dosis recibida por otras vias
(alimento, agua, contacto dérmico,..).
Los efectos generales de la contaminación atmosférica sobre el hombre, animales y plantas pueden ser somáticos (alteración de la salud, bioacumulación/biomagnificación) y genéticos (malformaciones, reducción o inhibición
fertilidad). No obstante, mayoritariamente, los efectos de los contaminantes
atmosféricos en el hombre se manifiestan en problemas en el sistema cardiorrespiratorio y en el caso de animales y plantas, en alteraciones que pueden
tener como consecuencia la reducción de la productividad agrícola y ganade-
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CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ra. Por otra parte, los efectos sobre los materiales van desde el ataque químico (corrosión metálica, mal de la piedra,..) hasta la alteración estética por deposición de partículas.
1.4. CONTAMINANTES
Según su naturaleza podemos clasificar los contaminantes atmosféricos como:
ƒ
Físicos: Formas de energía. Por ejemplo: radiactividad, calor, ruido, etc.
ƒ
Biológicos: Entidades biológicas. Por ejemplo:microorganismos, pólenes,
etc.
ƒ
Químicos: Sustancias o elementos químicos en forma:
¾ Particulada: Sólidos, líquidos o mixtos
¾ Gaseosa: Gases permanentes a presión y temperatura atmosférica.
¾ Vapor: Fase gaseosa de una sustancia que puede estar simultáneamente en forma de gas y líquido (punto de ebullición < 200º C).
En el presente módulo se tratarán los contaminantes químicos. Estos pueden
tener diferente origen:
ƒ
Natural:
¾ Actividad biológica
¾ Volcanes
¾ Incendios
¾ Procesos meteorológicos (por ejemplo: rayos)
ƒ
Antropogénico:
¾ Producción de energía
¾ Procesos industriales
¾ Tratamiento de residuos
¾ Actividad agrícola y ganadera.
Los contaminantes químicos se pueden dividir, en función del punto de generación, en:
12
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
Contaminantes primarios: Son aquellos que son liberados directamente
por el foco emisor. Los más representativos son:
¾ Partículas
¾ Contaminantes azufrados (principalmente SO2 )
¾ Compuestos inorgánicos de carbono
¾ Contaminantes nitrogenados (principalmente NO y NO2 )
¾ Hidrocarburos
¾ Compuestos organohalogenados simples
¾ Dioxinas y furanos
¾ Metales
¾ Compuestos halogenados inorgánicos
ƒ
Contaminantes secundarios: Son aquellos que se forman por la interacción química entre contaminantes primarios o éstos y compuestos habituales de la atmósfera, en procesos que puede intervenir la radiación solar.
Los más importantes son:
¾ Contaminantes ácidos (ácido sulfúrico y ácido nítrico)
¾ Ozono troposférico (O3 )
¾ Peroxiacetilnitrato (PAN) y otros contaminantes fotoquímicos.
Por otra parte, la vida media estimada de los contaminantes puede darnos
una idea de lo reactivo o inerte de los mismos. En el caso de contaminantes
gaseosos, cuanto mayor sea su vida media mayor será el tiempo de permanencia en la atmósfera, más lejos podrán ser transportados y a más tiempo
de exposición estarán sometidos los organismos y elementos afectados.
1.5. UNIDADES
Las unidades más utilizadas en los países europeos para medir contaminantes gaseosos y partículas, son el microgramo o el miligramo por metro cúbico, que indican la masa de contaminante por unidad de volumen. En el caso
de los contaminantes gaseosos también se emplean las unidades ppb (partes
por billón o milmillonésimas, normalmente referidas a metro cúbico) y ppm
(parte por millón o millonésimas, normalmente referidas a metro cúbico) que
indican el volumen de contaminante por unidad de volumen.
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CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
La relación entre unas unidades y otras en condiciones de presión y temperatura de 0º C y 760 torr (condiciones reflejadas en la legislación sobre contaminación atmosférica) es la siguiente:
mg/m3 de contaminante =
ppm de contaminante x peso molecular del contaminante sustancia/22.4
en donde 22,4 es el volumen molar del contaminante en litros en las condiciones referidas.
RESUMEN: INTRODUCCIÓN
Capas de la atmósfera de interés
ƒ Troposfera: Desarrollo de la vida y procesos de contaminación
ƒ Estratosfera: Capa de ozono
Contaminación
ƒ Definición: Según la Ley 38/1972, de 22 de diciembre, de Protección del
Ambiente Atmosférico, actualmente en vigor:.Artículo 1º.1: Se entiende
por contaminación atmosférica, a los efectos de la citada ley, la presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza.
ƒ Combustión: Principal proceso contaminante
Efectos de la contaminación
ƒ Directos o indirectos sobre:
¾ Hombre
¾ Vegetación
¾ Fauna
¾ Materiales
ƒ Grandes repercusiones sanitarias y económicas
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CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
Tipos de contaminantes
ƒ Contaminantes primarios: Son aquellos que son liberados directamente
por el foco emisor.
ƒ Contaminantes secundarios: Son aquellos que se forman por la interacción química entre contaminantes primarios o éstos y compuestos habituales de la atmósfera.
Unidades empleadas
ƒ ppm: partes por millón
ƒ ppb: partes por billón (americano)
ƒ Mg/m3:miligramo por metro cúbico.
ƒ µg/m3: microgramo por metro cúbico
15
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
16
2
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
PARTÍCULAS
La presencia de material partículado en la atmósfera se debe a una gran cantidad de procesos naturales o actividades antropogénicas. Estas se consideran como uno de los contaminantes principales de la atmósfera, estando muy
reguladas legalmente tanto su emisiones como inmisiones. La gran mayoría
de las medidas correctoras respecto a la emisión de contaminantes a la atmósfera tanto en actividades industriales como a producción de energía van
encaminadas a la minimización o eliminación de este tipo de contaminación.
2.1 CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES
Las podemos denominar como una pequeña parte de materia sólida, líquida o
mixta. Se forman por procesos de:
ƒ
Rotura
ƒ
Coagulación
ƒ
Condensación
Las características fundamentales que van a condicionar sus efectos son:
ƒ
Forma: Puede ser muy variable:
¾ Esférica: líquidos
¾ Fibrilar: por ejemplo. Amianto
¾ Astillada: Polvo de cemento.
ƒ
Composición:
¾ Orgánica: por ejemplo: Hollín, hidrocarburos de quemador de gasoil
mal regulado,..
¾ Inorgánica: por ejemplo: Polvo del viento (silicatos, carbonatos, óxidos, principalmente), cenizas sin resto alguno que no haya sido quemado, aerosoles de ácido sulfúrico,..
¾ Mixta: por ejemplo: Partículas derivadas de la contaminación urbana.
Estas pueden contener:
• Material carbonáceo, mayoritariamente grafito.
• Oxidos (silicio, aluminio y hierro, principalmente)
• Otros compuestos minoritarios como, ozono, H2O2, compuestos orgánicos parcial o totalmente oxidados.
17
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
Tamaño:
Las partículas que actúan como contaminante atmosférico suelen presentar un tamaño comprendido entre 10-1 y 103 µm, si bien por encima de las
100 µm la velocidad de sedimentación se hace ya elevada, alcanzando
un tiempo de residencia en la atmósfera muy bajo:
¾ Las partículas comprendidas entre 10-1 y 10 µm tienden a formar suspensiones mecánicamente estables, por lo que se conocen como
“materia en suspensión”, y son las que, de modo general y especialmente las más pequeñas, constituyen los aerosoles (dispersiones de
sustancias sólidas o líquidas en el aire). Los aerosoles en cuya composición predominan las sustancias líquidas se conocen específicamente como nieblas: fina (<1 µm de diámetro) o gruesa (1 - 10 µm de
diámetro).
Las partículas de menos de 10-1 µm experimentan un movimiento
browniano, el cual se debe al desequilibrio de presión en una partícula pequeña por colisiones de moléculas del fluido en el que está inmersa y una difusión molecular apreciable, lo que da lugar a una velocidad de sedimentación muy baja. Cuando las condiciones son favorables, los movimientos al azar que se producen implican choques
entre ellas, los cuales pueden generar agregados en un proceso que
se denomina coagulación.
¾ Las partículas de tamaño superior a 10 µm, permanecen en el aire
suspendidas mucho menos tiempo, por lo que se han catalogado como “partículas sedimentables”. Por esta razón, los efectos de estas
partículas se dejan sentir con mucha mayor incidencia en las proximidades del punto donde se producen.
En la tabla 1 se recogen las velocidades de sedimentación de las partículas en función de sus distintos diámetros aerodinámicos.
TABLA 1. VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN DE PARTÍCULAS
DIÁMETRO AERODINÁMICO (µm) VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN (cm/s)
0,1
4,0 · 10-5
1
4,0 · 10-3
10
0,3
100
30
Su origen condicionará características fundamentales respecto a sus efectos
ambientales como son la forma, composición y tamaño.
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CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
2.2 FUENTES
Se estima que la presencia de partículas en el medio ambiente atmosférico es
de origen natural en un 80/90% y antropogénico en un 10/20%, siendo los
siguientes procesos y actividades los responsables.
ƒ
Naturales:
¾ Polvo del viento
¾ Aerosol marino
¾ Volcanes
¾ Incendios...
ƒ
Antropogénicas:
¾ Industria: principalmente siderurgia y fabricación de cemento.
¾ Producción de energía (móvil y fija)
¾ Aerosoles como contaminantes secundarios.
2.3 EVOLUCIÓN Y DESTINO
Las partículas permanecerán en la atmósfera durante periodos más o menos
prolongados en función de características internas (forma, tamaño, peso,..) y
externas (condiciones meteorológicas). Su destino posterior será la deposición en el suelo en las proximidades del foco o a largas distancias. Esta deposición puede ser seca o húmeda.
ƒ
La deposición seca, mediante procesos de :
¾ Sedimentación: por gravedad
¾ Impactación sobre objetos y caída
¾ Difusión.
ƒ
La deposición húmeda (más eficaz) por:
¾ Incorporación a las nubes y posterior caída.
¾ Arrastre por lluvia
19
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
2.4 EFECTOS
En lo que se refiere a los efectos que pueden producir, hay algunas de sus
características físicas muy determinantes. Uno de los primeros factores a
considerar es su TAMAÑO, pues del mismo dependerá su facilidad de penetración en las vías respiratorias. Otro factor es la FORMA, la cual es muy
constante en el caso de las sustancias líquidas y bastante más variable en el
caso de las sólidas. La COMPOSICION QUIMICA es también muy crítica para los efectos que va a producir cierto aerosol, pero es un parámetro mucho
más variable y depende en gran medida de su origen. La composición química de las partículas puede darles carácter de inerte, toxicidad propia o, incluso, a veces los componentes de las partículas pueden actuar de catalizadores
en la transformación de unos contaminantes a otros (por ejemplo: paso de
S02 a H2SO4).
ƒ
Efectos sobre el hombre.
Las partículas que forman los aerosoles penetran en el cuerpo humano a
través de las vías respiratorias, dependiendo los efectos que ejerzan de
su tamaño y composición química.
Las partículas superiores a 5 µm de diámetro quedan retenidas en la cavidad nasal (pelo y mucosas) o en la mucosa de la tráquea. Las comprendidas entre 0.5 y 5 µm de diámetro pueden penetrar hasta las vías inferiores, depositándose en los bronquios y bronquiolos. De este punto
son eliminadas a las pocas horas mediante expectoración tras la acción
del epitelio vibrátil cuyos cilios ayudan a este proceso o envían a estas
partículas a la laringe y de ahí pueden acabar en el estómago. Las partículas de diámetro inferior a 0.5 µm son las que representan un riesgo
mayor, puesto que se depositan en los alvéolos pulmonares de donde es
difícil eliminarlas al carecer éstos de cilios y mucosas. De esta forma,
pueden permanecer durante largos períodos de tiempo ejerciendo su acción tóxica provocando cuadros de bronquitis crónica caracterizados por
flemas, exacerbación de catarros y dificultades respiratorias. En los alvéolos también pueden ser atrapados por fagocitos y terminar en el torrente
sanguíneo.
La concentración de este tipo de contaminantes a partir de la cual se producen efectos sobre la salud humana no es constante, puesto que las características físicas y químicas de las partículas, la presencia de otros
contaminantes que puedan dar lugar a efectos sinérgicos, o las características del receptor (edad, fisiología, etc.) pueden hacer variar significativamente estos límites.
20
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
Efectos sobre la flora.
Las partículas provocan una reducción de la actividad fotosintética en las
plantas, pues reducen la cantidad de energía luminosa disponible al provocar el ennegrecimiento de las hojas sobre las que se depositan. Además de este efecto, pueden obturar los orificios de los estomas, a través
de los cuales las plantas intercambian gases con la atmósfera, esencial
para desarrollar procesos como fotosíntesis y respiración.
ƒ
Efectos sobre la fauna.
En principio, los principales efectos conocidos vendrán afectados por los
mismos factores de tamaño y composición que en el caso del hombre.
ƒ
Efectos sobre los materiales.
Además de provocar alteraciones estéticas a causa de su deposición sobre los materiales, en muchos casos la composición química de las partículas depositadas acelera los procesos de corrosión, debido a que favorecen la presencia de humedad en los materiales, facilitan la formación de
ácidos y otros procesos físicos.
ƒ
Efecto global.
Uno de los efectos más importantes de las partículas es la disminución de
la visibilidad. Se calcula entre un 15 y un 20% de disminución de radiación solar recibida en los núcleos urbanos frente a los rurales.
Esta reducción de la visibilidad es debida a procesos de extinción y dispersión de la luz.
Por otra parte, el aumento de partículas en la atmósfera puede ocasionar
un descenso térmico de la atmósfera inferior
21
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
RESUMEN: PARTÍCULAS
Características de interés
ƒ
Estado: Liquidas, sólidas o mixtas
ƒ
Composición: Orgánicas o inorgánicas
ƒ
Tamaño: En suspensión (0.1-10 µm: aerosoles) o sedimentables (>10µm)
Fuentes mas importantes
ƒ
Naturales: 80/90%
ƒ
Antropogénicas: 20/10%
¾ Siderurgia y cementeras
¾ Producción de Energía
Evolución y destino
ƒ
Permanencia en la atmósfera según características externas (meteorología) e intrínsecas (forma, tamaño y peso)
ƒ
Caída al suelo mediante deposición seca o húmeda (más eficaz)
Efectos mas importantes
ƒ
Hombre: Patologías respiratorias.
ƒ
Flora: Inhibición de la fotosíntesis
ƒ
Materiales: Degradación estética y y facilita la corrosión
ƒ
Global: Disminución de la visibilidad
22
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
3
COMPUESTOS AZUFRADOS
El principal contaminante azufrado es el dióxido de azufre (SO2). Este gas se
origina mayoritariamente por procesos antropogénicos relacionados con la
combustión de combustibles fósiles, principalmente para la producción de
energía en las grandes instalaciones fijas de combustión. Este gas contribuye de una manera importante a la generación de la lluvia ácida.
3.1 CARACTERÍSTICAS
ÓXIDOS DE AZUFRE
El SO2 es un gas incoloro, más pesado que el aire (2.2 veces) a pesar de lo
cual se desplaza rápidamente en la atmósfera a grandes distancias. Es, así
mismo, muy estable y reductor, oxidándose a SO3.
El SO3, sin embargo, es un gas muy reactivo que condensa fácilmente, características que explican su baja presencia en la atmósfera. Las cantidades de
SO3 que se forman cuando las condiciones son adecuadas, reaccionan fácilmente con el agua presente dando como resultado SO4H2.
SULFURO DE HIDRÓGENO
Este es un gas de olor desagradable, presente en la atmósfera de forma natural en una concentración muy baja. Su origen natural se debe a degradaciones por tiobacterias de materia orgánica, volcanes, incendios, etc.
3.2 FUENTES
ÓXIDOS DE AZUFRE
La mayor parte de las fuentes energéticas de la actualidad están basadas en
combustibles fósiles (carbones de distintas calidades, petróleo, aceites minerales, etc.) los cuales tienen en su composición una determinada cantidad de
azufre (hasta un 6% en peso). Este azufre es liberado a la atmósfera en forma de óxido, primordialmente como SO2 y SO3, en cantidades anuales del
23
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
orden de millones de toneladas. Existen otras fuentes generadoras de estos
compuestos, tanto de origen antropogénico, como natural (volcanes, incendios, océanos y zonas pantanosas).
Los principales procesos antropogénicos de emisión de óxidos de azufre a la
atmósfera son combustión fija (aprox. 73%) y la industria (aprox. 20%). como
la química, refinerías, siderometalurgía, papel Por último, se estima que el
transporte contribuye en un 3 % a las emisiones totales de estos gases.
SULFURO DE HIDRÓGENO
Las emisiones antropogénicas de este gas son minoritarias respecto a las
fuentes naturales. Ente estas están procesos de combustión inadecuados, la
industria siderometalúrgica, refinerías, papel o procesos naturales derivados
de actuaciones humanas (vertederos, estaciones depuradoras, pantanos,..).
En el caso de las refinerías de crudo, asociados a este compuesto se suelen
encontrar mercaptanos, compuestos de sustitución de los átomos de azufre
por cadenas hidrocarbonadas. Estos compuestos presentan un olor característico, intenso y, también, muy desagradable.
3.3 EVOLUCIÓN Y DESTINO
ÓXIDOS DE AZUFRE
El SO2 es un gas muy estable, teniendo una vida media en la atmósfera de 5
días. La evolución de SO2 a SO3 tiene un mecanismo de oxidación que implica una activación fotoquímica que excita la molécula de SO2 para que pueda
combinarse con una molécula de oxígeno, siendo esta oxidación más intensa
en medio húmedo que seco. La formación del ácido depende de la existencia
de núcleos de condensación, generalmente aerosoles con contenido en metales, que catalicen la reacción final. Este proceso está controlado por el pH, de
modo que cuando éste excede de cierto valor se para la reacción. El problema surge cuando existen concentraciones apreciables de algún compuesto
que tampone el medio (caso del amoníaco), pues eso provoca una estabilización del pH en valores que no paralizan el proceso de generación de ácido
sulfúrico. Este ácido en condiciones adecuadas puede producir sulfato amónico (NH4HSO4), que puede formar aerosoles, siendo su destino final, como
en el caso de las anteriores formas de azufre, la deposición seca o húmeda
en el suelo.
24
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
SULFURO DE HIDRÓGENO
La vida media del sulfuro de hidrógeno en la atmósfera es de horas y su evolución típica es la oxidación (generalmente con O3) a SO2 de forma lenta (fase
gaseosa) o rápida (vía partículas).
3.4 EFECTOS
OXIDOS DE AZUFRE
ƒ
Efectos sobre el hombre.
Existe una clara relación entre las enfermedades respiratorias del tracto superior y niveles de SO2. A causa de su inhalación se puede desencadenar un
proceso de broncoconstricción transitoria en el tracto respiratorio superior. Se
considera como un irritante de mediana potencia del aparato respiratorio. Este
se manifiesta como fuertemente irritante en concentraciones superiores a
8.000 µg/m3 (la concentración de SO2 en las zonas urbanas es del orden de
25 a 500 µg/m3), peligrosidad que aumenta al actuar en combinación con
otros contaminantes y con la humedad.
El aumento por encima de las concentraciones medias de 700 µg/m3 en
dos horas y 400 µg/m3 en doce horas provoca irritación sobre los ojos y
problemas respiratorios, constituyendo pues un riesgo para las personas
normales, acentuándose este riesgo en el caso de personas asmáticas,
las cuales son más sensibles.
Hay que considerar que los sulfatos (fundamentalmente de amonio) y el
ácido sulfúrico se presentan habitualmente en partículas de diámetro inferior a 1 µm, tamaño que permite su llegada hasta las vías respiratorias inferiores. En estas circunstancias, es posible que una vez inhaladas permanezcan en los pulmones durante periodos largos de tiempo. El ácido
sulfúrico presenta un poder de irritación mayor que los sulfatos, afectando
especialmente a los ancianos, enfermos cardiopulmonares crónicos, asmáticos y niños sensibles.
Los efectos crónicos de la exposición a SO2 y sulfatos se evidencian en estudios de mortalidad, observándose un mayor número de muertes tempranas
asociadas a enfermedades pulmonares y cardiovasculares. Por ejemplo, los
aumentos significativos de ácido sulfúrico y de sulfatos fueron los causantes
de los episodios de Londres y Donora, con aumento significativo de muertes
por bronquitis, neumonías y enfermedades cardiacas.
Al ser el ácido sulfúrico higroscópico, llega a formar del orden del 20% de
las partículas del aire urbano. De hecho la mayoría de la neblina urbana
25
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
es debida a la formación de aerosoles resultantes de las reacciones combinadas del SO2, las partículas, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos, contribuyendo así notablemente a la contaminación del aire. La
humedad favorece la formación de aerosoles en los que participan compuestos sulfurados de forma notable. Una fracción importante de los sulfatos e ion sulfato presentes en el aire urbano forman gotas de 0,2 a 0,9
µm, contribuyendo sustancialmente a la reducción de la visibilidad.
ƒ
Efectos sobre la flora.
Los efectos provocados por el SO2 (sustancia a la que las plantas se
muestran especialmente sensibles) a consecuencia de procesos agudos
de exposición tienen síntomas muy característicos, que en el caso de las
hojas, se manifiestan como manchas iniciales que pueden desembocar
en necrosis de los tejidos. En los casos crónicos, las hojas adoptan una
coloración amarillo-rojiza.
El mecanismo de la toxicidad de este compuesto en los vegetales es en
gran medida desconocido. Es probable, sin embargo, que esta toxicidad
se deba mucho más a sus propiedades óxidoreductoras que a su acidez.
El comportamiento de las diferentes especies vegetales ante la acción de
esta toxicidad es muy variable. Existe gran diferencia respecto a la sensibilidaad de las plantas a este compuesto. Los musgos y líquenes son muy
sensibles seguidos de coníferas y herbáceas. Por último árboles de hoja
caduca presentan menor sensibilidad. Esta noción tiene un interés extremo cuando se trata de saber qué tipo de cultivo o de vegetación debe
plantarse en una zona industrial.
ƒ
Efecto sobre los materiales.
Los efectos de los óxidos de azufre sobre los materiales principalmente
son:
¾ Corrosión metálica: debida fundamentalmente a la formación de ácido
sulfúrico o sulfuroso, especialmente en ambiente húmedo y a temperaturas ambientales cálidas.
¾ Ataque de los materiales de construcción, formando sulfatos, que lava
la lluvia.
¾ Deterioro de fibras sintéticas, plásticos en general, cuero, etc.
26
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
RESUMEN: CONTAMINANTES AZUFRADOS
Características de interés
ƒ El dióxido de azufre es estable y sufre en la atmósfera grandes desplazamientos
ƒ El trióxido de azufre es muy reactivo, presenta baja presencia en la atmósfera
Fuentes más importantes
ƒ En general, más del 90% de los óxidos de azufre se emiten como dióxido de azufre.
ƒ Su principal origen son los procesos de combustión para la producción
de energía mediante combustibles fósiles, que pueden llega a contener
hasta un 6% de azufre en su composición (especialmente carbones).
ƒ La combustión en instalaciones fijas son la principal fuente (73%), el
transporte (focos móviles) supone el 3% y la industria el 20% aproximadamente.
Evolución y destino
ƒ El dióxido de azufre es estable, permanece durante periodos, que pueden ser importantes, en la atmósfera. Su evolución posterior es la oxidación a trióxido de azufre y formación de ácido sulfúrico en condiciones adecuadas. Por último éste puede producir sulfato amónico en presencia de amoniaco en la atmósfera.
ƒ Acido o sulfatos pueden formar aerosoles, siendo su destino final la deposición, seca o húmeda en el suelo.
Efectos mas importantes
ƒ Hombre: Afecciones respiratorias, con mayor efecto en grupos de riesgo
(niños, ancianos asmáticos o personas con otros problemas cardiorrespiratorios)
ƒ Vegetación: Alta sensibilidad, especialmente musgos, líquenes y coníferas.
ƒ Materiales: Corrosión metálica y ataque a materiales de construcción y
fibras sintéticas.
ƒ Global: Reducción de la visibilidad por formación de aerosoles
27
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
28
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
4
COMPUESTOS INORGÁNICOS
DE CARBONO
Los compuestos inorgánicos de carbono que se van a estudiar son el dióxido
y monóxido de carbono. El primero aunque es un gas esencial para la vida,
como consecuencia de la combustión de productos fósiles para la generación
de energía, está incrementándose paulatinamente en la atmósfera lo que
puede tener como consecuencia el aumento del efecto invernadero con efectos todavía en gran medida impredecibles. El monoxido de carbono se genera
también en procesos de combustión. En este caso combustión incompleta de
sustancias orgánicas. Por su alta toxicidad y cantidades emitidas (principalmente por el transporte) se le podrían presumir unos efectos muy evidentes,
no obstante por su rápida dispersión y procesos de oxidación hacen que en
general las concentraciones en inmisión no tengan consecuencias negativas.
4.1 CARACTERÍSTICAS
ANHÍDRIDO CARBÓNICO (CO2)
El dióxido de carbono es un gas esencial para la vida, es emitido y absorbido
por las plantas (en el proceso de la fotosíntesis) y emitido por los animales
(respiración).
Es un gas incoloro e inodoro, no tóxico y más denso que el aire. Es muy soluble por lo que la gran reserva de este gas se encuentra en los océanos. Está
presente en la atmósfera en un valor de concentración que actualmente es de
unas 350 ppmv, mientras que era del orden de 280 ppmv antes de la revolución industrial, y continúa aumentando a un ritmo de 0.5% anual. En principio
cabría pensar que no debería ser considerado como contaminante al no ser
tóxico. Sin embargo, el desequilibrio inducido en su ciclo por la actividad humana tiene consecuencias negativas, como es el calentamiento global. Por lo
tanto, se trata de un gas esencial para la vida, pero cuya superabundancia le
hace tener que ser considerado un contaminante.
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
29
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
Es un gas ligero (densidad, 96.5% de la del aire). Además, presenta una escasa
solubilidad en agua y es inflamable. Es un gas incoloro e inodoro y fuertemente
tóxico, pero que en la atmósfera se encuentra, generalmente, en concentraciones
lo suficientemente bajas para que no manifieste este carácter.
Su presencia natural en la atmósfera del hemisferio norte es sobre 230 µg/m3
y 60 µg/m3.
Constituye el contaminante de mayor abundancia en la capa más baja de la
atmósfera, sobre todo en el entorno de las grandes ciudades
4.2 FUENTES
DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
Las fuentes naturales son primordialmente las plantas, incendios y los volcanes, mientras las antropogénicas están constituidas por los procesos de combustión de combustibles fósiles y de la madera. Por otra parte, la deforestación tiene como consecuencia la mayor presencia de este gas en la atmósfera por reducción de su consumo (menor fotosíntesis) e incremento de su emisión (combustión o descomposición de la madera).
El CO2 es el producto final de toda combustión completa. El aprovechamiento
de la energía contenida en los combustibles fósiles se basa en un proceso de
combustión, que es irreversible, en el que se genera CO2, tal y como muestra
la reacción global e ideal siguiente:
CnHm + (n+n/4)(O2 + 3,76 N2) → nCO2 + (m/2)H2O + 3,76 (n+m/4)N2
así como otros contaminantes (CO, SO2, NO, NO2, hidrocarburos inquemados, ...).
De este modo los principales focos emisores antropogénicos son procesos de
producción de energía, basados en la combustión:
ƒ
Industrial: ..…………..22 %
ƒ
Urbana:
ƒ
Transporte…………...25 %
ƒ
Centrales Térmicas…30 %
……………20 %
30
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
Su origen natural se debe a procesos de combustión u oxidación de hidrocarburos (metano, terpenos, etc.).
En general, la presencia de este gas por procesos antropogénicos, es el producto de la combustión incompleta de sustancias orgánicas, lo cual tiene lugar siempre que la cantidad de oxígeno en la combustión sea insuficiente
Los principales focos antropogénicos emisores de CO son el transporte
(aprox. 75%), la industria (15 %) y centrales térmicas (aprox. 4%).
En las ciudades se pueden alcanzar concentraciones de 5 a 20 ppmv donde
el foco principal lo constituyen los tubos de escape de los automóviles, pues
expulsan gases con un contenido de CO que puede alcanzar el 10%.
ƒ
Otras fuentes (minoritarias) de CO en la atmósfera son:
ƒ
Reacción a elevada temperatura entre el CO2 y materiales de carbono.
ƒ
Disociación del CO2 a altas temperaturas.
ƒ
Oxidación del metano en la atmósfera.
ƒ
Procesos de producción y degradación de la clorofila en las plantas
4.3 EVOLUCIÓN Y DESTINO
DIÓXIDO DE CARBONO
La evolución y destino de dióxido de carbono va marcada por el ciclo del carbono, que de forma muy simple se describe a continuación.
En la naturaleza encontramos CO2 gas tanto libre en la atmósfera (en una
cantidad aproximada de 700 · 109 toneladas) como disuelto en los mares
(50.000 · 109 toneladas).
Las plantas utilizan este CO2 para sintetizar compuestos orgánicos, los cuales
pasan también a los organismos que se alimentan de estas plantas. El ciclo
se cierra mediante procesos como la respiración de los organismos, la descomposición de la materia orgánica y la combustión de materiales orgánicos.
31
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
Este ciclo tiene la particularidad de mover una cantidad de elemento que no
es ni con mucho cercana a la total, puesto que existen diversos puntos en el
mismo donde se acumulan cantidades importantes (acumulaciones de restos
vegetales y animales que terminan transformados en humus, carbón, petróleo
y otros hidrocarburos fósiles).
La utilización masiva de estos combustibles está lanzando a la atmósfera
cantidades importantes de CO2, sin que se sepa hasta el momento el efecto
que ésta dinámica puede causar en este ciclo y el resto de los ciclos biogeoquímicos.
ONÓXIDO DE CARBONO (CO):
En la atmósfera el CO se fotooxida por ataque de un radical hidróxilo (OH),
formando la molécula más estable del dióxido de carbono:
CO + OH + hv → CO2 + H*
La velocidad de esta oxidación es muy lenta, por lo que se observan vidas
medias del orden de 2 a 4 meses.
4.4 EFECTOS
DIOXIDO DE CARBONO (CO2)
Es de destacar su participación en el efecto invernadero como uno de los gases que absorben la radiación infrarroja reflejada por la superficie terrestre.
Aunque en este proceso participan otros gases que se estudiarán en otros
grupos de contaminantes, se comenta este efecto en el presente capítulo por
ser el CO2 el principal responsable.
ƒ
Efecto invernadero.
Los rayos luminosos procedentes de la radiación espontánea del Sol al
llegar a la Tierra atraviesan la atmósfera, que es sustancialmente transparente a ellos e interaccionan con la materia. Parte de esa radiación, del
orden de un 30%, se devuelve al espacio, es decir, se refleja. El 70% restante, después de numerosas interacciones, calienta la materia. La materia emite a su vez energía, pero siempre a longitudes de onda superiores,
en la franja del visible e infrarrojo.
32
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
En las capas bajas de la atmósfera existen gases que absorben la radiación infrarroja convirtiéndola en calor, por lo que ésta no se emite fuera de
la Tierra. Así se forma una capa protectora del calor que origina temperaturas templadas en la superficie terrestre, al impedir su enfriamiento. Este
efecto es el equivalente al utilizado en los invernaderos, pues se interpone entre el Sol y las plantas una capa de vidrio o de plástico, que son
transparentes a la radiación visible y opacos al infrarrojo.
El calentamiento medio supuestamente debido a este fenómeno es de
unos 33º C, por lo que la temperatura media en la superficie de la Tierra
es 15º C en lugar de –18º C.
Ni el oxígeno ni el nitrógeno absorben la radiación infrarroja de la atmósfera, pero sin embargo otros constituyentes sí lo hacen, entre los que destacaremos el vapor de agua, el dióxido de carbono, el metano, el protóxido de nitrógeno, el ozono y los CFC’s.
La concentración de estos gases (a excepción del vapor de agua) no ha
hecho mas que aumentar recientemente, por lo que este efecto puede estar incrementándose paulatinamente. La tabla muestra los ritmos de crecimiento medio anual:
TABLA 3: AUMENTO ANUAL MEDIO DE CONCENTRACIÓN DE LOS GASES DEL
EFECTO INVERNADERO
GAS
AUMENTO ANUAL MEDIO DE CONCENTRACIÓN
CO2
0,5%
CH4
0,9%
N2O
0,25%
CFC’s
4%
La eficacia de cada uno de estos gases en el efecto invernadero es distinto, así el CH4 es 60 veces más absorbente que el CO2 y los CFC’s son
del orden de miles de veces más absorbentes que el CO2. La tabla muestra la contribución relativa de cada uno de ellos, determinada en 1990, a
excepción del agua.
33
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
TABLA 4
CONTRIBUCIÓN RELATIVA DE CADA GAS CON EFECTO INVERNADERO APRECIABLE
GAS
CONTRIBUCIÓN
CO2
53 - 535%
CH4
13 - 15%
N2O
7 - 4%
CFCs
20 - 21%
O3 troposférico
2%
Otros
3%
La minimización en las emisiones de CO2, N2O y O3 troposférico vienen
de reducir la deforestación, utilizar eficientemente la energía proveniente
de la combustión o recurrir a energías alternativas con emisiones nulas.
El metano proviene primordialmente de fermentaciones naturales, pero
éstas aumentarían si aumentase la temperatura con el efecto invernadero, por lo que su control no parece sencillo. La limitación en el uso de los
CFC’s parece necesaria por que además presenta un efecto añadido, la
destrucción de la capa de ozono.
¿Cuáles serían las consecuencias de un aumento del efecto invernadero?
No se tiene certeza, pues existen muchas ligaduras a nivel global en este
problema. Se especula con la posibilidad de incremento del nivel del mar,
cambios en los ecosistemas, cambio de la distribución geográfica de enfermedades, etc.
Muchos de estos posibles efectos están basados en modelos todavía no muy
refinados. Por ejemplo, un aspecto relevante ligado al calentamiento global es
el nivel de los mares, el cual puede subir por efecto de la dilatación térmica del
agua y por la eventual fusión de los hielos. Esta fusión no es necesariamente
una consecuencia directa del calentamiento, pues éste se puede traducir en
mayores precipitaciones en las zonas polares y por una mayor evaporación
del agua en las zonas cálidas, aumentando con ello su capacidad de almacenamiento. La evaporación mas intensa del agua puede conducir a una humedad ambiente y nubosidad mayores y ello traer efectos de realimentación positiva, como sería el aumento del efecto invernadero inducido por el vapor de
agua o una realimentación negativa, como una reflexión de la radiación solar
mayor por las nubes. Por otro lado, los estudios más cuidadosos sobre la evolución de la temperatura medida en la superficie indican un calentamiento del
orden de 0,5º C en el último siglo. Esto puede significar una tendencia al calentamiento o simplemente una parte de un ciclo oscilatorio natural, por lo que
34
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
no se pueden extraer conclusiones extrapolables hacia el futuro. Adicionalmente, no solo resulta importante la evolución de la temperatura media del
planeta, sino la regional, es decir la distribución regional de esa temperatura.
Las ligaduras físicas y/o químicas de interés para la evaluación del cambio climático global y regional son complejas y actualmente muchas de
ellas mal conocidas.
Una observación mas detallada de la Tierra, principalmente mediante satélite, puede aportar los datos necesarios para poder acometer en el futuro modernizaciones, conducentes a predicciones, de validez.
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
ƒ
Efectos sobre el hombre.
Debido a su densidad, la emisión a nivel del suelo de CO (tubos de escape) facilita su dispersión rápida en el aire, así como el calentamiento del
aire en la zona debido al movimiento de los vehículos. De este modo, su
presencia a cierta altura es bastante escasa disminuyendo sus efectos
negativos, a excepción de individuos que estén trabajando en la vía pública o los peatones. A este nivel, se pueden medir valores instantáneos de
hasta 200 mg/m3. Los valores medios en una ciudad con alta densidad de
tráfico es de 5-25 mg/m3.
Su fácil dispersión, junto con los procesos de oxidación, que son superiores en las capas altas de la troposfera (tropopausa) tiene como resultado
que, pese a la elevada aportación anual de CO a la atmósfera, no se detectan los aumentos de concentración correspondientes.
El CO es el producto de contaminación más importante en las zonas de
denso tráfico. Desde el punto de vista sanitario, el CO se combina con la
hemoglobina de la sangre formando carboxihemoglobina que ocasiona
una reducción en el transporte de oxígeno a los tejidos. Esta circunstancia se debe a que la afinidad de la hemoglobina por el CO es 250 veces
superior a la que presenta por el oxígeno. Esta situación puede provocar
(si la saturación no sobrepasa el 10%, por encima de este nivel produce
alteraciones más graves, incluso la muerte) trastornos psicomotores que
se manifiestan como síntomas de cansancio, cefaleas y alteraciones de la
coordinación. Cuando la saturación no es superior a un 5%, se producen
alteraciones de la función cardíaca y pulmonar y se aumenta el umbral visual. Este tipo de afecciones comienzan con concentraciones en aire de
100 mg/m3.
La carboxihemoglobina formada es reconvertida espontáneamente en un
50% a oxihemoglobina en un período del orden de 3 a 4 horas.
35
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
Efectos sobre la flora.
En general, las especies vegetales son poco sensibles a esta sustancia.
No obstante, a altas concentraciones de CO (por encima de 150 mg/m3)
se detectan trastornos respiratorios con caída generalizada de las hojas,
acarreando en ocasiones la muerte de la planta. Se cree que el mecanismo de acción afecta directamente a las hormonas del crecimiento.
RESUMEN: COMPUESTOS INORGÁNICOS DE CARBONO
Características de interés
ƒ
El dióxido de carbono es un gas esencial para la vida, pero su incremento
en la atmósfera puede producir un aumento del efecto invernadero.
ƒ
El monóxido de carbono en un gas ligero y muy tóxico
Fuentes mas importantes
ƒ
Las fuentes más importantes antropogénicas de estos gases (minoritarias
frente a las naturales) son los procesos de combustión de combustibles
fósiles y madera, en general materia orgánica..
¾ El dióxido de carbono es el producto final de toda combustión completa.
¾ El monóxido de carbono es producto de una combustión incompleta
ƒ
La producción de energía en centrales térmicas es el principal foco de
emisión del dióxido de carbono y el transporte en el caso del monóxido
de carbono. Otros focos son combustiones en diferentes industrias o actividades domésticas
Evolución y destino
ƒ
Dióxido de carbono: ciclo del carbono
ƒ
Monóxido de carbono: Oxidación lenta por ataque de radical hidróxilo,
formando dióxido de carbono. No obstante presenta una vida media prolongada (3 meses aprox.)
Efectos más importantes
ƒ
Dóxido de carbono: Incremento del efecto invernadero.
ƒ
Monóxido de carbono: Alta toxicidad por inhibición del transporte de oxígeno a los tejidos al formar carboxihemoglobina en la sangre.
36
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
5
COMPUESTOS NITROGENADOS
Los principales contaminantes nitrogenados son el monóxido y dióxido de
nitrógeno, emitidos mayoritariamente por procesos de combustión a altas
temperaturas (transporte y otros procesos de producción de energía). Estos
compuestos intervienen en la producción de lluvia ácida, generación de contaminantes fotoquímicos (secundarios) además de presentar toxicidad propia,
afectando al sistema inmunitario y respiratorio.
Otros compuestos nitrogenados emitidos directamente por focos contaminantes son el amoniaco y ácido nítrico, pero éstos, en general se emiten de forma
menor y localizada, manifestando sus efectos en las proximidades del foco.
5.1 CARACTERÍSTICAS
ÓXIDOS DE NITRÓGENO (NOX)
De las siete formas oxidadas que presenta el N en la atmósfera, solamente
tres de ellas, el N2O, el NO y el NO2, tienen cierto interés medioambiental.
Las restantes formas no están ausentes totalmente, sino que se mantienen
en equilibrio con éstas pero en proporciones muy bajas.
El N2O es un gas incoloro, no tóxico y con presencia alta en la troposfera de
forma natural (570 µg/m3) como consecuencia de procesos biológicos de nitrificación y desnitrificación.
El NO y el NO2 conjuntamente se conocen como NOX.
El NO es un gas incoloro e inodoro, mientras que el NO2 es pardo rojizo y de
olor muy asfixiante. Ambos son gases tóxicos. Son muy reactivos y su presencia en la atmósfera, en parte por esto, es baja, de 0.05 a 30 µg/m3.
ÁCIDO NÍTRICO
Como contaminante primario presenta un carácter muy local, pues sólo aparece en las proximidades de las instalaciones industriales que lo consumen o
fabrican. Fuera de estas zonas, y a salvo de accidentes en estas plantas in-
37
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
dustriales, no se suele considerar como un parámetro importante dentro de la
contaminación atmosférica.
AMONIACO
Es un gas incoloro de olor característico, poco tóxico. Es un compuesto que
se encuentra de forma natural en concentraciones bajas en la atmósfera (0.1
µg/m3 aire marino y 4 aire continental).
5.2 FUENTES
ÓXIDOS DE NITRÓGENO
ƒ
N2O:
Su emisión principal es aquella derivada de proceso naturales (procesos
de combustión y nitrificación/desnitrificación). Aquella derivada de actividades antropogénicas es, principalmente, como consecuencia de procesos de combustión y la utilización masiva de fertilizantes nitrogenados.
ƒ
NOX:
De forma natural se producen en las tormentas (rayos), incendios, erupciones volcánicas y procesos de nitrificación/desnitrificación. El origen antropogénico más habitual es la oxidación del nitrógeno del aire en los procesos de combustión a temperaturas elevadas. Los motores de combustión interna son la fuente de estos compuestos más importante en las ciudades, recayendo en los motores Diesel, por su mayor cubicaje, la producción mayoritaria. El transporte se estima que emite un 45 % de los
NOx antropogénicos, otras actividades de producción de energía el 30 %
y la industria (siderurgia, fertilizantes, explosivos, cemento, refinerías,
etc.) un 15%, el resto, actividades agrícolas y otros.
En la formación de estos compuestos en procesos de combustión tienen
importancia los siguientes parámetros:
¾ Temperatura: Por encima de 1.500º C se dispara su formación
¾ Oxígeno/combustible: El combustible es más ávido por el oxígeno que el
nitrógeno, por ello si la combustión se produce con una relación adecuada
oxígeno/combustible la producción de NOx será menor.
¾ Tiempo: La formación de NOx es más lenta que el proceso de combustión, si el enfriamiento de los gases de combustión es rápido, menor será la producción de estos compuestos.
38
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
La emisión de estos compuestos suele ser mayoritariamente en forma de
NO y un porcentaje menor (menos del 10%) como NO2.
ÁCIDO NÍTRICO
Su emisión directa se debe a ciertas actividades industriales como la fabricación del mismo, ciertos fertilizantes, etc.
AMONIACO
Su presencia suele estar asociada a ciertos procesos biológicos (descomposición de la materia orgánica, excreción animal, etc.). Los índices de concentración altos, sin embargo, suelen ser muy ocasionales pues se asocian a
escapes o accidentes en las plantas industriales donde se emplea o se fabrica. Actividades que pueden emitir o favorecer la emisión de este gas son la
fabricación de ácido nítrico, fabricación y uso de fertilizantes nitrogenados,
depuradoras de aguas residuales, vertederos y ganadería intensiva.
5.3 EVOLUCIÓN Y DESTINO
ÓXIDOS DE NITRÓGENO
N2O: La vida media en la atmósfera de N2O es de 30 años. Este gas en las
capas bajas de la atmósfera (principalmente, estratosfera) puede oxidarse
formando NOx.
NOx: La producción de estos compuestos suele ser mayoritariamente en forma de NO y un porcentaje menor como NO2. El NO se oxida a NO2 por procesos termoquímicos (en foco) o fotoquímicos (atmósfera)
La vida media de los NOx es corta, aproximadamente un día y su evolución
típica es la formación de ácido nítrico y paso a nitrato amónico, finalmente
deposición seca o húmeda.
ÁCIDO NÍTRICO
39
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
El ácido nítrico se encuentra en la atmósfera en forma aerosoles que se depositarán en el suelo mediante un proceso seco o húmedo.
AMONIACO
La vida media del amoniaco en la atmósfera es de 5 días y su evolución es la
de formación de amonio (NH4+) en superficies húmedas o su deposición como
tal, produciéndose en el suelo procesos de nitrificación. En condiciones adecuadas puede reaccionar en fase gas o condensado con ácidos para generar
nitrato y sulfato amónico formando aerosoles.
5.4 EFECTOS
N2O: Su principal importancia medioambiental es como consecuencia de la
formación de otros óxidos de nitrogeno (NOx) por procesos de oxidación en la
estratosfera y troposfera.
Por otra parte, como se vio en el capítulo correspondiente, se estima que contribuye al efecto invernadero en un 7%.
NOx: Son compuestos muy tóxicos, más incluso que el CO, pero las concentraciones a que se desarrollan en las ciudades no son suficientes para desencadenar efectos de consideración. Sin embargo, su participación en la formación de diversos contaminantes secundarios es lo que les hace acreedores de
nuestra atención como contaminantes atmosféricos. Uno de estas contaminaciones es la generación de ácido nítrico que es un ácido fuerte y agente corrosivo, contribuyendo a la lluvia ácida. Otro proceso de generación de contaminantes secundarios es la formación de smog fotoquímico, resultado de la
interacción de estos compuestos con los hidrocarburos inquemados en presencia de la luz solar. Esta combinación es precursora de oxidantes fuertes
en la atmósfera, entre otros ozono troposférico.
ƒ
Efectos sobre el hombre.
Entre los NOx el componente más estudiado es el NO2, puesto que es el
más tóxico (hasta 4 veces más que el NO). Sus efectos en humanos y
animales se centran sobre todo en el aparato respiratorio, habiéndose
observado que cuando se supera una concentración media de NO2 de
190 µg/Nm3 en el 40% de los días, aumenta la frecuencia de las infecciones de las vías respiratorias, parece ser debido a la disminución de la
40
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
respuesta inmunológica. Valores medios de NOx en el aire urbano suelen
ser del orden de 100 µg/m3.
Por otra parte, incrementan la sensibilidad pulmonar a los broncoconstrictores, afectando, por lo tanto, especialmente a las personas asmáticas.
Debido a que el NO2 es un gas con color y la facilidad de estos compuestos para derivar en aerosoles de ácido nítrico o nitrato amónico pueden
actuar disminuyendo la visibilidad.
ƒ
Efectos sobre la flora.
En plantas presentan baja toxicidad, aunque concentraciones muy altas
(del orden de los picos de concentración encontrados en una ciudad contaminada –superiores a 1000 µg/m3-) pueden tener como resultado alteraciones (desfoliación y clorosis) y pérdidas de producción en algunas
especies
ÁCIDO NÍTRICO
Como contaminante primario su efectos fundamental es la participación en
procesos de corrosión de materiales.
AMONIACO
Este carácter ocasional o su baja concentración habitual no debe restar importancia a los efectos que puedan derivarse de su presencia, pues gracias a
su sinergia con el SO2 potencia el efecto más dañino del mismo al facilitar la
formación de ácido sulfúrico en la atmósfera además de favorecer adicionalmente la corrosión por reducción de la tensión superficial del agua.
Concentraciones muy elevadas (superiores a 18 mg/m3) producen olor característico.
41
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
RESUMEN:
COMPUESTOS NITROGENADOS
Características de interés
ƒ
Interés medioambiental tres óxidos:
¾ N2O: Abundante, estable y no tóxico.
¾ NO: Baja presencia, reactivo, incoloro y tóxico
¾ NO2: Baja presencia, reactivo, rojizo y muy tóxico
ƒ
NO y NO2 conjuntamente se conocen como NOx
Fuentes mas importantes (Oxidos de nitrógeno)
ƒ
N2O: Básicamente natural, pero también combustiones y emisión derivada de uso de fertilizantes nitrogenados.
ƒ
NOx:: Procesos de combustión a altas temperaturas, principalmente el
transporte: Su generación depende de:
¾ Temperatura
¾ Relación oxígeno/combustible
¾ Tiempo
ƒ
Aunque se suelen emitir conjuntamente NO y NO2, la concentración de
NO es mayoritaria.
Evolución y destino
ƒ
N2O: Es un gas muy estable, con vida media de 30 años.. Se puede
oxidar, formando Nox, principalmente en la estratosfera, de ahí su importancia medioambiental
ƒ
NOx: Muy reactivos, tendencia a oxidarse y formar ácido nítrico.
Efectos más importantes
ƒ
N2O: Contribución al efecto invernadero en un 7%.
ƒ
NOx:
¾ Toxicidad
¾ Inmunodepresión
¾ Facilita procesos de broncocontricción
¾ Contribución a formación de lluvia ácida por formación de ácidos
¾ Contribución a la formación de smog fotoquímico (Ver contaminantes secundarios)
¾ Disminución de visibilidad por:
• Formación de aerosoles
• Color de NO2
42
6
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
HIDROCARBUROS
Estos contaminantes constituyen un grupo muy heterogéneo que tienen en
común el hecho de tener en su composición carbono e hidrógeno. La emisión
de hidrocarburos proviene de una variedad de fuentes, tanto naturales como
antropogénicas. Entre estas últimas, el transporte es la más importante. Los
efectos de éstos son muy variados y dependen del grupo según su estructura.
Estos van desde el efecto invernadero (metano) a la formación del “smóg fotoquímico” urbano.
6.1 CARACTERÍSTICAS
Son un grupo de compuestos cuya característica común es la de presentar en
su estructura únicamente átomos de carbono y de hidrógeno. Muchas sustancias pertenecen a este grupo, gran parte de ellas derivadas del petróleo. El
estado físico de estos compuestos depende del número de átomos de carbono que conforman su estructura, así como de la disposición espacial de los
mismos. Estos pueden ser de cadena abierta (alifáticos) o cíclicos (alicíclicos
o aromáticos –núcleo bencénico-) Dentro de la amplia gama de compuestos
que forman parte de las mezclas que constituyen los hidrocarburos, los que
tienen de 1 a 4 átomos de carbono son gases a la temperatura ordinaria, y
por tanto, presentan gran interés desde el punto de vista de contaminación
atmosférica. Otros hidrocarburos importantes por su volatilidad, fuentes y
efectos son los aromáticos como benceno, xileno y tolueno
Otros contaminantes importantes, especialmente por su toxicidad, son los
PAH´s o HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos). Estos son aproximadamente 100 compuestos formados por 2 o más anillos bencénicos que comparten 2 átomos en común. Uno de los más tóxicos es el 3, 4 benzopireno
que presenta 5 anillos. Para su estudio la OMS toma como referencia 6 de
estos compuestos, todos derivados de procesos de combustión.
Una forma genérica e inespecifica de valorar los hidrocarburos en aire y sustancias afines es la de hacerlo como Compuestos Orgánicos Volátiles
(COV´s), que en general incluye aquellos compuestos orgánicos que se encuentran en la atmósfera en forma gaseosa (por lo general con 5 átomos de
carbono o menos)
43
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
6.2 FUENTES
Las fuentes naturales emiten fundamentalmente metano (CH4), debido a procesos biológicos de degradación de materia orgánica. ), también puede se
importante la emisión de hidrocarburos más complejos por la vegetación como son los terpenos, emitidos por coníferas e Isopreno, producido por árboles
de hoja caduca. Estas fuentes son más intensas que las antropogénicas,
constituidas primordialmente por procesos de extracción, refino, transporte y
uso del petróleo y derivados, la combustión de biomasa, minería, actividades
agropecuarias, etc.
A pesar de que la emisión antropogénica es muy inferior a la debida a procesos naturales, la emisión de compuestos orgánicos antrópogénicos es importante por su reactividad en la atmósfera, toxicidad de algún grupo y por la alta
sensibilidad del olfato humano a algunos de ellos.
El transporte supone la emisión de más del 50% de los hidrocarburos por actividades humanas. Si se analiza una muestra de aire de una zona urbana se
detecta la presencia de hidrocarburos alifáticos, así como hidrocarburos aromáticos ligeros en concentraciones en torno a 2-3 mg/m3. Estos hidrocarburos
provienen de la evaporación de productos petrolíferos los depósitos y de los
carburadores de los vehículos, sobre todo en la parada del motor y cuándo
éste aún está caliente. Sin embargo, la fuente principal reside en la combustión incompleta del carburante durante el ciclo de funcionamiento del motor.
Los PAH´s se suelen encontrar en las fracciones más pesadas del petróleo,
en el hollín como consecuencia de combustiones incompletas (adheridos a
las partículas emitidas en focos de combustión) así como se pueden producir
por la pirólisis de materia orgánica a altas temperaturas. Ciertas bacterias,
algas y plantas pueden sintetizar estos compuestos pero su presencia generalmente está asociada a la combustión incompleta de la materia orgánica.
6.3 EVOLUCIÓN Y DESTINO
La vida media de estos compuestos en la atmósfera es muy variable según la
especie. La del metano puede ser de años mientras que la del etileno, horas.
Estos compuestos orgánicos generalmente se oxidan por ataque de un radical hidróxilo (OH-) con la ayuda de la radiación solar dado que el oxígeno atmosférico no es lo suficientemente agresivo para producir una oxidación directa. Posteriormente se producen reacciones que pueden ser muy complejas
44
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
y, en muchos casos, aun poco conocidas dependiendo de la especie química.
El origen del radical OH- está en la fotólisis3 de ciertas sustancias presentes
en la atmósfera. La velocidad de las reacciones de oxidación depende del
compuesto que se trate, así el etileno tarde del orden de una hora en desaparecer, mientras que el metano tarda mil veces más.
Como ejemplo de un proceso de oxidación de un compuesto orgánico se
describe a continuación el experimentado por el metano. La trayectoria de
oxidación comienza (entre otros caminos posibles) con la reacción elemental
que produce el radical metileno y agua:
CH4 + OH- → CH3- + H2O
El radical metileno es oxidado por el oxígeno molecular, dando el radical metilperóxilo:
CH3- + O2 → CH3O2
Este radical puede oxidar al monóxido de nitrógeno (NO), que es un contaminante procedente de la combustión, para dar dióxido de nitrógeno (N02) y un
radical metilalkoxi:
CH3O2 + NO → CH3O + NO2
Una nueva reacción con el oxígeno produce formaldehido (en sí un contaminante), que es relativamente estable, e hidroperóxilo (HO2):
CH3O + O2 → HO2 + CH2O
El radical hidroperóxilo oxida a su vez al monóxido de nitrógeno en dióxido de
nitrógeno, liberando el radical hidróxilo, que había sido consumido en la primera reacción:
HO2 + NO → OH* + NO2
El resumen de todos estos procesos químicos, de los que aquí sólo se ha
dado un esquema, que en su conjunto se denomina fotooxidación atmosférica, es:
3
Por fotólisis se entiende una reacción de descomposición de una especie química A por absorción de un
fotón para formar una especie en estado excitado A* muy inestable, de modo que muy rápidamente A* se
descompone en B + C.
*
A + hv → A
*
A →B+C
45
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
La regeneración del OH* (reacción en cadena), que queda disponible para
seguir oxidando hidrocarburos.
ƒ
La formación de formaldehido, el cual puede a su vez ser fotolizado y oxidado y conversión del NO en NO2, el cual produce ozono (O3) al fotolizarse, como se verá mas adelante.
ƒ
El resultado final es la presencia de oxidantes fuertes en la atmósfera, que
irritan las vías respiratorias, dañan la vegetación y endurecen los materiales poliméricos.
ƒ
Finalmente se puede decir que los óxidos de nitrógeno catalizan, en cierto
sentido, las reacciones de los hidrocarburos con los oxidantes, por lo que
la lucha contra el smog (contaminante secundario que se describirá más
adelante) requiere la reducción de los óxidos de nitrógeno y de los hidrocarburos inquemados del sector transporte (fuentes móviles) y de las calefacciones (fuentes estacionarias) en las zonas urbanas.
Otros hidrocarburos se oxidan de manera similar al metano, aunque la química global es muy compleja y no se conoce con profundidad y detalle.
Por otra parte, en general los PAH´s en el ambiente atmosférico son fotodegradables cuando están sometidos a una alta exposición a radiación ultravioleta.
6.4 EFECTOS
La toxicidad de los hidrocarburos es muy variable según la especie química y
el receptor.
En general, los aromáticos son mucho más tóxicos que el resto.
El etileno se conoce por su fitotoxicidad.
El metano contribuye al efecto invernadero, se estima, en un 13%, y su crecimiento anual es del 0.9%.
Los PAH´s tienen efectos cancerígenos, pero con una alta variabilidad. El
más tóxico es el 3,4 benzopireno, que es poco estable y rápidamente destruido por la luz solar y otros compuestos atmosféricos. En el hombre su absorción es rápida y paso a tejidos grasos, pero no son bioacumulables ya que se
produce una rápida metabolización.
46
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
Por último, como se apunto en el punto anterior, los hidrocarburos tienen influencia sobre la presencia de oxidantes fuertes en la atmósfera, como se
verá en el capítulo de contaminantes secundarios.
RESUMEN: HIDROCARBUROS
Características de interés
ƒ Los más importantes dentro de la contaminación atmosférica son más los
volátiles:
¾ 1 - 4 átomos de carbono
¾ Aromáticos
ƒ Los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos son importantes por su alta
toxicidad
ƒ La medición de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV´s) es una valoración inespecífica de los hidrocarburos y sustancias afines.
Fuentes mas importantes
ƒ Las emisiones naturales son muy superiores a las antropogénicas. Dentro de estas últimas, es el transporte el foco más importante.
ƒ El principal proceso de emisión de los HAP son combustiones incompletas de materia orgánica
Evolución y destino
ƒ La vida media de los hidrocarburos es muy variable (metano, años y elileno, horas)
ƒ En general, degradación mediante fotooxidación con reacciones muy
complejas y, en muchos casos, aún en estudio.
Efectos más importantes
ƒ Toxicidad variable: Más los aromáticos y HAP´s.
ƒ Efecto invernadero: Metano
ƒ Smog fotoquímico:
47
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
48
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
7
COMPUESTOS
ORGANOHALOGENADOS SIMPLES
Se incluyen en este término gran cantidad de sustancias derivadas de hidrocarburos simples (1 o 2 átomos de carbono) en donde uno o varios hidrógenos son sustituidos por halógenos, principalmente cloro, bromo o flúor. Dentro
de estos grupos encontramos disolventes, plaguicidas, propelententes y refrigerantes. Muchas de estas sustancias deben su importancia ambiental a su
actuación como reductores de la capa de ozono.
7.1 CARACTERÍSTICAS
ƒ
Los clorofluorocarbonos (CFC’s), cuyo uso ha estado muy expandido,
principalmente como fluidos refrigerantes, propulsores de atomizadores,
disolventes y espumantes. Dentro de este grupo los más importantes son
CFC11 (CCl3F1) utilizado principalmente como propelente y el CFC12
(CCl2F2) utilizado como refrigerante. Estas sustancias son estables, no inflamables, no tóxicos y buenos disolventes.
ƒ
Otros compuestos organohalogenados que pueden tener importancia en
la degradación de la capa de ozono son los siguientes:
¾ Los halones, derivados bromofluorados de hidrocarburos volátiles,
que se emplean para la extinción de incendios y actúan de manera
similar a los CFCs sobre la capa de ozono estratosférica.
¾ Cloruro de metilo: emisiones naturales e incineración
¾ Bromuro de metilo: emisiones naturales y uso como biocida
¾ Disolventes como tricloroetano, tricloroetileno, percloroetileno,..
7.2 FUENTES
La producción y emisión de los CFC´s es antropogénica, principalmente en
procesos de fabricación y uso de los mismos, como en el caso de los disolventes clorados mencionados y halones.
Los usos más comunes que han tenido los CFC´s han sido:
49
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
Disolventes industriales.
ƒ
Refrigerantes.
ƒ
Construcción de materiales aislantes.
ƒ
Propelentes.
ƒ
Fabricación de espumas.
Por otro lado sustancias como cloruro o bromuro de metilo pueden tener un
origen natural, además de procesos de incineración el primero y fabricación y
uso como plaguicida el segundo (principalmente en cultivos de invernadero).
7.3 EVOLUCIÓN Y DESTINO
La vida media de estas sustancias es muy variable según su composición. Se
estima que la vida media de los CFC´s supera los 100 años, por otra parte
compuestos con cloro como cloruro de metilo o ciertos disolventes como tricloro etano, tricloroetileno, percloroetileno, etc. presentan una vida media en
la atmósfera de semanas a meses. El bromuro de metilo presenta una vida
media estimadas de años.
La larga permanencia de los CFC´s en la atmósfera hace que puedan llegar
hasta la estratosfera. Se estima que los CFC´s tardan en llegar a la capa de
ozono 10 a 20 años. En esta capa, la presencia de radiación ultravioleta hace
que se descompongan estas sustancias liberando los átomos de cloro, siendo
esta propiedad la que da lugar a la destrucción de la capa de ozono. Reacciones de este tipo ocurrirán con otros organohalogenados simples como los
vistos, aunque hay que tener en cuenta que su menor vida media hará más
difícil su acción en la estratosfera.
7.4 EFECTOS
DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO
Los anteriores compuestos tienen como principal efecto ambiental su acción
en la destrucción de la capa de ozono estratosférica.
A continuación se explicará este efecto, provocado no sólo por los compuestos organohalogenados simples referidos, sino por otros como son óxidos de
50
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
nitrógeno, ciertos constituyentes del ciclo del carbono y compuestos hidrogenados. Cómo intervienen todas estas sustancias en este proceso se verá en
el presente capítulo.
Las primeras medidas en esta capa sobre cantidad y variación datan de
1930, siendo en los años 70 cuando se detectan las primeras relaciones entre
las variaciones de esta capa estratosférica y sustancias emitidas a nivel del
suelo como consecuencia de la actividad humana.
Tras demostrarse que la capa de ozono podía ser destruida por compuestos
inyectados a la atmósfera de origen antrópico, se ha comenzado un estudio
exhaustivo de la química atmosférica estratosférica y de los fenómenos de
carácter meteorológico que pueden influir
En la discusión de este efecto es necesario repasar primero la química responsable de la formación de ozono en la estratosfera, las reacciones implicadas en su equilibrio de formación-destrucción y, finalmente, aquéllas originadas por la presencia de las anteriores sustancias en las que se destruye ozono de forma neta.
Hasta la estratosfera las radiaciones solares llegan con la radiación ultravioleta prácticamente intacta, pues ha atravesado muy poca atmósfera. La radiación ultravioleta es muy energética4 y es capaz de disociar la molécula de
oxígeno para dar oxígeno atómico, en un proceso que tiene lugar a alturas del
orden de 80 Km.:
O2 + hν → 2O
(1)
A más baja altura, un átomo de oxígeno puede reaccionar con una molécula
de oxígeno para dar ozono:
O + O2 + M → O3 + M (2)
donde M es un tercer cuerpo capaz de aceptar energía. El ozono puede a su
vez ser fotolizado (descompuesto en átomos y moléculas más simples por
efecto de la radiación solar) en oxígeno molecular y atómico,
O3 + hν → O2 + O (3)
4
De la radiación solar, la parte que tiene longitud de onda menor es la ultravioleta, creciendo este
parámetro al pasar al visible, λ = 0,4 a 0,8 µm (violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo, de menos a
más longitud de onda) y finalmente al infrarrojo, λ = 1 a 100 µm.
51
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
Es posible también la recombinación de ozono y oxígeno atómico para restablecer el oxígeno molecular:
O + O3 → 2 O 2
(4)
Como consecuencia de este esquema químico, se establece un equilibrio dinámico entre las especies oxígeno molecular (O2), oxígeno atómico (O) y el
ozono (O3) por competencia entre las reacciones anteriores. Esto ocasiona la
presencia de ozono en la estratosfera, principalmente entre los 15 y 60 km.
de altura, aunque es máxima entre 25 y 40 km. La reacción (3) causa la absorción de rayos ultravioleta de longitud de onda inferior a 0,290 µm = 290 nm
(ultravioletas B), lo cual explica el aumento de temperatura con la altura en la
estratosfera. Esta absorción impide su llegada a la superficie de la Tierra,
permitiendo la vida tal y como la conocemos, pues el efecto de la llegada de
estos rayos sería muy perjudicial
La capa de ozono es muy frágil, pues este compuesto es muy reactivo y las
reacciones anteriores no son las únicas que participan en su equilibrio. Los
óxidos de nitrógeno naturales (NO y NO2), creados por las descargas eléctricas atmosféricas en las regiones tropicales ascienden a la estratosfera e intervienen. Se encuentra asimismo el radical hidróxilo (OH) y el hidroperóxilo
(HO2) formados por fotólisis del ozono y posterior reacción con el agua. Si
denominamos X al NO o al OH, un camino químico posible es:
X + O3 → XO + O2
XO + O → X + O2
El efecto neto es el consumo del ozono y oxígeno atómico para formar oxígeno molecular y la restitución de la especie X, por lo que se la considera un
catalizador de la destrucción del ozono. Si sumamos miembro a miembro las
dos ecuaciones anteriores obtenemos:
O3 + O → 2O2
una reacción global en la que se sugiere que el O3 y el O reaccionan directamente. Esta reacción es virtual, pues es el resumen de un proceso químico
más complejo.
En el seno de la atmósfera se llevan a cabo reacciones similares a éstas, que
logran el mismo efecto, trabajando independientemente de ellas o en combinación. A estas reacciones es necesario añadir las de fotólisis.
La contaminación de óxidos de nitrógeno a nivel del suelo no es capaz de
intervenir en procesos como el descrito, dado que su reactividad hace muy
52
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
difícil que alcancen la altura a que se dan las reacciones en las condiciones
favorables. Aun así, los óxidos que alcanzasen esta zona serían oxidados a
ácido nítrico por el ozono. Los óxidos de nitrógeno generados directamente
en la estratosfera sí pueden constituir un peligro dado que desencadenan estas reacciones de eliminación de ozono, razón por la que se considera potencialmente peligrosa la aviación supersónica civil masificada.
El óxido de nitroso (N2O), que es una molécula estable y no tóxica, puede
alcanzar la estratosfera, pues además no es fotolizable por lo fotones disponibles en la superficie. En consecuencia puede acumularse y difundirse o ser
transportado hasta la estratosfera en tiempos característicos del orden de
años. En ella es fotolizado por efecto de fotones mas energéticos y produce
óxidos de nitrógeno (NO y NO2), que son mucho mas reactivos y participan en
la destrucción del ozono, tal y como hemos visto.
El N2O es producido en baja proporción por la combustión, especialmente si
es pobre y a baja temperatura. Así mismo se produce por las reacciones involucradas en los catalizadores de gases de escape de los automóviles. Las
bacteria que desnitrifican los suelos son otra fuente importante de N2O
Las emisiones de N2O han ido aumentando desde algunas décadas y seguirán aumentando. En este año la concentración media en la troposfera es del
orden de 300 ppbv y aumenta a razón de un 0,25% por año.
La familia de compuestos más agresivos con el ozono estratosférico la constituyen los clorofluorocarbonos o CFC’s. Alcanzan la estratosfera fácilmente
pues no son atacados por el radical hidroxilo (OH) ni son fotolizados. Su concentración es del orden de 0.1-1 ppbv y crece a un ritmo del 4% anual.
Una vez en la estratosfera son fotolizados por los fotones mas energéticos
presentes en ella y liberan átomos de cloro (Cl), que reacciona con el ozono
estratosférico para dar óxido de cloro:
Cl + O3 → ClO + O2
El óxido de cloro reacciona a su vez con el oxígeno atómico para producir
cloro atómico de nuevo:
ClO + O → Cl + O2
La pareja Cl/ClO representa el mismo papel destructor del ozono que la
NO/NO2 y OH/HO2, que denominaremos genéricamente X/XO.
53
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
Por esta razón los clorofluorocarbonos están siendo sustituidos progresivamente por otros refrigerantes menos estables en la troposfera, como los
hidroclorofluorocarbonos (HCFC), aunque al descomponerse originan productos tóxicos.
El desequilibrio así creado muestra que se pueden producir efectos en lugares muy alejados de las fuentes de producción de contaminantes y muchos
años después.
El equilibrio original sólo se alcanzará muchos años después de que cesen
las emisiones. Hoy en día se reconoce la necesidad del cese total de producción de CFC’s, lo cual no podrá lograrse hasta dentro de unos años.
Los efectos que puede tener la disminución de la capa de ozono como consecuencia de la actividad antropogénica, con el consecuente incremento de
exposición de la radiación ultravioleta, pueden manifestarse en el hombre (incremento en el número de cánceres de piel y alteraciones oculares y del sistema inmunitario), los animales (afecciones en estados juveniles de ciertas
especies) y plantas (disminución del fitoplancton, reducción de la producción
de ciertas especies cultivadas); así como tener unas consecuencias globales,
relacionadas con la alteración del balance de energía.
54
Efectos prevcisibles
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
RESUMEN: C. ORGANOHALOGENADOS SIMPLES
Características de interés
ƒ Derivados halogenados (principalmente cloro, bromo y flúor) de hidrocarburos simples.
ƒ Los más importantes por su transcendencia medioambiental son los
CFC´s. Son sustancias estables, no tóxicas y principalmente empleadas
como propelentes o refrigerantes. Su producción está muy regulada
ƒ Otras sustancias de interés son el cloruro y bromuro de metilo, ciertos
disolventes clorados y los halones.
Fuentes mas importantes
ƒ Los CFC´s son sustancias de origen antropogénico, otros organohalogenados pueden tener origen natural
ƒ La emisión de los CFC´s se debe a procesos de fabricación y uso
Evolución y destino
ƒ Vida media variable según sustancias. Los CFC´s pueden tener una vida
media de más de 100 años. Esta estabilidad facilita su llegada hasta la
capa de ozono estratosféico.
Efectos más importantes
ƒ CFC´s: Principales responsables de la destrucción de la capa de ozono
(70 % contribución).
ƒ Otros gases responsables: Bromuro de metilo (10%) y Oxidos de nitrógeno.
ƒ Efectos previsibles destrucción capa de ozono:
¾ Inhibición del desarrollo fases juveniles de diferentes especies
¾ Alteración del balance de energía
¾ Hombre:
• Cataratas
• Cáncer de piel
• Alteración del sistema inmunológico
ƒ Contribución al efecto invernadero estimada en un 20%
55
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
56
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
8
DIOXINAS Y FURANOS
Las dioxinas y furanos, o simplemente dioxinas, son los nombres comunes
por los que se conoce a dos grupos de sustancias organocloradas. Entre las
principales particularidades que caracterizan a estas sustancias cabe destacar las propiedades altamente tóxicas de algunas de ellas, su bioacumulación, el hecho de que son generadas en una gran variedad de procesos industriales y de combustión, y su persistencia en el medio ambiente, en el cual
se encuentran ampliamente distribuidas en concentraciones muy pequeñas.
8.1 CARACTERÍSTICAS
"Dioxinas" es el nombre genérico bajo el que se conocen los compuestos
químicos denominados policlorodibenzo-p-dioxinas y policlorodibenzofuranos,
abreviadamente PCDD/PCDF o PCDD/F. Son éteres aromáticos policlorados
formados por dos anillos bencénicos unidos a través de 1 ó 2 átomos de oxígeno (furanos y dioxinas, respectivamente). Estos grupos los constituyen 210
compuestos que varían según el número de átomos de cloro (hasta 8) y su
posición.
Entre sus características fundamentales figuran su elevada estabilidad térmica y su baja degradabilidad lo que les confiere una gran persistencia en el
medio ambiente. Además son bioacumulables y, debido a su carácter lipófilo,
se depositan especialmente en el tejido adiposo de los organismos animales.
8.2 FUENTES
El origen de las dioxinas es muy diverso existiendo tanto fuentes de origen
natural como antropogénico. Las principales fuentes de origen natural son los
incendios forestales y las erupciones volcánicas aunque también hay determinadas reacciones enzimáticas y fotolíticas que producen dioxinas.
Entre las fuentes de origen antropogénico, muy mayoritarias respecto a las
naturales, figuran:
ƒ
Procesos de combustión a gran escala (incineradoras de RSU, incineradoras de residuos industriales, incineradoras de residuos hospitalarios y centrales térmicas que utilizan combustibles fósiles);
57
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
Procesos de combustión en pequeña escala (motores de explosión de los
automóviles, sistemas domésticos de calefacción);
ƒ
Diversos procesos químicos e industriales, en los que se forman PCDD/PCDF
como subproductos puesto que no son compuestos que se fabriquen ni que
tengan una utilidad conocida (fabricación de compuestos organoclorados,
blanqueo de pasta de papel con cloro, industria textil, etc.);
ƒ
Accidentes (incendios de plásticos o materiales organoclorados, incendios
o explosión de transformadores que contengan PCB´s); y
ƒ
Productos de desecho (lodos de depuradoras y potabilizadoras, lixiviados
de vertederos, aguas residuales domésticas).
Los procesos de combustión a gran escala son los que mayor contribución
aportan en la emisión de dioxinas a la atmósfera. Se han propuesto diversas
teorías sobre la formación de estos contaminantes durante el proceso de
combustión, pudiendo ser sus rutas de formación una combinación de distintos fenómenos dependiendo de las condiciones que prevalezcan:
ƒ
Los PCDD/PCDF están presentes como constituyentes traza en los residuos que se incineran y, debido a su gran estabilidad térmica, persisten al
proceso de combustión. Esto es originado fundamentalmente por la existencia de ciertas zonas “frías” en las que la temperatura de combustión es
más baja.
ƒ
Los PCDD/PCDF se producen durante el proceso de incineración a partir
de precursores tales como los PCB´s, anillos bencénicos clorados, pentaclorofenol, etc. Estos precursores pueden estar presentes en el residuo o
bien formarse por la combustión de plásticos como el PVC. Sin embargo,
se ha demostrado que no existe una relación directa entre la incineración
de plásticos de PVC y la formación de PCDD/PCDF. La presencia de
PCBs, clorofenol, etc. en el residuo puede originar un aumento en las emisiones de dioxinas. El rango de temperaturas en el cual se produce su
formación es entre 300 y 800º C.
ƒ
Los PCDD/PCDF se forman también como resultado de reacciones entre
los elementos que constituyen estos compuestos: carbono, hidrógeno,
oxígeno y cloro. Dichas reacciones se conocen con el nombre de síntesis
“de novo” de PCDD/PCDF y tienen lugar en los gases producto de la
combustión. Sin embargo, también se produce la formación de estos contaminantes en las cenizas volantes, que contienen carbono residual, a
temperaturas comprendidas entre 300-400º C y en presencia de ácido
clorhídrico, oxígeno y vapor de agua que forman parte de los gases de
combustión. Se piensa que estas reacciones están catalizadas por diversos metales, óxidos metálicos, silicatos, etc. presentes en las cenizas.
58
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
8.3 EVOLUCIÓN Y DESTINO
Las dioxinas son compuestos bastante estables en condiciones ambientales
normales y por ello perduran mucho tiempo en la naturaleza. No obstante, en
el medio ambiente se ven sometidos a una serie de factores ambientales a
través de los cuales pueden experimentar una gran variedad de procesos que
originarán una redistribución de estos contaminantes en todo el ecosistema.
Estos procesos son básicamente:
ƒ
Procesos de transporte:
Implican únicamente mecanismos físicos o biológicos que dan lugar a
transferencia entre diferentes sistemas (aire-suelo, suelo-agua,..)
¾ Deposición atmosférica:
• Seca: Dioxinas adsorbidas a partículas en suspensión sedi-
mentan en el suelo.
• Húmeda: La lluvia arrastra en su caída al suelo dioxinas en
fase vapor y aquellas adsorbidas a partículas
¾ Volatilización: El paso a la fase vapor o volatilización es uno de los
mecanismos por los que las dioxinas pueden volver de nuevo a la atmósfera desde el suelo o el agua. No obstante, las dioxinas son poco
volátiles (menos cuanto más es el grado de cloración).
¾ Sedimentación acuática: Por su baja solubilidad en agua y la fuerte
tendencia a adherirse a las partículas en suspensión, estas sustancias cuando llegan a los sistemas acuáticos tienden a acumularse rápidamente en los sedimentos tras la decantación del material particulado.
¾ Erosión: Por el viento, agua u otro agente es un proceso por el cual
se produce transferencia de las dioxinas adsorbidas a partículas.
¾ Lixiviación: Las dioxinas contenidas en los suelos son solubilizadas y
trasportadas hasta, normalmente, algún sistema acuático.
¾ Bioacumulación/Biomagnificación (ver glosario): Mediante estos procesos, de gran transcendencia ambiental, se produce el transporte y
transferencia de las dioxinas entre los distintos seres vivos a través
de la cadena alimentaria; no sólo son procesos de transporte sino
también de concentración de estos contaminantes en los seres vivos.
La lipofilia y baja solubilidad en agua que caracteriza a las dioxinas
hace que sean especialmente afines por los tejidos de los seres vivos
ricos en grasas; estas propiedades, junto con la resistencia a la degradación son los responsables de que una vez en el organismo tiendan a acumularse en él pudiendo llegar a concentraciones varios ór-
59
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
denes de magnitud con respecto al medio que le rodea. Este hecho
es uno de los principales motivos de controversia por la amenaza para la salud que puede representar, ya que esta bioconcentración podría llegar a niveles tóxicos.
ƒ
Procesos de transformación:
Son procesos físicos, químicos o bioquímicos que implican la modificación de la estructura química de estos compuestos y que, por tanto, contribuyen a su degradación ambiental, aunque no obstante hay que decir
que tales procesos ocurren muy lentamente en condiciones ambientales
normales dada su gran estabilidad.
¾ Fotólisis: La fotólisis a través de la luz solar constituye una vía importante de degradación de estos compuestos en el medio ambiente, sobre todo los que se encuentran en la atmósfera. En este medio la fotolisis en fase vapor es relativamente rápida mientras que la adsorción en partículas parece inhibir bastante este proceso. En suelos y
aguas ésta degradación es menor y sólo afecta a capas superficiales.
Por otra parte, a menor grado de cloración mayor facilidad de degradación.
A modo de ejemplo, la vida media de dioxinas en fase vapor ha sido
calculada en aproximadamente 200 horas (2378-TCDD) y 500
(OCDD). La vida media de 2467-TCDD en el suelo en ausencia de luz
solar se ha estimado en 10 años; en aguas superficiales claras en
118 horas en invierno y 21 horas en verano.
¾
Biodegradación: La degradación por procesos bioquímicos puede tener lugar a través e microorganismos (degradación microbiológica) o
en organismos superiores (degradación metabólica). La primera en
condiciones de laboratorio ideales se ha demostrado muy eficaz con
ciertos hongos, en la naturaleza no se han podido detectar microorganismos capaces de degradar efectivamente estas sustancias en
condiciones habituales. En organismos superiores las dioxinas se han
mostrado extraordinariamente resistentes a la metabilización.
¾ Degradación química: A pesar de su alta estabilidad química, en condiciones de laboratorio pueden forzarse determinadas reacciones de
degradación, pero estas reacciones es muy improbable que se produzcan en condiciones naturales.
ƒ
Distribución final en el medio:
Por efecto de los anteriores procesos las dioxinas inicialmente liberadas
en el medio quedarán finalmente redistribuidas en diferentes partes del
ecosistema, generando unos niveles residuales de fondo de carácter ubicuo en el aire, agua y suelo. Estos niveles pueden ser localmente incre-
60
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
mentados por algunos focos puntuales de contaminación. Los seres vivos
en contacto con el medio incorporarán también estos contaminantes en
su organismo en forma proporcional a los niveles existentes en el medio.
8.4 EFECTOS
La toxicidad de estos compuestos depende del grado de cloración así como
de la posición que ocupen los átomos de cloro. Existen 210 isómeros diferentes de los cuales el más tóxico es el que tiene ocupadas las posiciones 2, 3,
7, y 8 por átomos de cloro simultáneamente (2, 3, 7, 8 -TCDD). Por este motivo, y dadas las diferencias que muestran en cuanto a su toxicidad, las concentraciones de PCDD/PCDF se expresan en relación a este isómero. Con
este fin, se ha determinado un factor de toxicidad equivalente a nivel internacional (I-TEF) para cada uno de los 17 compuestos que poseen átomos de
cloro en, al menos, las cuatro posiciones antes indicadas ya que son los que
presentan una toxicidad importante. Así, multiplicando la concentración medida para un isómero por el I-TEF correspondiente se obtiene un valor que corresponde a la cantidad de 2, 3, 7, 8 -TCDD que produciría los mismos efectos (I-TEQ).
La toxicidad de las dioxinas se manifiesta en muchos órganos y tipos celulares en animales expuestos a dosis subletales, o en el intervalo transcurrido
desde la exposición a una dosis letal y la muerte del animal. Una lista de efectos se encuentra a continuación, cuya aparición e intensidad está en función
de la dosis y la especie considerada:
ƒ
Perdida de peso y anorexia
ƒ
Alteración de parámetros hemáticos
ƒ
Alteraciones hepáticas
ƒ
Edema dermal y general
ƒ
Alteraciones dermales (cloracné, hiperpigmentación,..)
ƒ
Alteraciones del sistema urorenal
ƒ
Hiperplasia e hipertrofia del epitelio gastrointestinal
ƒ
Alteraciones pulmonares y cardiovasculares
ƒ
Inmunotoxicidad
61
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
Disminución de la fertilidad
ƒ
Teratogenia
ƒ
Carcinogénesis: En 1.997, el IARC (Agencia Internacional de Investigación del Cáncer -Lyón-) establece que la 2, 3, 7, 8 Tetraclorodibenzo-paraDioxina incrementa el riesgo de cáncer de pulmón
En humanos la principal vía de entrada en el organismo de estas sustancias
es la oral (consumo de alimentos y bebidas), siendo la inhalación de aire, generalmente, de menor importancia.
En el hombre se han documentado una serie de lesiones y síntomas tras la
exposición a la 2, 3, 7, 8 -TCDD, como los que se reflejan a continuación Sin
embargo, en casi todos los estudios realizados en exposiciones a estos compuestos no se puede asegurar que únicamente estén presentes las dioxinas
sino que los síntomas se deben a la presencia de una mezcla de sustancias
en que éstas se incluyen.
ƒ
Manifestaciones en la piel
¾ Cloracné.
¾ Hiperqueratosis.
¾ Hiperpigmentación.
¾ Hirsutismo.
¾ Elastosis.
ƒ
Sistema interno
¾ Fibrosis de hígado.
¾ Aumento de transaminasas en sangre.
¾ Aumento del colesterol y triglicéridos.
¾ Perdida de apetito y peso.
¾ Dolores musculares.
¾ Inflamación de ganglios linfáticos.
¾ Desórdenes cardiovasculares, digestivos, tracto urinario, respiratorio
y páncreas.
ƒ
Efectos neurológicos
¾ Disfunción sexual.
62
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
¾ Dolor de cabeza.
¾ Neuropatía.
¾ Perdida de audición, visión, gusto y olfato.
ƒ
Efectos psiquiátricos
¾ Trastornos del sueño.
¾ Depresión.
¾ Estados de ansiedad.
63
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
RESUMEN: DIOXINAS Y FURANOS
Características de interés
ƒ
Son 210 compuestos orgánicos clorados (hasta 8 átomos de cloro).
ƒ
Persistentes
ƒ
Muy tóxicos
ƒ
Bioacumulables
ƒ
El más tóxico de estos compuestos es la 2, 3, 7, 8,-tetracloro dibenzodioxina. Así en la valoración de la concentración de dioxinas se tienen en
cuenta aquellas con cloro en al menos las posiciones 2, 3, 7 y 8 (17 isómeros).
Fuentes mas importantes
ƒ
La principales fuentes (casi exclusivas) son antropogénicas. Especialmente procesos de combustión a gran escala (incineradoras, centrales
térmicas, etc), a pequeña escala (automóviles, calefacciones, etc) y diversos procesos industriales (fabricación de compuestos organoclorados,
ciertos plaguicidas, blanqueo de pasta de papel, etc).
Evolución y destino
ƒ
Son compuestos altamente estables y se encuentran ampliamente dispersados por el medio ambiente debido a diferentes proceso de transporte.
ƒ
El principal proceso de degradación es la fotolisis, aunque ésta es muy
variable en función de las características químicas del compuesto y las
condiciones ambientales.
Efectos más importantes
ƒ
Son sustancias bioacumulables y biomagnificables.
ƒ
Presentan alta toxicidad con manifestaciones muy variables según la especie considerada y la dosis.
ƒ
En el hombre se han demostrado diferentes patologías en piel, sistema
interno, así como alteraciones neurológicas y psiquiátricas. La 2, 3, 7, 8
TCDD ha demostrado poder carcinogénico.
64
9
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
METALES PESADOS
Son contaminantes persistentes, muchos de ellos tóxicos a bajas concentraciones y alguno de ellos se encuentran implicados en procesos de bioacumulación y biomagnificación. En general este tipo de contaminación es localizada y asociada a diferentes procesos industriales, excepto en el caso del plomo que puede tener una presencia significativa, especialmente en el ambiente urbano, como consecuencia de su uso como aditivo de carburantes, aunque la tendencia es a su disminución debido al creciente uso de gasolinas sin
este metal.
9.1 CARACTERÍSTICAS
Una de las características de este tipo de contaminantes es su menor presencia natural en la atmósfera, en general, respecto a los aportes antropogénicos y el hecho de que no son degradados ni química ni biológicamente, por
lo que se consideran contaminantes persistentes en el medio. Esta persistencia, junto con la dificultad de eliminación de alguno de ellos por parte de los
sistemas metabólicos de organismos animales y vegetales puede tener como
consecuencia un fenómeno de acumulación en los tejidos biológicos de los
individuos o a lo largo de la cadena trófica, (procesos ya conocidos de bioacumulación y biomagnificación).
En la atmósfera puede encontrarse en diferentes formas (elemental o combinados) y estados (particulados (principalmente) o vapor).
Dentro de los metales el plomo es aquel con más importancia dentro del ámbito de la contaminación atmosférica debido a que al ser un aditivo de las gasolinas su emisión está bastante generalizada, siendo un importante contaminante urbano.
9.2 FUENTES
La presencia natural en la atmósfera se debe principalmente a volcanes, incendios o erosión del suelo. Por otra parte, la emisión antropogénica se debe
principalmente a actividades mineras, industria metalúrgica, de plaguicidas,
catalizadores y procesos de combustión, en este caso, su emisión es como
óxidos. Con respecto al porcentaje de emisión antropogénica de los metales
65
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
respecto a la natural, son mayoritarios los aportes de cadmio, mercurio, níquel y, en especial, de plomo (> 90%).
En el caso del plomo y sus derivados, especialmente los óxidos, tienen dos
posibles orígenes: localmente, se encuentran en las proximidades de fábricas
que preparan o utilizan este metal en estado de fusión, sobre todo alrededor
de las que se dedican a la recuperación de residuos plumbíferos, pero, en
general, su presencia en la atmósfera de las ciudades se debe a la introducción de compuestos orgánicos en los combustibles líquidos para motores de
automóvil. Estos compuestos (los tetraalquilplomos, por ejemplo, como el tetrametil, tetraetil, etc.) son conocidos por su propiedad de conferir un cierto
poder antidetonante a las gasolinas. Durante la combustión de la mezcla carburada en los cilindros, estos compuestos sufren una destrucción más o menos profunda, y el plomo se encuentra en el gas de escape en forma de metal, de óxidos o incluso de compuestos diversos por reacción con otros constituyentes de aditivos.
Actualmente su uso como aditivo de gasolinas está prohibido en los Estados
Unidos y se va prohibiendo progresivamente en los países industrializados.
Además daña el catalizador que se usa para la reducción de los contaminantes en el tubo de escape de los motores alternativos usados en los vehículos
automóviles.
9.3 EVOLUCIÓN Y DESTINO
El destino final de los metales en la atmósfera, en general, es una deposición
rápida. No obstante, también se han encontrado concentraciones de metales
por encima de los valores naturales en zonas muy alejadas de los posibles
focos emisores, probablemente por traslado de material particulado por diferentes procesos meteorológicos.
9.4 EFECTOS
Es este un grupo de contaminantes de especial relevancia por el riesgo que representan para la salud humana. El riesgo que representa su presencia en el aire se
debe a que son inhalados y pueden ser bioacumulados en el organismo, pudiendo
alcanzar concentraciones que los conviertan en agentes tóxicos.
Desde el punto de vista sanitario, la acumulación de plomo puede producir
alteraciones en el comportamiento, afectar a la inteligencia de los niños y
producir malformaciones en los fetos de madres gestantes. Por otra parte, en
66
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
torrente sanguíneo ya se pone de manifiesto su carácter tóxico pues interfiere
en la síntesis del grupo hemo, dificultando así el desarrollo y maduración de
los glóbulos rojos, y actúa en el tubo digestivo donde puede favorecer la aparición de úlceras. El plomo que se acumula en los huesos parece que altera la
osificación normal del esqueleto debido a trastornos en la fijación del calcio.
Es capaz, asimismo, de dificultar la actividad enzimática. En el caso concreto
de los adultos, población menos sensible a los efectos descritos, una acumulación de plomo podría llegar a causar daños importantes en el sistema nervioso.
Se ha comprobado que de la cantidad total de plomo inhalado, el 35% (de
media) se introduce en el torrente sanguíneo de donde se distribuye por todo
el organismo acumulándose una cantidad no determinada en los huesos,
mientras que el resto es expulsado al exterior a través de la orina.
Existen otros metales cuyos efectos son más o menos conocidos. La toxicidad y bioacumulación y efectos patológicos dependen del elemento en cuestión. En este sentido son especialmente importantes el mercurio, cadmio, níquel, etc. No obstante la exposición por parte de los organismos vivos no
suele deberse a procesos de contaminación atmosférica. Aunque alguno de
estos metales han sido responsables en zonas localizadas de procesos de
contaminación atmosférica especial no se les considera contaminantes generalizados.
67
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
RESUMEN: METALES PESADOS
Características de interés
ƒ
Son contaminantes persistentes, muchos de ellos, tóxicos a bajas concentraciones y algunos son bioacumulables.
ƒ
La emisión por procesos antropogénicos es superior, en general, que
por fenómenos naturales, especialmente en el caso del cadmio, mercurio, níquel y, sobre todo, plomo (90%).
Fuentes mas importantes
ƒ
Las emisiones antropogénicas se deben a actividades variadas como
minería, siderometalurgia, fabricación de ciertos plaguicidas, catalizadores y procesos de combustión.
ƒ
En el caso del plomo su presencia, especialmente en las ciudades, se
debe a la utilización de compuestos orgánicos con plomo como aditivos
de gasolinas.
Evolución y destino
ƒ
Emisión y, en general, rápida deposición.
Efectos más importantes
ƒ
Diferentes alteraciones según el metal. Especialmente tóxicos son el
mercurio, cadmio y níquel.
ƒ
El plomo en el hombre puede provocar diferentes afecciones en:
¾ Sistema nervioso
¾ Desarrollo de glóbulos rojos
¾ Sistema digestivo
¾ Desarrollo del feto
68
10
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
OTROS CONTAMINANTES
Existe una gran variedad de sustancias orgánicas o inorgánicas que pueden
constituir en determinadas circunstancias contaminación atmosférica. A continuación se relacionan alguna de las más importantes y se mencionarán aquellas características más destacables.
CLORO Y CLORURO DE HIDRÓGENO
Es un gas incoloro de olor sofocante, muy soluble en agua, produciendo ácido
clorhídrico. Presenta efectos tóxicos, especialmente para las plantas, y corrosión. Niveles del orden de 1 ppmv de ácido clorhídrico (ClH) o cloro (Cl2) pueden afectar seriamente la vida de las plantas. Estos niveles sólo se alcanzan
debido a escapes o vertidos accidentales.
Su origen natural se debe a la oxidación por medio de radicales -OH del cloruro de metilo emitido por los océanos. Actividades antropogénicas productoras son metalurgia del cobre, fabricación de cloro, carbonato de sosa, potasa,
PVC, compuestos organoclorados, vidrio, incineración de residuos, etc. En
algunas zonas se cree que es responsable junto con otros ácidos, aunque en
mucha menor proporción, de la lluvia ácida.
FLÚOR Y FLUORURO DE HIDRÓGENO
El fluoruro de hidrógeno es un gas humeante o líquido incoloro (P.E. 19.5º C)
cuya solución acuosa es el ácido fluorhídrico. Al igual que en el caso del ClH,
es tóxico, especialmente para las plantas, así como muchas sales (fluoruros)
y corrosivos. Los fluoruros constituyen tóxicos acumulativos para las plantas,
necrotizando áreas de las hojas. Se encuentran niveles de umbral de toxicidad tan bajos como 0, 1 ppbv.
Por otra parte, los fluoruros sólidos o gaseosos se acumulan en los forrajes.
El consumo de este forraje por el ganado puede provocar fluorosis.
El flúor está muy extendido en la naturaleza en forma de fluoruros y acompaña, casi siempre, al fósforo en sus minerales. Por ser éstos la materia prima
de numerosas industrias de transformación destinadas, especialmente, a la
producción de abonos (ácido fosfórico, fosfatos de amonio, superfosfatos,
69
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
etc.), los tratamientos por calcinación o ataque sulfúrico van acompañados de
emisiones fluoradas más o menos abundantes. La industria de la elaboración
del aluminio a partir de la bauxita por electrólisis en fase ígnea, utiliza la criolita como fundente (material compuesto a base de un hexafluoraluminato de
sodio). A las elevadas temperaturas en que tiene lugar el preparado se producen emisiones de productos fluorados. Por otra parte, el origen de estos
compuestos en el medio atmosférico también puede ser natural (emisión marina y volcanes).
Por último no se deben dejar aparte, finalmente, las emisiones de productos
malolientes que constituyen, para las personas a ellos expuestas, una incomodidad a veces intolerable e incluso un verdadero perjuicio (se han detectado multitud de síntomas patológicos asociados a malos olores). Este tipo de
contaminación está cobrando cada día mayor importancia tanto por las exigencias de calidad de vida de una población más exigente como por el hecho
de que es un problema en crecimiento desde que proliferan las plantas de
tratamiento de residuos, vertederos y aguas residuales. Pero también existen
algunas industrias que se rodean de una atmósfera desagradable: ocurre así
en fábricas de productos cuya materia prima son huesos o residuos de los
mataderos y de descuartizamiento, tenerías, papeleras, etc. El mayor número
de denuncias por contaminación atmosférica derivan de procesos de generación de malos olores, aunque no sea el tipo de contaminación con efectos
más perjudiciales para la salud.
70
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
11
CONTAMINANTES
SECUNDARIOS
Los contaminantes secundarios son aquellos que se forman por la interacción
química entre contaminantes primarios o éstos y compuestos habituales de la
atmósfera, en procesos que puede intervenir la radiación solar. Los procesos
que intervienen en su formación, así como los efectos más destacados son
comentados a continuación.
11.1 CONTAMINANTES FOTOQUÍMICOS
11.1.1 CARACTERÍSTICAS
En zonas muy contaminadas, especialmente con sustancias provenientes de
la combustión (hidrocarburos inquemados y óxidos de nitrógeno), si se alcanzan las condiciones climáticas adecuadas (insolación, situación anticiclónica,
inversión térmica), se puede formar la denominada niebla fotoquímica (“el
smog”).
Como consecuencia de esta situación aparecen en la atmósfera oxidantes generados por las interacciones de NOX, hidrocarburos y el oxígeno, en presencia de la
radiación ultravioleta de los rayos del Sol. El mecanismo de formación de estos
contaminantes fotoquímicos es complejo e involucra diferentes etapas, permaneciendo desconocido el proceso completo de formación.
La niebla fotoquímica se caracteriza por un contenido alto de oxidantes (ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO2), peróxido de hidrógeno (H202), compuestos con grupo nitrato del tipo peroxiácilo y otros tipos de compuestos conteniendo el grupo peróxido e hidroperóxido). Está constituida, además, por partículas compuestas de ácido nítrico (NO3H), ácido sulfúrico (SO4H2), formados
por oxidación de dióxido de nitrógeno (NO2) y de azufre (SO2), nitratos, sulfatos, sales de amonio, metales, hidrocarburos oxidados y agua.
Se trata en definitiva de una composición química compleja, haciendo intervenir las fases gaseosa, líquida y sólida y que cuenta con la radiación solar
para su evolución a partir de varios contaminantes.
71
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
11.1.2 EFECTOS
El síntoma más común ante la presencia de oxidantes de la niebla fotoquímica es la irritación de los ojos y garganta. Por otra parte se ha detectado un
aumento de la morbilidad y mortandad en sujetos sensibles y grupos de riesgo, aunque se piensa que puede tener un efecto significativo en estos procesos el aumento de temperatura asociado a situaciones anticiclónicas que favorecen la presencia de estas sustancias. De hecho, se han realizado pruebas epidemiológicas en la ciudad de Los Ángeles, dando como resultado la
ausencia de episodios de mortalidad inducida cuando la concentración de
estos oxidantes se mantiene entre 0.5 y 0.9 ppm. No obstante se ha observado un aumento de las irritaciones en vías respiratorias y ojos en aquellas personas con especial sensibilidad (pacientes con afecciones asmáticas y broncopulmonares).
Por otra parte, donde existe la niebla fotoquímica se detectan olores y disminuye la visibilidad
ƒ
Efectos sobre la vegetación.
Son especialmente fitotóxicos, aunque la toxicidad depende de la especie
considerada. En general producen bronceado y barnizado característico
en el envés de las plantas sensibles.
ƒ
Efectos sobre los materiales.
Cuarteado de materiales poliméricos y decoloración de pigmentos.
Procesos de formación
El proceso de formación comienza con la descomposición del NO2 en NO y
oxígeno atómico (O) por acción de la radiación solar. El O reacciona con el O2
de la atmósfera dando lugar a O3, el cual reacciona a su vez con NO para
formar de nuevo NO2, siempre en ausencia de hidrocarburos. La producción
de ozono se encuentra fortalecida aún más en el caso de existir radicales oxigenados orgánicos (ROX). Estos radicales reaccionan rápidamente con el NO
de la descomposición de NO2, reoxidando el mismo a NO2. Este NO2 se sigue
descomponiendo ante la presencia de la radiación solar, formando más ozono. El ozono presente en exceso produce radicales libres muy reactivos si
existen hidrocarburos con los que interaccionar:
ROy + O3 → RO-
72
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
Estos radicales libres reaccionan con otros radicales, contaminantes primarios y componentes del aire, dando lugar a una mezcla de productos oxidados. Los hidrocarburos son, pues, esenciales para la formación de la niebla
fotoquímica y su reactividad, medida por su capacidad de fotooxidar el monóxido de nitrógeno a dióxido, puede ser muy diferente: los más activos son
las olefinas (exceptuando el etileno), seguidos de los aromáticos (salvo benceno y tolueno) y por último los alifáticos. El acetileno es prácticamente inactivo, como lo puede ser la capacidad irritante de los productos de la reacción.
Esta contaminación se localiza en el entorno urbano (presencia masiva de
hidrocarburos) y presenta un perfil muy característico al poner en relación su
concentración con la hora del día. Es el responsable de la boina grisácea que
envuelve ciertas ciudades y puede llegar a ser muy peligroso si se prolongan
por mucho tiempo los factores que contribuyen a su formación.
Presentan especial importancia dentro del proceso de smog fotoquímico el
PAN y el ozono, que a continuación se comentarán.
ƒ
El nitrato de peroxiacetilo o PAN es uno de los oxidantes orgánicos principales y es un fuerte irritante, aunque lo es mucho más el nitrato de peroxibenzilo o PBN. Estos son compuestos con una estructura química genérica que responde a la fórmula R-CO-OO-NO2. El PAN se forma por la
combinación de un radical peroxiacetilo y una molécula de NO2 en procesos como los anteriormente vistos.
ƒ
Ozono troposférico. Se ha comprobado que el ozono troposférico no deja
de aumentar y actualmente se encuentra muy regulado. Altera la función
de las mucosas del aparato respiratorio, y necrotiza los tejidos de ciertos
vegetales a concentraciones del orden de 40 ppbv. La destrucción de
bosques europeos, anteriormente atribuida a la lluvia ácida exclusivamente, ha de ser incluida entre los efectos del ozono, combinado con otros
contaminantes y efectos.
Con un ritmo de crecimiento anual del 2% pronto resultará imposible en
muchas zonas cumplir con la normativa de limitación, de unas 55 ppb durante 8 horas, para la protección de la salud y 100 ppbv durante una hora,
para la protección de los vegetales, impuesta por la legislación europea.
Las reacciones fotoquímicas aportan un 80% del ozono troposférico,
mientras que la estratosfera aporta el resto. En cuanto a los sumideros de
ozono, la destrucción por fotólisis, la fotoquímica y la absorción del suelo
y los vegetales parecen tener una contribución semejante.
Los precursores del ozono troposférico se encuentran evolucionando tal y
como muestra la tabla 2.
73
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
TABLA 2 RITMO DE CRECIMIENTO DE LOS PRECURSORES DEL OZONO TROPOSFÉRICO
RITMO DE CRECIMIENTO ANUAL
PRECURSOR
CH4
0,7%
CO
1a 3% en el hemisferio Norte
0 a 1% en el hemisferio Sur
Hidrocarburos
0,8% a 1%
NOx
1% a 2,5%
Por ello cabe esperar que la concentración de ozono en la troposfera continúe
aumentando, especialmente por el aumento de los NOx.
RESUMEN: CONTAMINANTES FOTOQUÍMICOS
Características de interés
ƒ
Se puede formar niebla fotoquímica (smog fotoquímico) cuando se dan
las siguientes condiciones:
¾ Emisión de hidrocarburos y Nox (transporte urbano).
¾ Insolación (radiación ultravioleta).
¾ Inversión térmica (dificulta la dispersión de contaminantes).
ƒ
Esta niebla está caracterizada por la presencia de alto contenido de oxidantes, partículas ácidas, hidrocarburos oxidados y agua. El mecanismo
de formación de estos componentes es complejo e involucra diferentes
etapas, permaneciendo desconocido el proceso completo de formación.
ƒ
Los oxidantes más importantes dentro de este proceso son:
¾ Pan (nitrato de peroxiacetilo)
¾ Ozono
Efectos mas importantes
ƒ
Irritaciones en ojos y garganta
ƒ
Olor
ƒ
Menor visibilidad
ƒ
Fitotoxicidad
ƒ
Alteración de ciertos materiales
74
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
11.2 CONTAMINACIÓN ÁCIDA
11.2.1 CARACTERÍSTICAS
Se entiende como tal la pérdida de la capacidad neutralizante del suelo y del
agua como consecuencia de la deposición, en forma de compuestos ácidos,
de los óxidos de azufre y nitrógeno atmosféricos. Es este un ejemplo claro de
la interrelación de los diferentes compartimentos en que normalmente se divide el medio para su estudio, puesto que es este un efecto producido tras la
interrelación de la atmósfera, suelo, agua y biosfera.
La acidificación se ha convertido en un problema de grandes dimensiones,
tanto desde el punto de vista de intensidad como de extensión espacial. La
gran cantidad de SOX y NOX lanzados a la atmósfera propician contaminaciones severas que se ponen de manifiesto en zonas geográficas muy alejadas
de los puntos de emisión, proceso de transporte que se ve favorecido por la
estabilidad de estos compuestos.
Proceso de formación:
El proceso por el que se genera esta acidificación consta de las siguientes
etapas:
ƒ
Azufre elemental fijado en los combustibles fósiles (ciclo biogeoquímico).
ƒ
Nitrógeno elemental en el aire y en los mismos combustibles.
ƒ
Ambos se liberan en la combustión de dichos combustibles, entrando en la
atmósfera como SOX y NOX.
Tras sufrir diversos procesos (de transporte y transformación química) precipitan y terminan depositándose de nuevo en la tierra, lo cual se lleva a cabo por
dos vías
ƒ
Deposición seca: En las zonas próximas al foco emisor, los óxidos se depositan en forma de aerosoles o gaseosa, siendo ésta la forma predominante en dichas zonas.
ƒ
Deposición húmeda: Las transformaciones químicas que sufren estos óxidos en la atmósfera llevan a su oxidación a formas ácidas (H2SO4 y HNO3)
las cuales se disuelven en las gotas de agua que forman las nubes y en
las propias gotas de agua de lluvia, depositándose en el suelo.
75
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
De esta forma también pueden depositarse los óxidos no transformados.
La proporción de deposición seca y húmeda de SO2 depende de la velocidad de oxidación, la cual se ve regulada por varios factores, como variaciones de concentración de este elemento y por la presencia de otras
sustancias que retiren del medio compuestos oxidantes.
Las precipitaciones se consideran ácidas cuando el pH alcanza un valor de
5.6 (valor correspondiente al de equilibrio del CO2 atmosférico con el agua).
Entre los efectos generales que puede tener la lluvia ácida podemos encontrar tanto en el medio acuático como terrestre disminución del pH, pudiendo
llegar a valores incompatibles con la vida y movilización de metales, que tienen como consecuencia el empobrecimiento de la vida (incluso desaparición
de vida piscícola) en los lagos más afectados y degradación de cultivos y
bosques.
Por otra parte, la lluvia ácida tiene influencia en la degradación de los materiales de construcción y artísticos (mal de la piedra) y corrosión metálica.
RESUMEN: CONTAMINACIÓN ÁCIDA
Características de interés
ƒ
Perdida de capacidad neutralizante del suelo y del agua.
ƒ
Origen: Deposición de ácido nítrico y, especialmente, sulfúrico derivados
de las emisiones contaminantes de óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre.(Ver capítulo correspondiente)
ƒ
Sus efectos se pueden manifestar en zonas muy alejadas de los puntos
de emisión.
ƒ
Se denomina precipitación ácida cuando el pH alcanza un valor de 5.6
(correspondiente al del equilibrio del CO2 atmosférico y el agua).
Efectos mas importantes
ƒ
Alteraciones importantes en ecosistemas terrestres y acuáticos derivados de:
¾ Disminución del pH
¾ Movilización de metales
ƒ
Corrosión metálica y favorece el “mal de la piedra”.
76
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
12
GLOSARIO*
ÁCIDO NÍTRICO. Liquido humeante incoloro o amarillento de fórmula HNO3.
Es muy corrosivo y sus vapores son muy tóxicos. El ácido nítrico y los nitratos
(principalmente el nitrato de amonio) están presentes en la atmósfera en forma de aerosoles: el ácido se forma a partir del óxido de nitrógeno y reacciona
después con el amoniaco para dar nitrato de amonio.
ÁCIDO SULFÚRICO. Liquido oleaginoso denso, incoloro en estado puro; fórmula H2SO4. Es enormemente corrosivo y tóxico. El ácido sulfúrico es el más
utilizado de todos los productos químicos. Como contaminante, aparece en la
atmósfera, hidratado en función de la temperatura y la humedad ambiental,
en forma de aerosol llamado “niebla de ácido sulfúrico”, producido por reacciones de oxidación lentas del dióxido de azufre atmosférico o emitido directamente por las chimeneas. Estos aerosoles son más difíciles de eliminar
que el dióxido de azufre gaseoso, su tiempo de permanencia en la atmósfera
es más largo y pueden recorrer grandes distancias gracias al viento. Pueden
alcanzar los alvéolos pulmonares si haber sido detenidos por los órganos
respiratorios superiores. Potencialmente muy dañinos, inhiben la actividad de
los macrófagos pulmonares. Sin embargo, terminan por formar sulfatos como
consecuencia de las posibilidades de reacciones de química atmosférica in
situ con los numerosísimos aerosoles de sales de calcio de origen marino o
terrestre siempre presentes en la atmósfera.
AEROSOL. Suspensión, en un medio gaseoso, de partículas sólidas o líquidas
que presentan una velocidad de caída despreciable. Las partículas sólidas forman
un “aerosol de partículas sólidas” (y no un aerosol sólido), las partículas liquidas
un “aerosol de partículas liquidas” o de microgotillas (y no un “aerosol liquido”). Las
dimensiones de las partículas de un aerosol exceden con frecuencia de los limites
coloidales normales (que son de 1 nm a 1 µm).
AIRE. Mezcla gaseosa que compone la atmósfera terrestre. La composición
aproximada del aire es, en volumen, de 78% de nitrógeno, 20,95% de oxigeno, 0,93% de argón y 0,03% de dióxido de carbono con cantidades mínimas
de otras muchas sustancias. El contenido en vapor de agua es muy variable y
depende de las condiciones atmosféricas. El aire se considera puro cuando
ninguno de los componentes menores está presente con una concentración
susceptible de perjudicar la salud de los seres humanos o de los animales, de
dañar la vegetación o provocar una disminución del bienestar (por ejemplo
*
Gran número de estas definiciones se inspiran en vocabularios normalizados publicados por diferentes
organizaciones internacionales (OMS, ICRS, CEI, ISO, etc.)
77
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
por la presencia de aerosoles, de polvos o de olores, o incluso por la absorción de la luz solar).
ALCANO. Hidrocarburo alifático saturado (es decir que no contiene dobles
enlaces carbono-carbono). Los alcanos tienen como fórmula general CnH2n+2.
Los cuatro primeros miembros de la serie son el metano, el etano, el propano
y el butano. “Alcano” es el nombre químico sistemático de cada uno de estos
compuestos; se utiliza igualmente el término “parafina”. Los componentes
básicos de la gasolina y de otros productos petrolífero son alcanos.
AL QUENO. Hidrocarburo alifático que contiene al menos un doble enlace
carbono-carbono. Los alquenos que contienen dos enlaces dobles se llaman
dienos, los que contienen tres trienos, etc. “Aqueino” es el nombre químico
sistemático de cada uno de estos compuestos; se utiliza igualmente el término “olefina” para designar a estos carburos de hidrogeno no saturados (etilénicos y acetilénicos).
AMONIACO. Gas incoloro de fuerte olor asfixiante; fórmula: NH3. En la naturaleza es producido, entre otras reacciones, por la descomposición de materias vegetales. Es un componente normal del aire en el campo, donde se observan regularmente niveles de 5-10 µg/m3.
BENCENO. Liquido claro incoloro, volátil e inflamable. Hidrocarburo
aromático, fórmula C6H6. El benceno se utiliza a gran escala en las industrias
químicas; es un constituyente menor de la gasolina. Es fuertemente tóxico;
está probado que la exposición profesional a sus vapores entraña un aumento del riesgo de leucemia.
BIOACUMULACIÓN. Acumulación de un elemento o compuesto en organismos vivos o en partes de los mismos.
BIOMAGNIFICACIÓN. Bioacumulación ascendente a lo largo de la cadena
trófica.
CAPA DE OZONO (U OZONOSFERA). Capa de la atmósfera que se extiende entre los 10 y los 50 km aproximadamente (por encima de la superficie
terrestre), y en la cual el porcentaje de ozono es relativamente elevado. La
concentración máxima se presente generalmente, hacia los 20 ó 25 km.
CFC´s. Clorofluorocarbonados, nombre colectivo para hidrocarburos volátiles
que contienen fluor y cloro. Comúnmente, y equivocadamente, llamados freones.
78
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
CLOROSIS. Estado de deterioro de las planta verdes, caracterizado por el
amarilleamiento y la decoloración, como consecuencia de la ausencia de ciertos oligoelementos o de la presencia de compuestos tóxicos en el suelo. Los
mismos efectos aparentes se producen cuando la contaminación atmosférica
(SO2, HF, etc.) sobrepasa un umbral crítico, variable según las especies y el
estado vegetativo.
CLORACNÉ. Acné clórica.
CLORURO DE HIDRÓGENO. Gas incoloro, fórmula HCl, de olor sofocante,
que despide vapores visibles en el aire húmedo. Es muy soluble en agua,
siendo conocida la solución con el nombre de ácido clorhídrico. Tanto el gas
como la solución son tóxicos, corrosivos y fitotóxicos (aunque lo sean menos
para las plantas que el fluoruro de hidrógeno). El cloruro de hidrógeno era un
contaminante muy abundante en el siglo XIX, porque era expulsado en grandes cantidades por las fábricas que utilizaban el procedimiento de pastel de
sal (calentado del cloruro de sodio con el ácido sulfúrico). En nuestros días
tiene una importancia relativamente baja como contaminante.
COMBUSTIBLES FÓSILES. Nombre genérico de los combustibles que se
han formado a partir de los residuos vegetales y animales (por ejemplo carbón y petróleo).
COMBUSTIÓN. Reacción química en la cual un material se combina con el
oxigeno con desprendimiento de calor. La combustión de las sustancias que
contienen carbono e hidrógeno se llama combustión completa cuando estos
dos elementos se oxidan íntegramente en dióxido de carbono y en agua. Una
combustión incompleta puede dar como resultado: 1) la presencia de cantidades apreciables de carbono en las cenizas; 2) la emisión de una parte del
carbono en forma de monóxido de carbono, y 3) la reacción de las moléculas
de combustible para formar una serie de productos mas complejos que las
propias moléculas de combustible. Si estos productos escapan a la combustión, serán lanzados en forma de humos. Se conseguirá una combustión mas
completa de los productos volátiles si parte del aire (aire secundario) entra
por encima y por debajo del lecho de combustión (el aire primario entra a través del combustible. El exceso de aire en relación con la cantidad teóricamente necesaria para la combustión completa, debe ser regulado al mínimo
compatible con una combustión completa (y una ausencia de humos) para
evitar una perdida excesiva de calor en los gases de chimenea, una mala
transferencia de calor y la oxidación del dióxido de azufre en trióxido de azufre. Cuando la alimentación de combustible se hace por la parte superior del
lecho de combustión, puede producirse humo. La combustión toroidal es un
sistema en el cual se mantiene un torbellino en el hogar de la caldera, lo que
79
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
aumenta el tiempo de estancia del combustible en el hogar y mejora la combustión. Esta combustión necesita pues poco o ningún exceso de aire.
CONTAMINACIÓN. Introducción o presencia de contaminantes, o la modificación indeseable de la composición de un medio liquido o gaseoso. Cuando
se trata de la lucha contra la contaminación del aire, se llama “modificación
indeseable” aquella que produce efectos dañinos o nocivos. La contaminación
del aire, según la definición de Engeneers Joint Council es “la presencia en
la atmósfera ambiente de uno o varios contaminantes como polvos, humos,
gases, bruma, olores o vapores en cantidades, características y duración tales que esta presencia puede dañar a la salud del hombre, de las plantas y de
los animales, así como al estado de los bienes o impedir al ser humano gozar, sin incomodidad, de la vida y de los bienes”.
CONTAMINANTE (O POLUANTE). Materia sólida, liquida o gaseosa indeseable
presente en un medio liquido o gaseoso. Un contaminante primario es el lanzado
a la atmósfera por una fuente identificable. Un contaminante secundario es un
contaminante formado por reacción química en la atmósfera. El smog oxidante es
un contaminante secundario en relación a sus constituyentes que son por si mismos contaminantes. En lo que concierne a la contaminación atmosférica, los términos “poluante” y “contaminante” se utilizan como sinónimos. Sin embargo, ciertos autores, hacen una distinción, considerando el contaminante como una aportación de un constituyente, existente ya en la atmósfera, que causa una modificación en la composición de esta, composición que se aparta así de su valor medio
global, pero sin embargo sin que se produzca un efecto nocivo perceptible a corto
o medio plazo (por ejemplo CO2).
DIÓXIDO DE AZUFRE. Gas o liquido incoloro (punto de ebullición: -10º C) de
olor sofocante, fórmula SO2; fuertemente irritante y tóxico. El dióxido de azufre es un componente natural de la atmósfera, producido por la descomposición bacteriana de sulfatos en el suelo, por la oxidación del hidrógeno sulfurado procedente de la descomposición de materias orgánicas, por los volcanes, etc. Se estima que un tercio del dióxido de azufre de la atmósfera procede de la actividad humana, principalmente de la utilización de combustibles
fósiles. El dióxido de azufre es uno de los contaminantes corrientemente medidos en red y se toma como indicador general de la contaminación en los
niveles de alerta. Durante episodios celebres de contaminación atmosférica,
se midieron altas concentraciones de SO2, sin embargo, es difícil precisar
hasta que punto el dióxido de azufre es responsable del incremento en la
mortalidad que pudo observarse en esos momentos. No hay prueba evidente
de su nocividad para el hombre si en los niveles medios en el aire de las ciudades sólo se tuviera en cuenta el SO2 en ausencia de humos y polvos, sin
embargo, no hay duda en cuanto a su responsabilidad en la corrosión de me-
80
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
tales y en la alteración de materiales de construcción, en particular piedras
calcáreas.
DIÓXIDO DE CARBONO. Gas incoloro e inodoro, de fórmula CO2. Es
aproximadamente un 50% mas pesado que el aire del cual es un constituyente normal. Se forma en ciertos procesos naturales y durante la combustión de
sustancias que contienen carbono.
EDEMA. Acumulación excesiva de liquido seroalbuminoso en el tejido celular
debido a diversas causas: disminución de la presión osmótica del plasma por
reducción de las proteínas; aumento de la presión hidrostática en los capilares por insuficiencia cardiaca; mayor permeabilidad de las paredes capilares
u obstrucción de las vais linfáticas.
EFECTO INVERNADERO. Calentamiento de las capas inferiores de la atmósfera
debido al hecho de que la radiación solar, de longitud de onda relativamente corta,
penetra en la atmósfera sin sufrir una absorción apreciable y sólo es fuertemente
absorbida en la superficie terrestre, mientras que la radiación terrestre, de longitud
de onda larga, es absorbida por la atmósfera en una proporción mucho más importante. Este fenómeno ha sido llamado así por analogía con un invernadero en
el cual el vidrio es mucho más transparente a las radiaciones solares de longitud
de onda corta que a los rayos infrarrojos que provienen del interior del invernadero. Se han expresado temores a propósito del aumento de contenido de dióxido de
carbono en la atmósfera. Esta podría ser la causa de la intensificación del efecto
invernadero, y como consecuencia de un aumento de la temperatura, que si continuase durante algunos milenios, produciría modificaciones radicales en el clima
del planeta.
EPISODIO. Término utilizado en la literatura sobre la contaminación atmosférica
para un número muy restringido de incidentes graves en el transcurso de los cuales, en ciertas circunstancias (inversión persistente de la temperatura, masa de
aire estancada sobre una ciudad rodeada de colinas, fuga accidental de contaminantes industriales, etc.), la contaminación alcanza niveles anormalmente elevados manteniéndose durante un cierto lapso de tiempo. Tales situaciones son responsables de un aumento de la morbilidad y de la mortalidad.
FITOTOXICIDAD. Propiedad de una sustancia, sólida, liquida o gaseosa, de
ser dañina para las plantas; éste es el caso de numerosos contaminantes.
FLUOROSIS. Envenenamiento crónico por flúor. Caquexia fluórica; enfermedad crónica del ganado que se halla próximo a fábricas que despiden emanaciones de flúor, caracterizada por rigidez muscular, fragilidad de los huesos y
parálisis.
81
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
FLUORURO DE HIDRÓGENO. Gas humeante o liquido incoloro (punto de
ebullición 19,5 º C), fórmula HF. Su solución acuosa se llama ácido fluorhídrico. Los dos son muy corrosivos y tóxicos. Muchas sales del ácido fluorhídrico
(fluoruros) son también muy tóxicas. El ácido y los fluoruros causan daños a
los cultivos próximos a las fábricas que los emiten, particularmente a aquellas
que fabrican superfosfatos y sobre todo a las fundiciones de aluminio. Pueden
tomarse medidas para evitar las emisiones de estas fábricas, pero no se ha
encontrado todavía una solución para las emisiones mas débiles del ácido
fluorhídrico y de compuestos como los hexafluorurosilicatos (“silicofloruros”)
que provienen de las fábricas de briquetas.
FREÓN ®. Nombre comercial reservado para ciertos hidrocarburos fluorados,
utilizado exclusivamente por sus propiedades frigorígenas y no como sinónimo de hidrocarburo fluorado.
FRIGORÍGENO. Fluido de baja temperatura de ebullición (SO2, NH4, freones,
etc) utilizado para las transferencias de calor en los aparatos de refrigeración.
Las sustancias empleadas con mas frecuencia para este fin son los fluorocarbonos, que son también corrientemente utilizados como “agentes propulsores” en las bombas para aerosoles. Pueden distinguirse unos de otros por sus
nombres químicos o por sus designaciones internacionales. Estas últimas
consisten en un numero precedido de la letra R (por ejemplo, R12 es el diclorofluorometano, R22 es el clorodifluorometano). Hay quienes temen que estos
fluorocarbono se acumulen en las capas superiores de la atmósfera y puedan
causar un empobrecimiento de ozono en la ozonosfera, lo que dejaría pasar
una proporción mas grande de la radiación solar hasta el suelo, con los efectos nocivos que de ello resultaría para la salud de los seres vivos.
GASOLINA. Destilado de petróleo cuyo intervalo de destilación se sitúa normalmente entre 30 y 220º C y que, combinado con ciertos aditivos, se destina
a la alimentación de motores de encendido por chispa. Por extensión, este
término se aplica igualmente a otros productos cuyo intervalo de destilación
esta comprendido en los limites arriba mencionados (por ejemplo gasolina
natural). Para los medios por los cuales, la gasolina y su combustión, pueden
contribuir a la contaminación del aire ver entre otros monóxidos de carbono,
hidrocarburo, óxidos de nitrógeno, smog y plomo tetraetilo.
HALONES. Nombre que se da a los hidrocarburos volátiles que contienen
flúor y bromo, es decir, los bromofluorocarbonados.
HIDROCARBURO. Compuesto orgánico cuyos únicos elementos componentes son el carbono y el hidrogeno. Los átomos de carbono pueden estar orientados en cadenas abiertas, ramificadas o no (ver alcano y alqueno) y en ciclos cerrados. Hay dos tipos de hidrocarburos cíclicos: los “compuestos alici-
82
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
clicos” –que tienen al menos tres átomos de carbono en ciclos cerrados y cuyas propiedades son semejantes a las de las cadenas abiertas que tienen la
misma masa molecular relativa- y los “hidrocarburos aromáticos”. La estructura molecular de los hidrocarburos aromáticos está basada en la del benceno
que es la mas simple de esta familia y que contiene seis átomos de carbono
unidos por tres enlaces simples y tres doble carbono-carbono. Cuando estos
compuestos contienen al menos dos ciclos, se llaman “policíclicos”. Se utiliza
igualmente el término “polinuclear”, sobre todo en la expresión “hidrocarburo
polinuclear aromático” (HPA). Los constituyentes principales de la gasolina y
de otros carburantes petrolíferos son hidrocarburos de cadena abierta. Estos
compuestos no son peligrosos para la salud, ni siquiera en las concentraciones regulares del aire de las ciudades. Por el contrario, muchos hidrocarburos
aromáticos son fuertemente tóxicos. La gasolina los contiene actualmente en
pequeñas cantidades, pero es posible que se decida aumentar su proporción
para compensar su bajo poder antidetonante debido a la reducción del contenido en plomo. Tal modificación plantearía, sin embargo, algunos problemas.
Los hidrocarburos policíclicos mas conocidos son el antraceno, el naftaleno y
la benzo [a] piridina. Teniendo en cuenta el poder cancerígeno de algunos de
ellos, se excluye la posibilidad de recuperar el índice de octano añadiéndolos
a la gasolina.
HIPERPLASIA. Multiplicación anormal de los elementos de los tejidos.
HIPERTROFIA. Desarrollo exagerado de los elementos anatómicos de una
parte u órgano sin alteración de la estructura de los mismos, que da por resultado el aumento de peso y volumen del órgano.
HOLLINES. Finas partículas de carbono que provienen de una combustión
incompleta.
HUMO. (refiriéndose a los separadores aerológicos). Conjunto de gases de
combustión y de partículas arrastradas por ellos. (Por extensión, se aplica
también a los gases cargados de partículas procedentes de un proceso químico o de una operación metalúrgica), ( en meteorología). Suspensión en la
atmósfera de pequeñas partículas procedentes de combustiones diversas.
Este término utilizado, utilizado en química, es definido menos restrictivamente como aerosol sólido (por ejemplo, humo de oxido de magnesio) o liquido
(por ejemplo, humo de tabaco) procedente de una combustión, de una descomposición térmica, o de una evaporación que de lugar a vapores tensos y
persistentes. La definición de este término en la legislación sobre la contaminación del aire puede variar, pero se refiere generalmente a las emisiones
procedentes de una chimenea; la capacidad de este tipo de emisión puede
ser expresada en unidades de la escala de Ringelmann.
83
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
INMISSION (INMISIÓN). Término alemán. En la R.F.A., las inmisiones son
definidas oficialmente como “los contaminantes atmosféricos, el ruido, las vibraciones, la luz, el calor, las radiaciones y otros factores del medio ambiente
a los cuales están expuestos los seres humanos, los animales, las plantas y
los materiales”. Deben distinguirse de las emisiones (Emissionen) que se definen como “contaminantes atmosféricos, ruido, vibraciones, luz, calor radiaciones y otros fenómenos análogos emitidos por una instalación“ (Ley federal
sobre la protección contra los contaminantes ambientales, 15 de marzo de
1974) (R.F.A.).
LIXIVIACIÓN. Separación de los componentes de un material por acción de
un disolvente adecuado. En el medio ambiente este disolvente suele ser el
agua.
MERCAPTANO. Sustancia orgánica que contiene un grupo –SH. Los mercaptanos son los análogos azufrados de los alcoholes y de los fenoles. Tienen un
olor desagradable (el olor de los turones se debe a un mercaptano) y se añaden frecuentemente a los gases inodoros (por ejemplo al gas natural) para
señalar inmediatamente cualquier fuga. El olor desagradable asociado a las
refinerías de petróleo se debe en parte a los mercaptanos. A veces se les
llama “tioles”.
METANO. Gas incoloro e inodoro; formula CH4. Se inflama y da lugar en concentraciones críticas a mezclas explosivas con el aire. El metano es el principal constituyente de la mayor parte de los gases naturales y un constituyente
mayor del gas de hulla. Se forma en el transcurso de la descomposición de
materias orgánicas, sobre todo en los pantanos, de ahí su nombre corriente
de “gas de los pantanos”.
MONOXIDO DE CARBONO. Gas incoloro, casi inodoro, inflamable, formula CO.
Se produce especialmente durante la combustión incompleta por falta de aire de
materias orgánicas (por ejemplo, en los motores de automóviles). Normalmente en
estado de trazas en la atmósfera, es muy tóxico en concentraciones superiores a
100 cm3/m3 (0,01%). Su afinidad por la hemoglobina, con la cual se combina para
formar la carboxihemoglobina, es de 200 a 300 veces la del oxigeno. Esto trae
como consecuencia la reducción de la capacidad de fijación y de transporte del
oxigeno por la hemoglobina y que cause la muerte por asfixia. La concentración
de monóxido de carbono en las calles de las ciudades, debida en gran parte a los
gases de escape de los automóviles, puede ser lo suficientemente elevada como
para resultar peligrosa, como puede serlo la que resulta del tabaquismo en habitaciones de atmósfera limitada.
NIEBLA. Suspensión en la atmósfera de gotas muy pequeñas de agua, que reducen la visibilidad horizontal sobre la superficie del globo a menos de un kilometro
84
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
(cf. OMM). Niebla de advección. Niebla que se forma en la parte inferior de una
masa de aire húmedo que se desplaza por sobre una superficie más fría . Niebla
de evaporación. Niebla en la cual se alcanza la saturación en una masa de aire
frío y estable por la evaporación rápida en la superficie del agua cálida subyacente. Niebla frontal. Niebla a lo largo de un frente, en cuya formación interviene la
mezcla de las dos masas de aire que están presentes. Niebla al Sol. Niebla de
radiación de débil extensión vertical, aunque frecuentemente densa, que deja ver
las estrellas de noche y al sol de día. Niebla de inversión. Niebla provocada por la
extensión hacia abajo, hasta el suelo, de una capa nubosa de stratus formada
bajo un inversión. Niebla helada. Suspensión en la atmósfera de numerosos y
minúsculos cristales de hielo, que reducen la visibilidad en la superficie del globo.
Niebla de mezcla. Niebla ligera y de corta duración producida por la mezcla de
dos masas de aire húmedo pero no saturado y de distintas temperaturas. Niebla
de radiación. Niebla debida a la radiación nocturna, suficiente para inducir en la
proximidad del suelo o, un enfriamiento del aire hasta la condensación del vapor
de agua contenido en el aire. Niebla marina. Niebla de advección que se forma
sobre el mar. Niebla de pendiente. Niebla formada sobre las pendientes de una
colina o montaña expuestas al viento, a consecuencia de la ascensión forzada del
aire, de la detención y del enfriamiento adiabático correspondiente.
NITRÓGENO. Elemento gaseoso; número atómico 7, masa atómica relativa
14,0067, símbolo N. Es el constituyente principal del aire (4/5e). Su combinación con el oxigeno da compuestos NOx algunos de los cuales son enormemente tóxicos.
NUCLEO (ATMOSFÉRICO). Partícula microscópica privilegiada sobre la que
opera el paso del vapor de agua atmosférico a las fases liquida o sólida (cf.
OMM). Núcleo de condensación: Núcleo sobre el cual se opera la condensación del vapor de agua .
OXIDACIÓN. Pérdida de electrones que conlleva un aumento de la valencia.
En su origen, este término significaba combinación con el oxigeno, actualmente se le da un sentido mas amplio.
OXIDANTE. Sustancia oxidante, que como tal causan la oxidación. Los oxidantes atmosféricos son principalmente el ozono, el dióxido de nitrógeno y los
peróxidos orgánicos. Liberan todo el yodo de las soluciones neutras de yoduro de potasio. Las concentraciones de “oxidantes” mencionadas en la literatura sobre la contaminación del aire, y medidas por este método, se calculan
suponiendo que todo el yodo es liberado por el ozono, con el fin de facilitar la
presentación de los resultados.
OXIDOS DE NITROGENO. Designados generalmente por “NOx”; serie de
siete compuestos, tres de los cuales tienen importancia en la atmósfera. El
85
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
óxido nitroso (protóxido de nitrógeno o gas hilarante), N2O, es un gas incoloro
que desempeña sin duda un papel importante en el ciclo del nitrógeno. Es el
mas abundante de los compuestos nitrogenados de la atmósfera, pero carece
de interés como contaminante. El monóxido de nitrógeno (oxido nítrico), NO
en un gas tóxico incoloro que reacciona espontáneamente con el oxigeno y
muy fuertemente con el ozono para formar dióxido. Se produce en procesos
de combustión, por ejemplo en las calderas y en los motores de combustión
interna. Cuanto más elevada es la temperatura, mayor es la cantidad producida. Participa activamente en las reacciones atmosféricas causantes del
smog fotoquímico. El dióxido de nitrógeno, NO2 es un gas fuertemente tóxico
(vapores nitrosos) de color marrón rojizo. A temperatura ordinaria, el vapor es
una mezcla en equilibrio de NO2 y del dímero N2O4. Este último se disocia si
se calienta y aumenta el contenido en NO2. Por encima de los 140º C, el NO2
se disocia en NO y en oxigeno. El término “dióxido de nitrógeno” y la formula
NO2 designan la mezcla en equilibrio. El termino “óxidos de nitrógeno” y el
símbolo NOx son utilizados en la literatura sobre la contaminación del aire
para designar la mezcla en el aire de NO y NO2.
Cuantitativamente, la concentración de NOx se define como la concentración
en NO2 realmente presente mas la concentración en NO2 resultante de la
oxidación del NO presente. En los métodos analíticos corrientes, se mide primero el NO2 presente, se oxida el NO y se mide el suplemento de NO2 producido, lo que por diferencia da la concentración de NO.
OXIGENO. Elemento gaseoso, número atómico 8, masa relativa 15,9994,
símbolo O. El oxígeno molecular O2 representa aproximadamente el 20,95%
en volumen del aire seco en la baja atmósfera; es indispensable para el mantenimiento de prácticamente todas las formas de vida. El oxigeno atómico O
aparece en gran cantidad por encima de los 20 km de altitud y predomina a
los 100 km.
OZONO. Alotropo triatómico del oxígeno, gas azul claro, de olor picante característico; fórmula O3. Agente oxidante fuertemente activo y muy tóxico, está considerado como contaminante importante en concentraciones superiores a 120 µg/m3.
Aparece en concentraciones mucho mas elevadas que esta tasa en la alta atmósfera, donde se forma por la acción de la radiación solar ultravioleta de longitud de
onda corta, mezclándose una fracción en la baja atmósfera. Se forma también por
las descargas eléctricas atmosféricas y por reacciones fotoquímicas en las que
intervienen los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno (por ejemplo gas de escape de los motores de combustión interna).
PARTÍCULA. Pequeña parte de materia líquida o sólida.
86
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
PLOMO. Elemento metálico, número atómico 82, masa atómica relativa
207,2, símbolo Pb. Muy tóxicos, el plomo (en forma de polvos) y sus componentes tienen un efecto acumulativo. Los compuestos pueden ser retenidos
en los huesos, e inmediatamente liberados a la circulación sanguínea. Polvos
conteniendo compuestos de plomo son enviados al aire no solamente por
fábricas que utilicen este metal, sino también por la mayor parte de los centros metalúrgicos no ferrosos. Está también presente en las aglomeraciones y
cerca de las vías de gran circulación, a causa de las emisiones de los automóviles que utilizan un carburante con un aditivo de plomo.
PLOMO TETRAETILO. Liquido incoloro, fórmula Pb (C2H5)4, utilizado como
agente antidetonante en la gasolina. Es tóxico por absorción cutánea y por
inhalación. Ciertas autoridades consideran a esta sustancia como más peligrosa que otros compuestos de este metal. Vapores conteniendo plomo pueden ser enviados a la atmósfera por las estaciones de servicio y por los vehículos. El plomo contenido en la gasolina se encuentra también en forma de
emisiones de plomo en los gases de escape. No está sin embargo, probado
que las concentraciones actuales o previsibles sean dañinas, salvo en caso
de concentración en la cadena alimentaria (es por lo que está prohibido que
los animales pasten en las bandas laterales de 30 a 50 m de las vías de gran
circulación).
PLOMO TETRAMETILO. Liquido incoloro, fórmula Pb (CH3)4, agente antidetonante como el plomo tetraetilo, pero más activo que él; puede ser pues utilizado como aditivo en la gasolina en menores concentraciones consiguiendo
el mismo efecto. Esta ventaja está descompensada por su volatilidad más
elevada que aumenta el riesgo tóxico, por eso su uso está prohibido en muchos países.
POLICLOROBIFENILO (PCB). Uno de los componentes de una serie de
compuestos organoclorados que contienen dos núcleos fenilos unidos y una
proporción variable de cloro. La mayor parte de los productos comerciales
contienen muchos isómeros diferentes; algunos contienen también policlorotrifenilos. Los PCBs son muy usados en la industria eléctrica, sobre todo en
los transformadores. También se utilizan como lubricantes, líquidos hidráulicos, plastificantes, ignífugos, etc. Son muy estables y se han propagado ampliamente en el medio ambiente. Sus efectos sobre la salud suscitan grandes
preocupaciones. Se ha constatado recientemente la presencia de policlorobifenilos en la leche materna.
POLVOS. Término general que designa a las partículas sólidas de dimensiones y
procedencias diversas que pueden generalmente permanecer cierto tiempo en
suspensión en un gas.. Las normas nacionales pueden ser más precisas e indicar
el diámetro de las partículas o dar una definición haciendo intervenir un tamiz cu-
87
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
yas mallas estén especificadas. Los polvos presentes en la atmósfera pueden tener un origen natural o provenir de actividades humanas.
POLVOS GRUESOS. Término general que designa a las partículas gruesas,
a veces definidas como aquellas cuyo diámetro es superior a 75 µm.
POLVOS RESPIRABLES. Materia particular en suspensión que puede depositarse en cantidad notable en el pulmón. No hay acuerdo general en cuanto a
los tipos y dimensiones de las partículas; por ello, esta denominación puede
tener significados diferentes según los autores.
RADIACIÓN. a) Emisión o transporte de energía en forma de ondas electromagnéticas o de corpúsculos. b) Esta misma energía llamada también “energía radiante”. El término 2radiación” se reserva para una radiación monocromática. En radiofísica, la radiación es 1) electromagnética o de quantos de
energía (rayos X y gamma; 2) corpuscular: a) de partículas cargadas (partículas alfa, electrones, protones, deutones); b) de partículas neutras (neutrones).
La localización en el espectro electromagnético de los tipos de radiación aquí
tratados se ilustra con el siguiente diagrama:
Longitud de onda (m)
10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1
Rayos X
cósmicos
Fotones
ultra
violeta
visible
Rayos
infrarrojo
Rayos
radar
microondas
gamma
λ =3,8 x 10 −7 m
λ =7,6 x 10 −7 m
RADICAL LIBRE. Fragmento molecular o ion que tiene uno o varios electrones periféricos, lo que lo hace muy activo, aunque el tiempo de vida de los
radicales libres sea generalmente corto, su gran reactividad les permite participar en reacciones químicas que no podrían realizarse de otra forma. En la
atmósfera, ciertos radicales libres desempeñan un papel importante en la
producción de aldehídos, de cetonas, de acetilnitroperóxido y de otros constituyentes del smog fotoquímico.
88
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
REACCIÓN FOTOQUIMICA. Reacción química provocada principalmente in
situen la atmósfera por acción de la luz. Tales reacciones pueden ser desencadenadas únicamente por la absorción de fotones altamente energéticos;
son principalmente debidas a una excitación electrónica y no pueden efectuarse en el campo del infrarrojo lejano. Son generalmente producidas por la
luz visible y sobre todo ultravioleta. Estas reacciones son responsables entre
otras cosas de la producción de smog fotoquímico y de las disociaciones observadas a gran altura.
SEDIMENTACIÓN. Separación, a causa del peso, de las partículas en suspensión en un fluido.
SMOG. Término inglés que denomina una niebla ácida fuertemente contaminada por humos, como la que existía frecuentemente en Londres. Este fenómeno está favorecido por la inversión de temperatura en invierno. Designan
también una bruma lacrimógena (como en Los Angeles) producida por reacciones fotoquímicas favorecidas por el efecto de una radiación solar importante sobre el aire contaminado por los gases de escape de los automóviles en
presencia de una inversión de temperatura. Este último tipo de smog se llama
“smog fotoquímico” o “smog oxidante”.
SULFATOS. Sales de ácido sulfúrico H2SO4. Entre los diversos sulfatos presentes en la atmósfera en forma de aerosol, el sulfato de amonio posee propiedades ácidas en solución acuosa y es corrosivo. Se origina parcialmente
en la reacción entre los óxidos de azufre y el amoniaco.
SULFURO DE HIDROGENO (ácido sulfhídrico). Gas incoloro de olor desagradable (a huevo podrido) perceptible incluso en pequeña concentración,
fórmula H2S. Es extremadamente tóxico. El sulfuro de hidrógeno es un constituyente natural de la atmósfera aunque en pequeñas proporciones, por lo que
no es perceptible ni peligroso (salvo en la proximidad de ciertos volcanes).
Fugas accidentales procedentes de ciertas operaciones industriales han causado incidentes graves; incluso una fuga en una refinería de gas natural ha
provocado muchas muertes. El sulfuro de hidrógeno afecta al olfato de tal
manera que la presencia de gas no es detectada ni siquiera cuando las concentraciones superan ampliamente el límite de seguridad, lo que explica en
parte, junto a la rapidez de acción de la dosis letal, el número de accidentes
mortales observados.
TERATOGENIA. Generación de malformaciones en fases de desarrollo.
2, 3, 7, 8 TETRACLORO DIBENZO (b,e) [1,4] DIOXINA. Compuesto que
puede formarse como subproducto en la preparación de diversos compuestos
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CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
clorados del benceno, particularmente el triclorofenol y sus derivados, así
como por procesos de combustión de materia orgánica con cloro.. Algunos de
los primeros, utilizados como herbicidas, pueden ser contaminados por este
compuesto de dioxina. Habitualmente conocido como “TCDD” o “dioxina”, es
una de las sustancias más tóxicas; también es teratógena. Las otra dibenzodioxinas cloradas presentan propiedades similares. Se han dado casos de
fallecimiento o de enfermedad debidos a la exposición profesional a la TCDD;
se ha dado también el caso de que el compuesto se ha formado como consecuencia de un sobrecalentamiento accidental, etc., causando una contaminación atmosférica muy grave.
TRIOXIDO DE AZUFRE. Oxido de azufre; fórmula SO3. Existe en estado sólido al menos en tres formas de las cuales una sola es estable, transformándose lentamente las otras dos en esta última. El trióxido de azufre se licúa completamente a los 44,5º C. Todas las formas del trióxido de azufre son extremadamente activas, corrosivas y tóxicas. Reaccionan inmediatamente con el
agua para formar ácido sulfúrico en concentraciones que dependen de la
temperatura y se disocian a alta temperatura formando dióxido de azufre y
oxígeno. Cuando los combustibles arden a alta temperatura (en instalaciones
industriales, por ejemplo), un 5% de azufre aparece en los gases calientes de
la chimenea en forma de trióxido de azufre. Cuando la temperatura disminuye, se combina con el vapor de agua para formar una niebla de ácido sulfúrico. El trióxido de azufre no existe como tal en la atmósfera, a causa de la
humedad ambiente. Cuando se publican los resultados de las concentraciones en trióxido de azufre, hay que considerar que son concentraciones en
ácido sulfúrico expresadas por comodidad como de trióxido de azufre.
TROPOPAUSA. Limite superior de la troposfera. Por acuerdo: la “primera tropopausa” se define como el nivel más bajo en el cual el gradiente vertical de
temperatura llega a ser igual o inferior a 2º C/km, siempre que el gradiente
medio entre este nivel y todos los niveles superiores, distantes menos de 2
km, no exceda 2º C/km
TROPOSFERA. Capa inferior de la atmósfera terrestre comprendida entre el suelo y una altura que varía aproximadamente entre 9 km en los polos y 17 km en el
ecuador, y en la cual la temperatura disminuye con regularidad con la altura .
VISIBILIDAD. La distancia mas grande a la cual un objeto de color negro y de una
dimensión dada es visible e identificable en silueta en el cielo, o cuando se trata de
una observación nocturna, sería visible e identificable si la claridad ambiente se
aumentase hasta la intensidad normal diurna Se puede medir la visibilidad nocturna utilizando luces no focalizadas y de intensidad determinada en lugar del objeto
de color negro. Se puede también determinar la visibilidad con un aparato midiendo la atenuación de la luz en el trayecto largo. Los datos de visibilidad son generalmente observaciones hechas en todo el horizonte.
90
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
13
BIBLIOGRAFÍA
ƒ
Derek Elson (1990), “La contaminación atmosférica”. Ed. Cátedra (Madrid,
España).
ƒ
X. Domenech (1991), “Química Atmosférica. Origen y efectos de la
contaminación”. Ed. Miraguano (Madrid, España).
ƒ
J. Manuel Sanz Sa (1991), “La contaminación Atmosférica”.Ed. Centro de
Publicaciones del M.O.P.T.M.A. (Madrid, España).
ƒ
M.O.P.T.M.A. (1993), “Calidad del Aire en España 1990”. Ed. Centro de
publicaciones del M.O.P.T.M.A. (Madrid, España).
ƒ
B. Magnus Francis. (1994), “Toxic Substances In The Environment”. Ed.
John Wiley & Sons (New York, U.S.A.).
ƒ
J. Casanovas y Col (CID-CSIC), Daniel Fraisse (CNRS), Marco Gavinelli y
Col (GEOS) (1996), “Dioxinas y Furanos. Problemática ambiental y metodología analítica”. Ed. Centro de publicaciones del M.O.P.T.M.A. (Madrid,
España).
ƒ
ACID AIR POLLUTION. B. Stonehouse. 1986.
ƒ
ACID DEPOSITITION AND THE ACIDIFICATION OF SOILS AND
WATERS. J. O. Reuss – D. W. Johnson. 1986.
ƒ
ACID DEPOSITION AND VEHICLE EMISSONS. Larry W. Canter. 1986.
ƒ
ACID DEPOSITION: SULPHUR AND NITROGEN OXIDES. A. H. Legge
and S. V. Krupa. 1990.
ƒ
ACIDIFICATION OF FRESHWATERS. M. Cresser – A. Edwars. 1987.
ƒ
ACUTE EFFECTS ON HEALTH OF SMOG EPISODES. W.H.O. 1990.
ƒ
AIR POLLUTION. John H. Seinfeld.
91
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
ƒ
AIR POLLUTION AND CANCER IN MAN. IARC Scientific Publications, nº
16. 1997.
ƒ
AIR POLLUTION AND HEATH EFFECTS. A Suvey of Research Proyect in
European Countries Who Collaborating Centro for Air Quality. 1990.
ƒ
ASSESING TOXIC EFFECTS OF ENVIRNMENTAL POLLUTANTS. S.D.
Lee and J. Brian Mudd. 1979.
ƒ
ATMOSPHERIC CHEMICAL COMPOUNDS. T.E. Gredel – D. T. HawkinsL.D. Claxton. 1986.
ƒ
ATMOSPHERIC CHEMISTRY FUNDAMENTALS AND EXPERIMENTAL
TECHNIQUES. B.J. Finlayson – Pitts and J.N. Pitts Jr. 1986.
ƒ
ATMOSPHERIC POLLUTANTS IN FOREST AREAS. H.W. georgii. 1986.
ƒ
CHEMISTRY OF ACID RAIN, THE. R.W. Johnson – G.E. Gordon. 1987.
ƒ
CHEMISTRY OF THE NATURAL ATMOSPHERE. Peter Warneck. 1988.
ƒ
EFFECTS OR AIR POLLUTION Arthur C. Stern. 1977.
ƒ
INFORME SOBRE ACTIVIDADES Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS
OBTENIDOS EN LA RED NACIONAL DE VIGILANCIA Y PREVENCIÓN
DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. Mº De Sanidad y Consumo.
ƒ
PARTICULATE AIR POLLUTION. Fco. J. Sosa, Publio L. Fajardo, Louis
Theodore. 1980.
ƒ
POLLUTION IN THE URBAN ENVIRONMENT M. W. H. Chan. 1987.
ƒ
GLOBAL ATMOSPHERIC CHEMICAL CHANGE. C.N. Hewitt and
W.T.Sturges.
92
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
14
PÁGINAS WEB
LEGISLACIÓN
ƒ
Ecoiuris: www.ecoiuris.com
ƒ
Brisa Web: www.min.es/brisaweb/brisaweb.htm
ƒ
BOE: www.boe.es
ƒ
DOCE (Diario Oficial de las Comunidades Europeas): europa.eu.int/eurlex/es/oj/index.html
ƒ
EPA: www.epa.gov/epahome/locate1.htm
ƒ
Ministerio de Industria: www.min.es/legisind/ (Legislación Industrial)
ƒ
AENOR (Normas UNE): www.aenor.es/busnor.htm)
ƒ
ISO (Normas ISO): www.iso.ch
ƒ
Ministerio de Medio Ambiente: www.mma.es
ƒ
OCDE: www.oecd.org
ƒ
Agencia Europea de Medio Ambiente: www.eea.eu.int
ƒ
Boletín Oficial del Estado digital (y otros): http://www.cde.ua.es/boe/
VARIOS
ƒ
CONTAMINACION ATMOSFERICA Y CEREBRO:
http://www.arcride.edu.ar/servicios/comunica/publica/ceridivu/atmos.htm
ƒ
La UAM Azcapotzalco y el Gobierno de la Ciudad de México han creado
una página http://www.calidad-del-aire.gob.mx/sima/ddf/_res-imk.html que
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CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
proporciona los detalles de la calidad del aire de la Ciudad de México por
zonas.
ƒ
Partículas Suspendidas:
http://spin.com.mx/~rlibros/noticiasdelmundo/anteriores/gmp1.html
ƒ
Oficina del Aire y Radiación:
www.epa.gov/oar/airtoxic.htm (contaminantes)
www.epa.gov/ttn/uatw.htm (unified air toxic waste)
www.epa.gov/opptintr/p2home/ (office of pollution prevention toxics)
www.epa.gov/epahome/browse.htm (distintas oficinas de la EPA)
ƒ
Centro para la reducción del riesgo medioambiental y prevención de la
Contaminación: cct.seas.ucla.edu/cct.cerrpp.html
ƒ
Red de medida de la contaminación atmosférica de Asturias:
www.fomento.asturias.org/mamb/
BUSCADORES
ƒ
Yahoo: www.yahoo.com y www.yahoo.es
ƒ
Altavista:
http://www.magallanes.net/cgibin/query?mss=simple&pg=q&lang=esp&country=esp&what=web y
http://www.altavista.com/
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