Contaminacin de la atmsferaLuis vallejo DelgadoDepartamento de Fsica, Universidad de Antofagasta

La atmsfera actual de la Tierra consta de varias capasL a mayor parte de la radiacin ultravioleta del sol es absorbida por eI ozono (03) de la estratosfera, que se encuentra primordialmente en la capa del ozono, entre 17 y 26 kilmetros sobre el nivel del mar.

Contaminacin AtmosfricaImportancia del problemaLa atmsfera es esencial para la vidaSus alteraciones repercuten en el hombre y otros seres vivos y, en general, en todo el planeta. Una atmsfera contaminada puede daar la salud de las personas y afectar a la vida de las plantas y los animales. Adems, los cambios que se producen en la composicin qumica de la atmsfera pueden cambiar el clima, producir lluvia cida o destruir el ozono, fenmenos todos ellos de una gran importancia global. Por ello, se entiende la urgencia de conocer bien estos procesos y de tomar las medidas necesarias para que no se produzcan situaciones graves para la vida de la humanidad y de toda la biosfera

Contaminacin Atmosfrica Su origenToda actividad, incluso la cotidiana, origina contaminacin. Cuando usamos electricidad, medios de transporte, metales, plsticos; medicinas, productos de limpieza; cuando se enciende la calefaccin; etc. se producen, directa o indirectamente, sustancias contaminantes.En un pas industrializado la contaminacin del aire procede, ms o menos en partes iguales delos sistemas de transportelas grandes fuentes de emisiones industriales los pequeos focos de emisiones de las ciudades o el campo; Al final, estas fuentes de contaminacin dependen de la demanda de productos, energa y servicios que hacemos el conjunto de la sociedad

Contaminacin AtmosfricaSubstancias que pueden ser contaminantes: Cualquier elemento, compuesto qumico o material de cualquier tipo, natural o artificial, capaz de permanecer o ser arrastrado por el aire. Puede estar en forma de partculas slidas, gotas lquidas, gases o en diferentes mezclas de estas formasLos contaminantes se clasifican en dos grandes grupos : Contaminantes primarios: proceden directamente de las fuentes de emisin Contaminantes secundarios: originados en el aire por interaccin entre contaminantes primarios, o por sus reacciones con los constituyentes de la atmsfera

Contaminacin Atmosfrica Fuentes y Contaminantes

Contaminacin AtmosfricaDefinicin de Contaminacin La introduccin en la atmsfera, por el hombre, directa o indirectamente, de sustancias o de energa que tengan una accin nociva de tal naturaleza que pongan en peligro la salud del hombre, que cause daos a los recursos biolgicos y a los ecosistemas, que deteriore los bienes materiales y que dae o perjudique las actividades recreativas y otras utilizaciones legtimas del Medio Ambiente

Contaminacin AtmosfricaSustancias que contaminan Los contaminantes atmosfricos son tan numerosos que resulta difcil agruparlos para su estudio. una agrupacin bastante frecuente es: xidos de Carbono, xidos de azufre, xidos de Nitrgeno,Compuestos orgnicos voltiles, Partculas y aerosoles, Oxidantes,Substancias radiactivas, Calor, Ruido, Otros contaminantes Algunos se encuentran de forma natural en la atmsfera. Los consideramos contaminantes cuando sus concentraciones son notablemente ms elevadas que en la situacin normal

Contaminacin Atmosfrica Comparacin de niveles de concentracin entre aire limpio y aire contaminado

Componentes Aire limpio Aire contaminadoSO2 0.001-0.01 ppm0.02-2 ppmCO2 310-330 ppm350-700 ppmCO

Contaminacin AtmosfricaDixido de carbono (CO2) Es un gas sin color, olor ni sabor. No txico. Se encuentra presente en la atmsfera de forma natural.Desempea un importante papel en el ciclo del carbono y enormes cantidades, pasan por dicho ciclo en el proceso de fotosntesis.Dada su presencia natural en la atmsfera y su falta de toxicidad, no deberamos considerarlo una sustancia que contamina, Pero se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad: - Es un gas que produce el llamado efecto invernadero;su concentracin ha aumentado en los ltimos decenios por - La quema de los combustibles fsiles y de grandes extensiones de bosques. Por ello es uno de los gases que ms influye en el calentamiento global del planeta y el cambio climtico.

Contaminacin AtmosfricaMonxido de carbono (CO) Gas sin color, olor ni sabor. Es contaminante primario. Es txico pues envenena la sangre e impide transporte de oxigenoEs responsable de la muerte de muchas personas en minas de carbn, incendios y lugares cerrados. Alrededor del 90% se forma de manera natural, por la oxidacin del metano en reacciones fotoqumicas. Se elimina por su oxidacin a CO2. La actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, despus del CO2, el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmsfera. Procede, principalmente, de la combustin incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehculos.

Contaminacin AtmosfricaMetano (CH4)Es el ms abundante e importante de los hidrocarburos atmosfricos. Es un contaminante primario que se forma de manera natural en diversas reacciones anaerbicas del metabolismo. El ganado, las reacciones de putrefaccin y la digestin de las termitas. Tambin se desprende del gas natural, del que es un componente mayoritario y en algunas combustiones. Se forman grandes cantidades de metano en los procesos de origen humano hasta constituir, segn algunos autores, cerca del 50% del emitido a la atmsfera.Desaparece de la atmsfera al reaccionar con el OH formando, entre otros compuestos, ozono. Vida media entre 5 y 10 aos.No produce daos en la salud ni en los seres vivos, Influye de forma significativa en el efecto invernadero y tambin en las reacciones estratosfricas

Contaminacin AtmosfricaContaminantes con carbono De Global Air Borne. Datos de trabajos de 1982 a 1988.

..Emisin de CO2 en 1990 y 2000

Contaminacin AtmosfricaDixido de azufre (SO2) Importante contaminante primario. Es un gas incoloro y no inflamable, de olor fuerte e irritante. Su vida media en la atmsfera es de unos 2 a 4 das. Casi la mitad se deposita en superficies hmedas o secas y el resto se convierte en iones sulfato. Por este motivo, es un importante factor en la lluvia cida. Ms de la mitad es emitido por actividades humanas, sobre todo por la combustin de carbn y petrleo y por la metalurgia. Otra fuente muy importante es la oxidacin del H2S. en la naturaleza, es emitido en la actividad volcnica. En algunas reas industrializadas hasta el 90% del emitido a la atmsfera procede de las actividades humanas, En los ltimos aos est disminuyendo su emisin gracias a las medidas adoptadas.

Contaminacin AtmosfricaTrixido de azufre (SO3) Contaminante secundario Se forma cuando el SO2 reacciona con el oxgeno en la atmsfera. Posteriormente el SO3 reacciona con el agua formando cido sulfrico Contribuye de forma muy importante a la lluvia cida Produce daos importantes en la salud, la reproduccin de peces y anfibios, la corrosin de metales y la destruccin de monumentos y construcciones de piedra.

Contaminantes con azufreDe Global Air Pollution. Datos de artculos de 1984 y 1988

..Emisin de SO2 en 1980, 1990 y 2000Contaminacin Atmosfrica

Contaminacin AtmosfricaOxidos de Nitrogeno (NOx) El xido ntrico (NO) y el dixido de nitrgeno (NO2) se suelen considerar en conjunto con la denominacin de NOx . Son contaminantes primarios de mucha trascendencia en los problemas de contaminacin. El NO es emitido en mayor cantidad, pero sufre una rpida oxidacin a NO2, siendo ste el que predomina en la atmsfera. NOx tiene una vida corta y se oxida rpidamente a NO3- en forma de aerosol o HNO3 (cido ntrico). Tiene una gran trascendencia en la formacin del smog fotoqumico, del nitrato de peroxiacetilo (PAN) influye en las reacciones de formacin y destruccin del ozono, tanto troposfrico como estratosfrico y en el fenmeno de la lluvia cida. En concentraciones altas produce daos a la salud y a las plantas y corroe tejidos y materiales diversos. Las actividades humanas principales que los producen son, la combustin realizadas a altas temperaturas.

Contaminacin Atmosfricaxido nitroso (N2O)En la troposfera es inerte Su vida media es de unos 170 aos. Desaparece en la estratosfera en reacciones fotoqumicas que pueden tener influencia en la destruccin de la capa de ozono. Tambin produce efecto invernadero Procede fundamentalmente de emisiones naturales (procesos microbiolgicos en suelos y ocanos) y de actividades agrcolas y ganaderas (alrededor del 10% del total). Otros : Algunos otros gases como el amoniaco (NH3) son contaminantes primarios pero sus bajos niveles de emisin hacen que no alcancen concentraciones dainas.

Contaminantes con nitrgenoDatos de 1983 a 1988 de la Tabla 2.8 de Air Pollution Control.Contaminacin Atmosfrica

..Datos de 1983 a 1988 de la Tabla 2.8 de Air Pollution Control.Compuestos orgnicos voltilesContaminacin Atmosfrica

Contaminacin AtmosfricaOtros hidrocarburosEn la atmsfera estn presentes muchos otros hidrocarburos, principalmente procedentes de fenmenos naturales, Pero tambin originados por actividades humanas, sobre todo las relacionadas con la extraccin, el refino y el uso del petrleo y sus derivados. Sus efectos sobre la salud son variables. Algunos no parece que causen ningn dao, pero otros, en lugares con concentraciones especialmente altas, afectan al sistema respiratorio y podran causar cncer. Intervienen de forma importante en las reacciones que originan el "smog" fotoqumico.

Contaminacin AtmosfricaClorofluorocarburos Molculas orgnicas formadas por tomos de Cl y F unidos a C. Por ejemplo CCl3F (Fren-11) o CCl2F2 (Fren-12). Se han utilizado mucho en los "sprays", frigorficos, etc. Son especialmente importantes por su papel en la destruccin del ozono en las capas altas de la atmsfera.

marcados por la Directiva 92/72 de la Unin EuropeaUmbrales sobre niveles de OzonoContaminacin Atmosfrica

Contaminacin AtmosfricaPartculas y aerosolesEn la atmsfera permanecen suspendidas partculas de polvo, polen, holln, metales (Pb, Cd), asbesto, sales, gotitas de cidos , dioxinas, pesticidas, etc. Se usa la palabra aerosol para referirse a materiales muy pequeos, slidos o lquidos en suspensionLas partculas de 10 mm o ms, pueden permanecer suspendidas en la atmsfera uno o dos das, Las ms pequeas permanecen varios das o semanas,. Algunas son especialmente txicas para los humanos Los principales riesgos para la salud humana por la contaminacin del aire provienen de este tipo de polucin,Es especialmente abundante en las ciudades.

Contaminacin AtmosfricaTipos de AerosolesAerosoles primarios: Aerosoles emitidos a la atmsfera desde la superficie del planetaProceden principalmente, de volcanes, superficie ocenica, incendios forestales, polvo de suelo, origen biolgico (polen, hongos y bacterias) Generados por actividades humanas.Aerosoles secundarios: Se forman en la atmsfera por diversas reacciones qumicas que afectan a gases, otros aerosoles, humedad, etc. Suelen crecer rpidamente a partir de un ncleo inicial. Entre los ms abundantes estn los iones sulfato, la mitad se origina en emisiones producidas por la actividad humana. Tambin es importante la fraccin de iones nitrato.Los aerosoles no se expanden tan rpido como los gases, pues permanencen en la atmsfera menos de tres das, Se mantienen cerca de sus lugares de produccin.

Contaminacin AtmosfricaSustancias radiactivasSu presencia en la atmsfera puede ser debida a fenmenos naturales o actividades antropognicas Istopos radiactivos como el radn 222,yodo 131, cesio 137 y cesio 134, estroncio 90, plutonio 239 y otros radionucleidos son emitidos a la atmsfera como gases o partculas en suspensin. Normalmente se encuentran en concentraciones bajas que no suponen peligro, salvo que en algunas zonas se concentren de forma especial. En concentraciones relativamente altas pueden, provocar cncer, afectar a la reproduccin humana y el resto de los seres vivos daando a las futuras generaciones.

Contaminacin AtmosfricaRadn 222 En la actualidad preocupa de forma especial la acumulacin de radn que se produce en casas construidas sobre terrenos radiactivos. Segn algunos estudios hechos en Estados Unidos, hasta un 10% de las muertes por cncer de pulmn que se producen en ese pas se podran deber a la accin carcinognica del radn 222.Iodo 131, cuya vida media es de 8,1 aos, se produce en abundancia en los procesos de fisin nuclear, se deposita en la hierba y entra en la cadena alimenticia humana a travs de la leche. Se tiende a acumular en la glndula tiroides en donde puede provocar cncer, especialmente en nios que reciben ms de 1500 mSv por este motivo.

Contaminacin Atmosfrica Cesio 137 y Cesio 134 Se produce en Explosiones nuclearesse pueden acumular en los tejidos blandos de los organismoEstroncio 90 es muy peligroso, con una vida media de 28 aos. Qumicamente es similar al calcio lo que facilita que se deposite en los huesos y causar cnceres y daos genticos.Otros isotopos radiactivosAlgunas actividades humanas que usan o producen radionucleidos, como armas nucleares, centrales nucleares, algunas prcticas mdicas, industriales o de investigacin, producen contaminacin radiactiva. Bien conocida es la explosin de la central de Chernobyl que produjo una nube radiactiva que se extendi a miles de kilmetros, contaminando pases del hemisferio Norte.

Contaminacin AtmosfricaCalorCalor producido por actividades humana en algunas aglomeraciones urbanas llega a ser un elemento de importancia en la atmsfera de estos lugares. Es una forma de contaminacin aunque no en el mismo sentido, de los contaminantes estudiados.Su influencia puede ser importante en la gnesis de los contaminantes secundarios Las combustiones domsticas, industriales, transporte y centrales de energa son las principales fuentes de calor. La falta de vegetacin en las ciudades y el exceso de pavimentos o edificaciones con concreto, entre otros factores, agravan el problema. En Manhattan, por ejemplo, se han medido flujos de calor artificial del orden de 630 Wm-2.

Contaminacin AtmosfricaRuidoFactor a tener muy en cuenta junto a las autopistas, aeropuertos, ferrocarriles, industrias ruidosas; o actividades musicales, cortadoras, sirenas, etc.Cuando una persona est sometida a un nivel alto de ruido durante un tiempo prolongado, sus odos se daan. Segn algunos estudios, alrededor de un tercio de las disminuciones de la capacidad auditiva en los pases desarrollados son debidas al exceso de ruido

..Escala de ruidos y efectos que producenContaminacin Atmosfrica

Contaminacin AtmosfricaContaminacin electromagnticaDispositivos elctricos tan habituales como las lneas de alta tensin, electrodomsticos, telefonos celulares originan campos electromagnticos. Experimentalmente se ha comprobado que dichos campos alteran el metabolismo celular, Lo que se supone que tambin podra daar la salud humana (mayores riesgos de leucemia o cncer cerebral, etc.), aunque esto no est comprobado. De todas formas las evidencias son lo suficientemente fuertes como para que sea un tema que se sigue investigando para conocer mejor el riesgo real que supone.

Contaminacin AtmosfricaContaminacin en interioresCuando respiramos el aire en el interior de ambientes cerrados, la cantidad de contaminantes que entra a nuestros pulmones puede ser mayor que en muchos lugares al aire libre. Los efectos sobre la salud de esta contaminacin interior son muy importantes porque pasamos del 70 al 90% del tiempo en lugares cerrados. Los ms afectados son los nios, personas mayores y las que sufren enfermedades cardiovasculares y respiratoriasLos contaminantes mas frecuentes en interiores son el humo del tabaco, el gas radiactivo radn 222, el asbesto, el formaldehdo, el CO, el NO2, el ozono, etc.

Contaminacin AtmosfricaEl tabaco provoca ms muertes y enfermedades que cualquier otro contaminante del ambiente. Est demostrado que causa importantes enfermedades del corazn y los vasos sanguneos, cncer de pulmn, bronquitis, enfisema, etc. Se calcula que en todo el mundo, al menos 2,5 millones de fumadores mueren prematuramente por los efectos del humo de los cigarros. El fumador pasivo tambin est expuesto a un riesgo de contraer estas enfermedades, si se encuentra en un ambiente cargado varias horas al da.

Contaminacin AtmosfricaEl radn 222Es un gas radiactivo incoloro, inodoro e inspido Se forma de manera natural en las rocas del suelo, especialmente en los granitos y esquistos.Penetra desde el suelo y se acumula en el interior de edificios poco ventiladosEstudios demuestran que la radiactividad emitida por el gas al entrar en los pulmones es responsable de entre el 10 y 15% de los cnceres de pulmn.Las molculas de radn se adhieren a las partculas de humo del tabaco y se depositan en los alvolos, sometiendo a sus clulas a intensas dosis de radiacin. El radn hay que tenerlo en cuenta en edificios construidos en suelos productores de este gas.

Contaminacin Atmosfrica El asbesto (o amianto) Es un mineral fibroso incombustible Muy mal conductor del calor y la electricidad, Muy usado como aislante en la construccin y algo tambin en los automviles. Al ser fibroso desprende pequeas partculas que entran en los pulmones, dandolos, Es responsables de enfermedades y muertes prematuras, especialmente en personas que trabajan con este material.

Contaminacin AtmosfricaEl formaldehdo Producto muy usado en la fabricacin de aglomerados, espumas de relleno y aislamiento, etc. La exposicin prolongada a niveles bajos de esta sustancia provoca problemas respiratorios, vrtigos, dolores de cabeza, etc.Otros En pases subdesarrollados la principal contaminacin del aire interior de viviendas procede de combustiones en cocinas mal diseadas y mal ventiladas. Las partculas y gases que se liberan al quemar madera, estircol u otros combustibles son responsables de la gran incidencia de enfermedades respiratorias en estos pases.

Contaminacin AtmosfricaProb. medioambientales fundamentales.El informe Dobris de la Agencia Europea de Medio Ambiente expone doce problemas fundamentales: Cambio ClimticoReduccin del ozono estratosfricoPrdida de biodiversidadAccidentes gravesAcidificacinOzono troposfrico y otros oxidantes fotoqumicosGestin del agua dulce Degradacin de los bosquesAnenazas para las zonas costerasProduccin y gestin de los residuosPresin urbanaRiesgos qumicosEs indudable la importancia que se da a la contaminacin atmosfrica, pues, aparece directa o indirectamente en ellos

Contaminacin Atmosfrica CAUSAS DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA

Aumento de poblacin Fuerte crecimiento del transporte (carretera, areo, etc.) Continuo crecimiento del turismoContinuo incremento industrial y consumo de energa

Contaminacin Atmosfrica

UNIDADES DE MEDIDA DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA

Los gases: ppm (en volumen) y g/m3. Las partculas: se expresan solo en g/m3.

Contaminacin Atmosfrica CLASIFICACION Y TIPOS DE CONTAMINANTES ATMOSFERICOSse pueden clasificar fundamentalmente,Segn su origen:Naturales: Procedentes de erupciones volcnicas, tormentas, procesos biolgicos.Artificiales: Derivados de actividades antropognicas. Son actualmente los ms importantes, debido a su elevada emisin en zonas urbanas e industrialesSegn su naturaleza Biticos: Constituidos por materia viva, y principalmente representados por microorganismos y plenes. Abiticos: Formados por materia inanimada. Son estos contaminantes, los clsicamente comprendidos en la contaminacin atmosfrica.

Contaminacin Atmosfrica PROBLEMAS MAS SIGNIFICATIVOS DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA

Cambio ClimticoAcidificacinCalidad del aire urbanoReduccin de la capa de ozono estratosfrico

Contaminacin Atmosfrica

CAUSAS DEL CAMBIO CLIMATICO

Emisiones de CO2Emisiones de CH4Emisiones de N2O

Contaminacin Atmosfrica CAUSAS DE LA LLUVIA ACIDA

Emisiones de SO2Emisiones de NOxEmisiones de NH3Cargas climticas en compuestos de S, N

..Lluvia acida

Contaminacin Atmosfrica CALIDAD DEL AIRE URBANO

LOS ANTECEDENTES A CONSIDERAR SON:Superaciones de valores lmiteGua para emisiones de SO2, NO2, CO, partculas, Pb y BencenoExposiciones de la poblacin a SO2 y NO2

Contaminacin Atmosfrica OZONO TROPOSFERICO

LOS ANTECEDENTES A CONSIDERAR SON:Emisiones de NMVOCs y NOxExposicin de la poblacin al ozono

Contaminacin Atmosfrica REDUCCION DE LA CAPA DE OZONO ESTRATOSFERICO

LOS ANTECEDENTES A CONSIDERAR SON:Emisiones de compuestos de Cl y Br que daan la capa de ozonoClasificacin y cuantificacin de la influencia sobre la salud humana y medio ambienteNiveles de radiaciones de UV-B a nivel del sueloMedida del deterioro de la capa de ozono

Contaminacin AtmosfricaEstrategia medioambientalLos elementos necesarios en cualquier estrategiaambiental son:La prediccin de la contaminacin atmosfrica,La necesidad de su cuantificacin, a travs de inventarios dinmicos de emisiones, El anlisis y la adecuacin de la implantacin de las nuevas tcnicas disponibles para distintos sectores industriales El establecimientos de planes y programas de descontaminacin atmosfrica,La difusin de la informacin por medio de ndices o indicadores

PRINCIPALES PROBLEMATICAS AMBIENTALES EN EL AIRE EN LA REGION DE ANTOFAGASTACONTAMINACION POR SO2 Y PARTICULADO EN CHUQUICAMATAEn Chuquicamata, la divisin de Codelco implement un plan de descontaminacin ha desarrollar entre los aos 1993 y 1998. Este indica que se deben cumplir las normas de calidad del aire vigentes para SO2 y PM10. Al respectose puede decir que:El rea circundante a la fundicin se encuentra declarada zona saturada por material particulado respirable (PM10) y anhdrido sulfuroso (SO2). El Plan de Descontaminacin fue recientemente reformulado y establece un cronograma de reduccin de emisiones de SO2 al ao 2003. Se proyecta que a partir de este ao y producto de la reduccin emisiones, se de cumplimiento de la norma primaria de calidad de aire para SO2. Adicionalmente el Plan establece un lmite de emisin de material particulado y condiciones operacionales especficas para que se mantenga el cumplimiento de la norma primaria de PM10.Tomando como ao base el 2001 la empresa ha cumplido el cronograma de reduccin de emisiones establecido en el Plan. No se cumplen en la zona las normas primarias de calidad de aire para SO2 y PM10."

PRINCIPALES PROBLEMATICAS AMBIENTALES EN EL AIRE EN LA REGION DE ANTOFAGASTACONTAMINACION POR PARTICULADO EN MARIA ELENA

El rea circundante a la planta de Mara Elena se encuentra declarada zona saturada por PM10. El plan actualmente vigente fue reformulado y su proyecto definitivo fue aprobado recientemente por el Consejo Directivo de CONAMA. El Plan establece un cronograma de reduccin de emisiones de material particulado al ao 2003. Se proyecta que a partir de este ao se cumpla la norma primaria de calidad de aire para PM10.

MATERIAL PARTICULADO Y CONTENIDOS DEPb Y As EN ANTOFAGASTA (mg/m3) Fuente: Conama con datos del Servicio de Salud de Antofagasta, 1998

Concentracin de PTS, PM10 y Plomo en Antofagasta. Ao 1999. (ug/m3)

Fuente: Estudio Cientfico y tcnico de antecedentes para una norma primaria de calidad del aire de plomo en el pas. Conama - Gredis. Informe final, 1999.

FinContaminacin de la atmsferaLuis vallejo DelgadoMarcela Vallejo SantiagoDepartamento de Fsica, Universidad de Antofagasta

Monxido de carbono: Es un gas sin color, olor ni sabor. Es un contaminante primario. Es txico porque envenena la sangre impidiendo el transporte de oxgeno. Es responsable de la muerte de muchas personas en minas de carbn, incendios y lugares cerrados. Alrededor del 90% del que existe en la atmsfera se forma de manera natural, en la oxidacin de metano en reacciones fotoqumicas. Se elimina por su oxidacin a CO2. La actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, despus del CO2, el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmsfera. Procede, principalmente, de la combustin incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehculos.