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CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA “Año de la consolidación del Mar de Grau” UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE LOS ANDES

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL Y RECURSOS NATURALES

TEMA “CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA” DOCENTE ING. GIANINA ARANA

INTEGRANTES HENRY J. ÑAHUINMALLMA HUACHO (201110717-A). JESUS EDUARDO MENDOZA ENCISO GIOVANI ALDAZBAL CCASANI.

ABANCAY_2016 pág. 1

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Contenido 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................ 3 OBJETIVOS............................................................................................... 4

2.

2.1.

Objetivo general:................................................................................. 4

2.2.

Objetivos específicos:.........................................................................4

MARCO TEÓRICO...................................................................................... 4

3.

3.1.

antecedentes históricos......................................................................4

3.2.

Contaminación atmosférica.................................................................5

3.3.

contaminantes atmosféricos................................................................6

3.4.

contaminantes atmosféricos primarios:...............................................6

4. EFECTOS EN LA SALUD HUMANA DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS............................................................................................ 17 4.1.

contaminantes primarios...................................................................17

4.2.

Contaminantes secundarios..............................................................22

5. EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA EN EL AMBIENTE BIÓTICO........................................................................................................ 23 6. IDENTIFICACIÓN DE ÁRBOL DE CAUSA Y EFECTO DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA.............................................................................................. 25 7.

LIMETES MAXIMOS PERMISIBLES ESTABLECIDO POR (MINAM)..............26 7.2. Emisiones Gaseosas y de Partículas de las Actividades del Sub sector Hidrocarburos............................................................................................ 26

8. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN PARA REDUCIR LOS PROBLEMAS DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA...................................................................27 9. 10.

CONCLUSIÓN......................................................................................... 28 BIBLIOGRAFÍA..................................................................................... 29

1. INTRODUCCIÓN

pág. 2

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Se llama contaminación a la transmisión y difusión de humos o gases tóxicos a medios como la atmósfera y el agua, como también a la presencia de polvos y gérmenes microbianos provenientes de los desechos de la actividad del

ser

humano.

En la actualidad, el resultado del desarrollo y progreso tecnológico ha originado diversas formas de contaminación, las cuales alteran el equilibrio físico y mental del ser humano. Debido a esto, la actual contaminación se convierte en un problema más crítico que en épocas pasadas. Contaminación Atmosférica En las grandes ciudades, la contaminación del aire se debe a consecuencia de los escapes de gases de los motores de explosión, a los aparatos domésticos de la calefacción, a las industrias -que es liberado en la atmósfera, ya sea como gases, vapores o partículas sólidas capaces de mantenerse en suspensión, con valores superiores a los normales, perjudican la vida y la salud, tanto del ser humano como de animales y plantas. Esta capa (la atmósfera) absorbe la mayor cantidad de radiación solar y debido a esto se produce la filtración de todos los rayos ultravioletas. El aumento de anhídrido carbónico en la atmósfera se debe a la combustión del carbón y del petróleo, lo que lleva a un recalentamiento del aire y de los mares, con lo cual se produce un desequilibrio químico en la biosfera, produciendo una alta cantidad de monóxido de carbono, sumamente tóxica para los seres vivos. La

contaminación

atmosférica

proviene

fundamental-mente

de

la

contaminación industrial por combustión, y las principales causas son la generación de electricidad y el automóvil. También hay otras sustancias tóxicas que contaminan la atmósfera como el plomo y el mercurio. Es importante que los habitantes de las grandes ciudades tomen conciencia de que el ambiente ecológico es una necesidad primaria. Se debería legislar sobre las sustancias que pueden ir a la atmósfera y la concentración que no debe superarse. 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo general:  Analizar el problema de la contaminación atmosférica. pág. 3

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA 2.2.

Objetivos específicos:  Establecer causas y

consecuencias

de

la

contaminación

atmosférica.  Conocer los cambios a nivel mundial.  Proponer algunas medidas que ayuden a contrarrestar esta problemática. 3. MARCO TEÓRICO 3.1. antecedentes históricos En la actualidad, los seres vivos estamos expuestos a la contaminación ambiental en todas sus formas, entre ellas la atmosférica. Aunque no sea aparente de inmediato, a la larga ésta influye negativamente sobre nuestra salud y la calidad de nuestra vida. Por tal razón, es muy útil conocer los aspectos más importantes de la contaminación atmosférica. La contaminación atmosférica tiene una larga historia que ya habla· del uso de los combustibles como su principal causa. Así, los romanos se quejaban del humo que llenaba el aire de su ciudad; en la Edad Media, para proteger la salud de los miembros del Parlamento, el rey Eduardo I de Inglaterra prohibió que se quemara carbón durante las sesiones. Existen numerosos antecedentes históricos de los graves efectos adversos que la contaminación tiene sobre los seres humanos, entre los más importantes se encuentran los que se resumen en el cuadro 01.

Cuadro 01: Principales Episodios de Contaminación Atmosférica Lugar

F

Efectos Fue el primer caso grave de contaminación atmosférica

1930

reconocido, causó 60 muertos y varios miles de enfermos.

Los Ángeles, EUA

1944

Primeras observaciones sobre el neblumo fotoquímico.

Donora,EUA

1948

20 muertos y 2 400 personas afectadas.

Mosa, Bélgica

pág. 4

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Poza Rica, México

1950

Se debió a un escape industrial d e ácido Sulfhídrico.

Londres, Inglaterra

1952

Se produjeron 4 076 muertes.

Los Ángeles, EUA

1955

Hubo cientos de enfermos. Fallecieron alrededor de mil personas.

3.2.

Contaminación atmosférica Se entiende por contaminación atmosférica a la presencia en la atmósfera de sustancias en una cantidad que implique molestias o riesgo para la salud de las personas y de los demás seres vivos, vienen de cualquier naturaleza, así como que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. El nombre de la contaminación atmosférica se aplica por lo general a las alteraciones que tienen efectos perniciosos en los seres vivos y los elementos materiales, y no a otras alteraciones inocuas. Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión, tanto en industrias como en automóviles y calefacciones residenciales, que generan dióxido y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros contaminantes. Igualmente, algunas industrias emiten gases nocivos en sus procesos productivos, como cloro o hidrocarburos que no han realizado combustión completa. La contaminación atmosférica puede tener carácter local, cuando los efectos ligados al foco se sufren en las inmediaciones del mismo, o planetario, cuando por las características del contaminante, se ve afectado el equilibrio del planeta y zonas alejadas a las que contienen los focos emisores.

3.3.

contaminantes atmosféricos La composición química del aire se mantiene prácticamente constante debido a los procesos biogeoquímicos y a las transformaciones cíclicas en los que se integran sus componentes: los ciclos biogeoquímicos del carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre especialmente. Estos ciclos se autorregulan mediante diferentes mecanismos, pero las actividades pág. 5

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA humanas los aceleran, rompen su equilibrio y movilizan las reservas, ocasionando la presencia en la atmósfera de los contaminantes del aire. 3.4. contaminantes atmosféricos primarios: 3.4.1. fuentes naturales. Por lo general, sólo una pequeña fracción de los contaminantes de la atmosfera es emitida por frentes naturales, entre éstas se encuentran las volcánicas y las geológicas. En las zonas rurales, por ejemplo, el aire puede estar contaminado debido a procesos naturales, como sucede en las regiones pantanosas o las que son vecinas a zonas geotérmicas, en donde abundan los compuestos derivados del azufre. En algunos casos, también puede haber en la atmosfera gases y vapores procedentes del subsuelo. Las erupciones volcánicas, una de las principales causas de contaminación, aportan a la atmósfera compuestos

de

azufre

(SO2, HS). Los incendios forestales que se producen de forma natural y que emiten altas concen, óxidos de nitrógeno, humo, polvo y cenizas. Ciertas actividades de los seres vivos, como los procesos de respiración que incrementan acciones de CO2. 3.4.2. Fuentes antropogénicas Las actividades industriales, el uso de automóviles y otros medios de transporte, los diferentes procesos de manufactura y la combustión de la basura entre otros procesos antropogénicos producen diversas sustancias que pueden ser contaminantes del aire, incluyendo gases y humo. Estas fuentes se han clasificado en fijas y móviles. a) Fuentes fijas: las zonas alejadas de las ciudades, entre las principales fuentes fijas de contaminantes atmosféricos están las minas,

las

refinerías

y

las

centrales

hidroeléctricas,

termoeléctricas y nucleoeléctricas. En las ciudades, en cambio, las fuentes fijas son, sobre todo, aquellos sitios en los que se efectúan procesos industriales, por ejemplo, las fábricas de pinturas y disolventes, los almacenes y las distribuidoras de pág. 6

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA gasolina, o los establecimientos comerciales, cuyas emisiones sean contaminantes reales o potenciales. b) Fuentes

móviles:

Las

principales

frentes

móviles

de

Contaminación atmosférica son los vehículos con motor de combustión interna. Los contaminantes generados por estos vehículos son diferentes a los que proceden de fuentes fijas. 3.4.3. contaminantes primarios Son varias las sustancias cuya presencia en el aire puede ser nociva para la salud humana y para el ambiente en general. Las principales de éstas, y Sus abreviaturas o fórmulas respectivas, son: 3.4.3.1.

Partículas suspendidas (P S) Además de los contaminantes gaseosos, en el aire puede haber partículas sólidas y líquidas, ya sea suspendidas o dispersas. A ellas se debe el aspecto brumoso del aire contaminado. Las partículas pueden ser sólidas o líquidas, orgánicas o inorgánicas, y se estudian de acuerdo con su tamaño, el cual está relacionado con la capacidad de las partículas para sedimentar. a) Partículas sólidas Se llama así a todos los sólidos suspendidos en el aire que tienen un diámetro de 0.005 hasta 200 micras. Por lo general, están compuestas de carbono, calcio, magnesio, sílice y diversos elementos inertes en menores proporciones. Su cantidad depende tanto de la zona como del origen de la partícula. Entre las partículas sólidas orgánicas están el polen, las fibras vegetales y algunos hidrocarburos poli aromáticos. b) Partículas líquidas Se encuentran presentes

como

suspensiones

coloidales en las que la fase dispersante en este caso el aire es gaseosa y la fase dispersa es un líquido. Constituyen lo que se conoce como aerosoles, los cuales se observan usualmente como vapores, niebla pág. 7

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA o vahos. Estas partículas pueden absorber moléculas de gases tóxicos como el anhídrido sulfuroso (S02) y los óxidos de nitrógeno (NOX). Como resultado, una neblina inofensiva se puede transformar en un agente letal, como sucedió en Londres en 1952 y 1962, años en que se produjeron miles de muertes adicionales, debido a la presencia de estas nieblas tóxicas en la atmosfera de esa ciudad. b.1) Fuentes de partículas Las principales son la fabricación de hierro y acero, la producción de cemento, la extracción de rocas y minerales y los procesos para su beneficio, el almacenamiento y manejo de granos y la elaboración de pulpa de celulosa y papel. Generalmente se acepta que el principal origen de las partículas suspendidas es la condensación de los productos de la combustión, tanto los procedentes de fuentes fijas como de fuentes móviles. Las partículas también pueden proceder de reacciones químicas y, las partículas más grandes, de los procesos mecánicos de molido y erosión de piedras y minerales. 3.4.3.2.

Bióxido de azufre (SO) El más importante de los contaminantes derivados del azufre es el bióxido de azufre o anhídrido sulfuroso (S02). Se trata de un contaminante atmosférico primario, gaseoso y tóxico, que se origina durante la combustión de cualquier combustible de origen fósil que contenga azufre, en especial, el petróleo, el combust6leo, así como el diesel y sus derivados. Los procesos industriales que más contribuyen a la presencia de S02 en la atmosfera son: la calcinación de los minerales que contienen sulfuros, la refinación del petróleo, la producción de ácido sulfúrico y la de coque a partir del carbón. La reacción química por la cual se forma este gas es: pág. 8

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA S (presente en los combustibles) + 02 (del aire) = S02 El S02 también se produce en la industria minero metalúrgica, durante la refinación de minerales que contienen sulfuros, como los de níquel, cobre, plomo y mercurio. Una fuente menor de emisión de S02 a la atmosfera es la oxidación del ácido sulfhídrico (H2S) el cual se forma por la degradación microbiológica de la materia orgánica. Por otra parte, en algunos procesos industriales se emite trióxido de azufre (anhídrido sulfúrico, S03), el cual también se forma

en la atmosfera en pequeñas

cantidades como resultado de la reacción entre 802 y oxígeno: 2 S02 + 02 (del aire) > 2 S03 Algunas macropartículas del aire catalizan esta reacción. A veces, el S02 y el S03 se mencionan en forma conjunta como óxidos de azufre y se abrevian SOx, La mayor parte de los SOx antropogénicos proviene de la combustión de carbón y petróleo en las plantas que generan electricidad (carboeléctricas

y

termoeléctricas),

los

procesos

industriales y, en menor proporción, de los medios de transporte.

El

contaminantes

bióxido

de

azufre

atmosféricos

es

uno

relacionados

de

los

con

la

generación de lluvia y otras precipitaciones ácidas. 3.4.3.3.

Bióxido de carbono (COZ) El bióxido de carbono (C02) se forma en la combustión de cualquier sustancia que contenga carbono; en las zonas urbanas, lo más frecuente es que se origine como resultado de la combustión dé hidrocarburos. La reacción fundamental de este proceso es: El C02 es un contaminante importante debido a que, además de los daños que provoca directamente sobre la pág. 9

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA salud, el bióxido de carbono de origen antropogénico se incorpora al ciclo natural de este gas y causa que se desequilibrio, por lo que se asocia con el fenómeno de alteración global del ambiente conocido como "efecto de invernadero". 3.4.3.4.

Monóxido de carbono (CO) El monóxido de carbono contaminantes

atmosféricos

(CO)

es

sobre

uno

los

de

cuales

los la

información disponible es mayor, ya que desde hace muchos años se conocen su mecanismo de acción y su efecto adverso sobre los diversos sistemas fisiológicos. Su presencia en la ambiente resulta de la combustión incompleta

de

cualquier

compuesto

que

contenga

carbono, debido a la deficiencia de oxígeno, por lo tanto, es un producto indeseable del uso de combustibles fósiles. La reacción básica es:

Aunque es frecuente que este gas cause graves intoxicaciones como resultado del uso inadecuado de estufas, fogones y calderas, las principales fuentes de emisión del monóxido de carbono son los medios de transporte. La mayor parte de este contaminante proviene de los automóviles y, el resto, de otros vehículos como aeroplanos, camiones y ferrocarriles con motor diésel. La mayor parte del CO que se encuentra en el aire de una gran ciudad ha sido emitida a la atmosfera por los vehículos automotores. Debido a que la combustión incompleta es común en estos

vehículos,

en

particular,

cuando

están

mal

"afinados", son viejos o durante los "embotellamientos de tránsito", el CO se acumula en las zonas urbanas, cerca de las vias rápidas y de las calles de gran movimiento

pág. 10

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA vehicular; su concentración también varía en relación con el tránsito de vehículos. El monóxido de carbono se elimina del aire por acción de algunos microorganismos del suelo. Por ello se dice que su destino o depósito final es el suelo. La existencia de un depósito

final

para

un

contaminante

es

de

gran

importancia ya que, a falta de él, el contaminante se acumulará peligrosamente en la atmosfera. 3.4.3.5.

monóxido de nitrógeno (NO) El monóxido de nitrógeno (NO) y el bióxido de nitrógeno (N02) son contaminantes primarios del aire. El primero, también llamado óxido nítrico, es un gas incoloro e inodoro, en tanto que el dióxido de nitrógeno es gas café rojizo de olor fuerte y asfixiante, parecido al del cloro. El óxido nítrico se forma como resultado de la reacción del oxígeno con el nitrógeno que ocurre a altas temperaturas en los motores de combustión interna, durante el uso de combustibles fósiles. El N02 se forma posteriormente por la unión del NO con el 02 del aire:

3.4.3.5.1. Fuentes de óxidos de nitrógeno Ciertas bacterias emiten una gran cantidad de · óxido nítrico hacia la atmosfera, por lo que constituyen

una

fuente

natural

de

este

contaminante que no se puede controlar. La mayor parte de los óxidos de nitrógeno antropogénicos

proviene

de

las

plantas

generadoras de energía eléctrica pues, en ellas, la alta temperatura de la combustión de los energéticos facilita la formación de estos óxidos.

pág. 11

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA En su mayoría, estos óxidos se convierten en ácido nítrico y nitratos; de esta forma, los NOx se depositan sobre la superficie terrestre como

consecuencia

de

las

lluvias

o

sedimentan con las macropartículas. Las principales fuentes de óxidos de nitrógeno son: los vehículos de motor (40% de las emisiones totales) y los procesos térmicos para producir energía (50 % de las emisiones 3.4.3.6.

totales). Hidrocarburos (HC) Los hidrocarburos están formados por carbono e hidrógeno y son los constituyentes más importantes de la gasolina y otros derivados del petróleo. Pueden ser de tres clases:  De cadena abierta, o alifáticos.  De cadena cerrada, o alicíclicos.  Con por lo menos un anillo de seis átomos de carbono con

ligaduras

dobles

y

sencillas

alternadas,

o

aromáticos. Son contaminantes primarios, pues se emiten directamente la atmosfera a partir de sus fuentes. Entre los más importantes se encuentran los derivados de la combustión de las gasolinas, del diese}, el queroseno y el combustóleo (fuel oíl). Las evaporaciones de "thinner" (disolvente de algunas pinturas y barnices), lacas, aguarrás, pinturas, barnices,

y

los

derivados

volátiles

de

los

aceites

lubricantes, así como el asfalto, contribuyen a elevar la concentración de estos contaminantes en el aire. La importancia de los hidrocarburos se debe a la gran cantidad de fuentes y al volumen de sus emisiones al aire, Una parte importante de los hidrocarburos se incorporan al aire por evaporación de combustibles como la gasolina. También escapan a la atmosfera los hidrocarburos que no sé. queman totalmente durante la combustión de la gasolina, el petróleo, el carbón y la madera. A través de los pág. 12

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA tubos de escape, los vehículos automotores emiten hidrocarburos, tanto como resultado de la evaporación del combustible

como

en

forma

de

hidrocarburos

no

quemados, por lo que son la principal fuente móvil de hidrocarburos. En cuanto a las fuentes fijas, las más importantes son las actividades de la industria petrolera. 3.4.3.7.

Clorofluorocarbonos (CFC) compuesto químico de flúor, cloro, carbono e hidrógeno utilizado

para

hacer

productos

refrigerantes

en

refrigeradores y aparatos de aire acondicionado, así como en propelentes para aerosoles. 3.4.3.8.

Metales pesados El término metal pesado es considerado como una "mala denominación" en un informe técnico de la IUPAC debido a su definición contradictoria y su falta de "bases de coherencia científica".1 Existe un término alternativo metal tóxico, para el cual tampoco existe consenso de su exacta definición. Los metales pesados tóxicos más conocidos son el mercurio, el plomo, el cadmio y el arsénico, y en raras ocasiones, algún no metal como el selenio. A veces también se habla de contaminación por metales pesados incluyendo otros elementos tóxicos más ligeros, como el berilio o el aluminio.

3.4.3.9.

Otras (plaguicidas, cetonas, ácidos, etc.) cualquier sustancia destinada a prevenir, destruir, atraer, repeler o combatir cualquier plaga, incluidas las especies indeseadas de plantas o animales, durante la producción, almacenamiento, transporte, distribución y elaboración de alimentos, productos agrícolas o alimentos para animales, o que pueda administrarse a los animales para combatir ectoparásitos.

3.4.4. principales contaminantes secundarios

pág. 13

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Los contaminantes secundarios se forman por las reacciones entre los contaminantes primarios, catalizadas por la luz ultravioleta que proviene del sol. Entre los más importantes están: el ácido sulfúrico y el ácido nítrico, principales constituyentes de la "lluvia ácida”, y los compuestos oxidantes que constituyen el llamado neblumo fotoquímico o "smog", entre los que destaca el ozono troposférico. 3.4.4.1. ozono troposférico El ozono (O3) es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno que se genera en el ambiente como resultado de diversas reacciones fotoquímicas en las que participan el bióxido de nitrógeno, el oxígeno y la luz ultravioleta (luz UV). La reacción que inicia el proceso de formación de ozono es la absorción de luz solar por el dióxido de nitrógeno, el cual se ha formado previamente por la reacción lenta entre el óxido de nitrógeno y el oxígeno. Al absorber la luz, el dióxido de nitrógeno reacciona con el oxígeno molecular y forma monóxido de nitrógeno y oxígeno atómico. Este es muy reactivo y se une de inmediato a una molécula de oxígeno, para formar ozono. En condiciones normales, el ozono y el óxido de nitrógeno reaccionan de nuevo entre sí para regenerar oxígeno y dióxido de nitrógeno y, de esta manera, completar el ciclo de este último.

Sin embargo, cuando la troposfera está muy contaminada, el ozono puede acumularse como consecuencia de una serie de reacciones en las que participan el radical oxhidrilo y los hidrocarburos. Estos son oxidados parcialmente y reaccionan con el NO más rápidamente que con el ozono; por lo que, aunque el dióxido de nitrógeno se regenera, el ozono que queda es excesivo y se acumula lentamente en la troposfera. Como se observa en las reacciones (e) y (e)

pág. 14

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA de la siguiente serie, el NO se oxida sin la participación del ozono lo que, finalmente, provoca la acumulación de éste.

3.4.4.2.

neblumo fotoquímico Como su nombre lo indica, este neblumo ("smog" en inglés, derivado de las palabras "smoke" y "fog") es una mezcla de sustancias altamente tóxicas para el ambiente y la salud humana y se forma como resultado de un conjunto complejo de reacciones químicas en las que la ruptura del N02 para dar NO y O- es el paso inicial más importante. Es una mezcla de sustancias químicas tóxicas, se caracteriza por verse como una bruma que reduce la visibilidad y por estar formado de sustancias muy oxidantes que irritan las mucosas. Para que se forme el neblumo fotoquímico es necesario que haya óxidos de nitrógeno (NOx), luz solar, hidrocarburos procedentes de la combustión de la gasolina y el petróleo y temperaturas superiores a 18 ºC. Algunas de estas reacciones producen aldehídos, otras, forman radical acilo y peroxiacilo, los que son muy reactivos y, a su vez, reaccionan para dar otros productos, como los nitratos de peroxiacilo. De estos últimos, el más conocido es el nitrato de peroxiacetilo, o PAN. A continuación, se presenta un ejemplo de la serie de reacciones que contribuyen a formar el neblumo fotoquímico.

pág. 15

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA 4. EFECTOS EN LA SALUD HUMANA DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS 4.1. contaminantes primarios 4.1.1. partículas suspendidas (PS) La actividad agresora de las partículas contaminantes depende, en gran parte, de su tamaño. En los procesos industriales de pulverización se produce un aumento extraordinario de la superficie de contacto. Por ejemplo, un cubo de mineral que contenga 1 cm de arista, tendrá 6 caras de 1 cm2 cada una y, por lo tanto, su superficie será de 6 m 3; si se pulveriza este cubo hasta obtener partículas de una micra cúbica, se obtendrán mil millones de partículas que, extendidas, ocuparían una superficie de 6 m2. Si a este dato se agrega que la superficie alveolar del pulmón tiene más de 60 m2, se comprenderá la particular importancia de estos contaminantes en la génesis del daño pulmonar. La OMS calcula que, en la actualidad, alrededor de mil millones de

personas

están

expuestas

permanentemente

a

concentraciones de PS superiores a las que se pueden considerar como inofensivas. Los daños que estas partículas pueden provocar en el ser humano dependen de:      

Su naturaleza Sus características fisicoquímicas. Su volumen en el aire. Su distribución. La proporción de sus distintas fracciones. La presencia simultánea de otros contaminantes con los que puede haber sinergismo.

Se ha documentado que las PS provocan una disminución reversible de la función respiratoria en niños, sobre todo por irritación mecánica de la laringe, tráquea y bronquios. También exacerban los cuadros pulmonares graves y contribuyen al aumento de la mortalidad diaria. En general, los efectos no pueden detectarse hasta que la concentración de partículas suspendidas totales (PST) llega a 200 microgramos por m3 en 24 horas, pero, cuando rebasan esta pág. 16

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA cifra, puede haber disminución de la capacidad ventilatoria y agravamiento de los casos de bronquitis. Cuando los valores de PST rebasan los 500 microgramos/m3 en 24 horas se ha detectado un aumento en la mortalidad general diaria en todas las edades. Por otra parte, los daños que provocan las PS no sólo se deben a su efecto mecánico irritativo sobre la mucosa del tracto respiratorio, sino que también existe un sinergismo entre las partículas de bajo volumen, el llamado "humo británico" y diversos compuestos químicos. Se han documentado daños que se atribuyen a las partículas suspendidas cuando están presentes al mismo tiempo que otros contaminantes, por ejemplo, el bióxido de azufre o el benzopireno. 4.1.2. bióxido de azufre por sus características fisicoquímicas, todo el bióxido de azufre que se encuentra como contaminante del aire es potencialmente inspirarle y su absorción a través de la mucosa respiratoria, hacia el torrente sanguíneo, es directamente proporcional a su concentración en la atmosfera. Cuando se deposita en los tejidos junto con partículas higroscópicas, se transforma en ácido sulfúrico y sulfatos, con el consiguiente daño. Las cifras de S02 a partir de las cuales puede observarse daño en los seres humanos oscilan entre 3 a 5 ppm del aire inspirarle. El daño depende también de la actividad física que se realice, de la temperatura del aire (a menor temperatura, el daño es mayor), y de la integridad del aparato respiratorio. Aproximadamente una hora después de su absorción por la mucosa nasal, el bióxido de azufre provoca broncoconstricción severa, tos y disnea moderada, con bradipnea e hipoventilación. En todos los casos, el resultado es una disminución de la capacidad respiratoria, con hipoxia secundaria. 4.1.3. monóxido de carbono En la concentración en que se encuentra en el aire urbano, el CO no parece afectar a las plantas, pero es un tóxico agudo para los pág. 17

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA seres humanos debido a que interfiere con el transporte de oxígeno en la sangre. La hemoglobina (Hb) proteína de alto peso molecular que se combina

con

el

oxígeno

de

los

pulmones

para

formar

oxihemoglobina (Hb02), realiza el transporte de oxígeno a todas las· células del cuerpo. El CO que llega a los pulmones junto con el aire contaminado compite por la hemoglobina con el oxígeno y se combina con ella para formar carboxihemoglobina (HbCO). Debido a la mayor afinidad entre el monóxido y la hemoglobina, esta reacción no es fácilmente reversible, por lo que cada molécula de CO que se une a la Hb reduce la capacidad de la sangre para el transporte normal de oxígeno. Las reacciones respectivas pueden sintetizarse como se indica en seguida, en donde: (a) es la reacción normal y reversible y (b) la reacción anormal que interfiere con (a).

La absorción del CO se lleva a cabo fundamentalmente por nariz. y oro faringe, de donde pasa directamente al torrente sanguíneo. Allí, penetra la membrana de los eritrocitos y se une a la hemoglobina. Cuando el CO está en cantidades suficientes, desplaza fácilmente al oxígeno y forma carboxihemoglobina, según se describió antes. La presencia de ésta en la sangre, en concentraciones elevadas, provoca una hipoxia aguda que, cuando es severa, puede provocar daño cerebral, cardiovascular, renal o plaquetario. Esta última afección, combinada con la lesión de la parte interior de los pequeños vasos, provoca hemorragias masivas en diversos órganos. La intoxicación aguda por monóxido de carbono puede causar la muerte. Desde el punto de vista de la fisiología respiratoria, los daños que causa el CO son resultado, por un lado, de la severa hipoxia que provoca y, cuando la exposición es crónica, del agravamiento de las patologías pulmonares. pág. 18

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA 4.1.4. óxidos de nitrógeno Los óxidos de nitrógeno (NOx) son altamente tóxicos. Los limites en los cuales el ser humano presenta reacciones adversas a ellos oscilan de O .1 ppm hasta 4. O ppm de bióxido de nitrógeno en la atmosfera. (a). En Estados Unidos, hasta 1986 se consideraba que las exposiciones de menos de 3 horas de duración al N02 no afectaban el funcionamiento respiratorio. Sin embargo, en la actualidad, la EPA considera que la exposición aguda al bióxido de nitrógeno (N02) es peligrosa en el intervalo de 0.2 a 0.5 ppm por cada hora de exposición. El N02 afecta los pulmones mediante mecanismos irritativos. En los seres humanos se ha comprobado que produce un aumento tanto de la resistencia de las vías respiratorias como de la susceptibilidad a las sustancias bronco constrictoras. Es probable que los individuos más susceptibles al N02 sean los asmáticos en quienes, cuando están expuestos a concentraciones de 0.3 ppm de N02, se observa que disminuye el funcionamiento respiratorio. En forma experimental se ha comprobado que la acción oxidante del N02 provoca cuadros de bronquiolitis, edema pulmonar, alteraciones enfisematosas, aumento en la susceptibilidad a las infecciones e hiperplasia de las células epiteliales. Algunos de estos efectos como las bronquiolitis, son Persistentes y otros como la hiperplasia de células epiteliales, son reversibles y limitados. Existen datos de que la exposición repetida al N02 provoca un aumento en la frecuencia de enfermedades respiratorias agudas en los niños. 4.1.5. Hidrocarburos o se ha demostrado que los hidrocarburos tengan efectos agudos adversos de importancia en las concentraciones en que se encuentran generalmente en el aire. Sin embargo, existen evidencias de daño crónico, en especial para algunos de ellos. Los hidrocarburos poli aromáticos, por ejemplo, han recibido gran atención debido a que se ha demostrado que son carcinógenos pág. 19

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA potentes. También entre los hidrocarburos no saturados alifáticos y alicíclicos y los aromáticos existen algunos para los que se ha demostrado que son tóxicos para el hombre, tal es el caso del benceno, cuyo potencial para causar leucemia y cáncer. 4.2. Contaminantes secundarios 4.2.1. Ozono La exposición al ozono se ha asociado con diferentes síntomas. Los más frecuentes son irritación ocular, irritación de las mucosas nasal y orofaríngea, tos, dificultad para la respiración profunda, dolor subestemal, opresión en el pecho, astenia, náusea y cefalea. A concentraciones entre 0.12 y 0.20 ppm de ozono, disminuye la función respiratoria en los niños, aunque esta disminución es reversible, las crisis de los asmáticos se exacerban y estos cuadros se hacen rebeldes al tratamiento. Algunos resultados sugieren que se incrementa el riesgo de desarrollar tempranamente enfermedades respiratorias crónicas, pero no pueden descartarse otros daños debido a que esta molécula es un oxidante y generador de radicales libres muy potente. Se ha comprobado que, cuando la actividad física es mayor, se requieren menores concentraciones de ozono para provocar alteraciones en la función respiratoria. Investigadores del Centro Médico de Loma Linda, Cal., EUA, determinaron que la exposición crónica a grandes concentraciones de ozono causa un aumento de la mortalidad y de la morbilidad general. La cantidad total de ozono inhalado depende del volumen respirado Por minuto, su concentración en el ambiente y la duración de la exposición. La recuperación total del aparato respiratorio tarda alrededor de 24 horas, luego de que cesa la exposición. Se ha demostrado, finalmente, que la exposición continua al ozono provoca una adaptación orgánica, de manera que, al cuarto o quinto día de exposición, la disminución de la 4.2.2.

función respiratoria es mínima. neblumo fotoquímico pág. 20

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA El sistema más afectado por el neblumo fotoquímico es casi siempre el respiratorio y, en éste, el punto más afectado dependerá del agente, ya que las sustancias como el formaldehido se absorben en las vías superiores, mientras que las menos polares no se absorben de inmediato, por to que pueden llegar hasta el pulmón y causar allí el daño, tal como ocurre con el ozono y el bióxido de nitrógeno. La exposición al neblumo fotoquímico causa que disminuya el movimiento de los cilios, su inmovilización o, inclusive, su pérdida, lo que deja desprotegidas a las células del tracto respiratorio superior. También causa un aumento en la producción. de moco o producción de moco más grueso, constricción de las vías respiratorias, con aumento · del esfuerzo necesario para respirar y los efectos que derivan de ello, engrosamiento de las células Que recubren las vías respiratorias y, finalmente, la muerte de las células superficiales del tracto respiratorio. 5. EFECTOS

DE

LA

CONTAMINACIÓN

ATMOSFÉRICA

EN

EL

AMBIENTE BIÓTICO Se ha documentado el efecto fitotóxico de, por lo menos, los siguientes contaminantes: ozono, nitrato de peroxiacetilo (PAN), bióxido de nitrógeno, bióxido de azufre e hidrocarburos. Entre los daños que se han comprobado se encuentra la desfoliación severa, con motas o bandas cloróticas en las hojas, así como amarilla miento generalizado. No es raro que exista también necrosis de amplias zonas de la planta, ni que en otros casos se lleve a cabo un proceso de desecación que, finalmente, además de impedir su reproducción, causa la muerte de la planta. Algunas plantas son muy susceptibles al aumento en la concentración de algunos contaminantes específicos y, por ello, pueden funcionar como "centinelas" biológicos. En la ciudad de México desde hace varios años se han utilizado para estos fines, la lechuga (Lactuca sativa), la espinaca (Espinacea oleracecq, el frijol pinto (Phaseolus vulgarisy; la alfalfa (Medicago pág. 21

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA sattvai, el chile (Capsicum annum) y el tabaco (Nicotiana tabacum ), ya que la exposición de estas plantas al ambiente contaminado invariablemente

les

provoca

alteraciones

importantes,

tanto

anatómicas como fisiológicas. El tabaco es una de las plantas más susceptibles al ozono, que le causa un moteado blanquecino con lesiones necróticas diseminadas en toda la hoja. En los Estados Unidos se ha utilizado como "centinela" una variedad de avena (Avena sativa) que, de hecho, es sensible a todos los gases oxidantes.

6. IDENTIFICACIÓN

A

ÁRBOL

DE

CAUSA

Y

EFECTO

DE

LA

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CONTAMINACION ATMOSFERICA

CAUSAS NATURALES

ANTROPICOS

pág. 22

Debida a todas las actividades del hombre que conllevan lanzamiento de gases. Se basan, la mayoría, en la

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Procesos biológicos, geológicos, atmosféricos donde se generan partículas o gases contaminantes, (erupciones

SEGÚN SUS FOCOS DE EMISIÓN

FOCOS FIJOS: Calefacciones e industrias. carbón, gas. Las industrias más contaminantes son las térmicas, cementeras, siderometalúrgica, químicas, papeleras. FOCOS MÓVILES:

EFECTOS

Algunos gases contaminantes son tóxicos para las personas y causan la irritación de los ojos y de las vías respiratorias. Las partículas de humo y

EN LA SALUD DE LAS

Algunos gases, como los CFC, reaccionan con el ozono estratosférico y disminuyen su concentración, lo que permite la llegada a la superficie terrestre de más radiaciones ultravioleta, muy nocivas para la vida. gases contaminantes, como los óxidos de nitrógeno y los de azufre, que se

EFECTOS EN L BIOSFERA

El dióxido de carbono, CO2, no es un contaminante, puesto que forma parte de la atmósfera y participa en los ciclos naturales. Sin embargo, un aumento rápido de su concentración, como el que se está produciendo por la quema del carbón y el petróleo, incrementará el efecto invernadero

EFECTOS EN EL CLIMA

Las partículas de humo y ciertos gases contaminantes, solos o disueltos en

EFECTOS EN LA MATERIA

7. LIMETES MAXIMOS PERMISIBLES ESTABLECIDO POR (MINAM) 7.1. niveles máximos permisibles de emisión de anhídrido sulfuroso para las unidades minero metalúrgicas. AZUFRE QUE INGRESA AL PROCESO t/d 1500

7.2.

25 30 40 50 60 66 72 81 90 99 108 117 126

135 155 175 195 201 207 213 0.142($)'

Emisiones Gaseosas y de Partículas de las Actividades del Sub sector Hidrocarburos

pág. 24

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

8. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN PARA REDUCIR LOS PROBLEMAS DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA.  Evaluar el daño potencial ambiental de una sustancia química o de una tecnología industrial antes de su uso comercial, considerando que es potencialmente nociva mientras no se pruebe lo contrario.  Rediseñar

tecnologías

para

evitar

producir

o

utilizar

sustancias

contaminantes.  Fabricar productos que puedan ser reciclados o reutilizados, que tengan vida útil grande y que sean fáciles de reparar.  Reciclar y procesar las sustancias químicas peligrosas dentro de los procesos industriales, para evitar que entren al medio ambiente.  Hacer estudios exhaustivos de suelos para ubicar los depósitos sanitarios, para evitar que los residuos de la basura alcancen los niveles freáticos y contaminen el agua subterránea.  Separar los desechos sólidos tanto en la industria como en el hogar y evitar lanzar al agua contaminantes como aceites, solventes, pinturas y materia orgánica.

pág. 25

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA  Disponer de manera especial de ciertos desechos como las pilas y baterías eléctricas, evitando que se derramen en el suelo o en el agua.

9. CONCLUSIÓN  El aire contaminado nos afecta en nuestro diario vivir, manifestándose de diferentes formas en nuestro organismo, como la irritación de los ojos pág. 26

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA y trastornos en las membranas conjuntivas, irritación en las vías respiratorias, agravación de las enfermedades bronco pulmonares, etc.  La contaminación un problema medioambiental ocasionada por el hombre serán la verdadera causa de la destrucción de la vida, del medio ambiente, del hombre y de otras especies que ha provocado su desaparición. La contaminación incide de una manera directa en todos los ecosistemas existentes y además los ataca inmisericordemente.  En muchas de las grandes ciudades del mundo, la contaminación se está convirtiendo en un problema crónico que afecta nuestra salud, los edificios, los monumentos y nuestra vegetación. Esta contaminación de ciudad contiene una mezcla de dióxido de azufre y nitroso, hidrocarburos, monóxido de carbono, metales pesados y compuestos orgánicos.

Contra

más

aumenta,

los

habitantes

padecen

más

enfermedades provocadas por la polución: conjuntivitis, sinusitis, asma, etc.

10. BIBLIOGRAFÍA  Caldwell, L. K. Ecología, Ciencia y política medioambiental. Madrid: Editorial McGraw-Hill, 1993. Texto de ensayo en el que se describen las medidas que es necesario tomar para evitar una catástrofe ecológica.  Domènech, Xavier. Química Ambiental. El impacto ambiental de los residuos. Madrid: Miraguano ediciones, 1997. Libro dirigido a un público

pág. 27

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA amplio, interesado en la problemática ambiental y que posea unas nociones básicas de química.  http://www.sma.df.gob.mx/sma/ubea/educacion/aire/menu.htm www.monografias.com/contaminaciónambiental.  Myers, N. El futuro de la Tierra. Madrid: Celeste Ediciones, 1992. En este libro se exponen en un lenguaje claro diversas soluciones a la crisis medioambiental que se plantea en nuestra época.

pág. 28