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• Pablo C. Vicencio

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"CALIDAD DEL AIRE: Monitoreo y modelado de CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS"

Introducción Definición y tipos de contaminantes. Contaminantes primarios y secundarios. Contaminantes criterio. Compuestos orgánicos persistentes. Deposición ácida. Smog fotoquímico. Efectos de la contaminación atmosférica sobre la salud humana. Tipo de fuentes: estacionarias, móviles y fugitivas. Legislación internacional, nacional, provincial y municipal. o

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CONTAMINACIÓN DEL AIRE Se entiende por contaminación atmosférica a la presencia en el aire de materias o formas de energía que implican riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza, así como que puedan atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables (E. Martínez y Y. Díaz. Universidad de Castilla-La Mancha).

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Desde la revolución industrial, los procesos industriales, el desarrollo del transporte y el uso de los combustibles generaron incrementos en los niveles del CO2 en el aire, además de otros gases perjudiciales como NOx, SO2, O3, CO; y el MP. Inicialmente el carbón fue la fuente principal de calor, energía (y contaminación) en el mundo. •

A mediados del siglo XIX se inicia la explotación del petróleo. Su refinación y la industria automovilística crecen exponencialmente en el siglo XX, junto con industrias derivadas, el acero y el caucho. A partir de la II Guerra Mundial el desarrollo tecnológico cada vez más sofisticado aumentó y aceleró la contaminación del aire de manera, prácticamente inadvertida. Sin embargo, el desarrollo del transporte y la generación de energía, con la quema de combustibles fósiles, son los actuales protagonistas de la contaminación.

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Civilizaciones antiguas: Egipcios, Sirios y Caldeos, Incas, Roma: deforestación, nivelación de terrenos, desvío de cauces de agua y perforaciones subterráneas para riego. Nuevas especies vegetales por cruza y selección. Notable aumento de la población cercana a campos cultivados y a principales ciudades => nuevas problemáticas ambientales: epidemias, provisión de agua potable y energía, tratamiento de residuos, etc. Luego feudos medievales, más tarde las urbes renacentistas.

Revolución industrial: desarrollo tecnológico que modifica profundamente el ambiente. Nuestro bienestar “cuesta” energía (previsible agotamiento de las fuentes naturales, recursos no renovables, el equilibrio del ecosistema: limitada disponibilidad de agua, pérdida de suelo natural, emisiones gaseosas y de material particulado, toneladas de desechos, el simple respirar de miles de personas en espacios reducidos.

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En este contexto resulta más sencillo entonces comprender las consecuencias de nuestras elecciones, de nuestro estilo de vida. Y la industria no es una excepción, sólo que los niveles potenciales de contaminación son varias veces superiores a los correspondientes a otras actividades antrópicas. La forma actualmente aceptada de manera general para superar la situación planteada es elaborar y consensuar criterios y niveles de “contaminación socialmente aceptada”. Buen vivir como horizonte superador de la crisis actual del capitalismo.

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La contaminación atmosférica puede tener carácter: •local (si es urbana caracterizada por el smog fotoquímico) cuando los efectos ligados al foco se sufren en las inmediaciones del mismo, •regional (lluvias ácidas, mayor extensión territorial), •planetaria o global, cuando por las características del contaminante, se ve afectado el equilibrio del planeta y zonas alejadas a las que contienen los focos emisores. Efectos planetarios: adelgazamiento de la capa O3, COPs, incremento de CO2 y cambio climático

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http://aqicn.org/map/

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https://air.plumelabs.com/ Los marcadores hexagonales muestran la contaminación del aire actual en varias ciudades del mundo y su población. Clickeando en los hexágonos se obtiene la calidad del aire actual en la ciudad elegida.

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Santiago de Chile

Nueva Delhi

Cracovia Bogotá

San Pablo

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Factores que Favorecen la Contaminación del Aire  Escasa ventilación (presencia de montañas, altos edificios)  Clima cálido y seco  Aire de la ciudad transporta pesada carga de contaminantes sólidos, líquidos y gaseosos.  Ciudades = islas de calor (absorben el calor durante el día)  Las plantas no reflejan la luz solar

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Campo – ciudad: •Mañana + rápidamente calienta la ciudad •Medio día el campo = temp. de la ciudad •Al atardecer el campo se enfría + rápidamente. •+ Retardado en la ciudad por el “Domo de Polvo”, no se nivela al siguiente día con respecto al campo

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Islas de calor: Domo de aire cálido que se forma en área urbanas debido a la presencia de edificios y superficies pavimentadas que continúan irradiando calor incluso después del ocaso. El aire tibio se concentra en el centro, se eleva, se extiende sobre la ciudad y, conforme se enfría, baja en sus orillas. El aire frío de las orillas fluye hacia el centro de la ciudad para cerrar el ciclo. Se genera un sistema cerrado de circulación que sólo puede romperse por el efecto de vientos relativamente fuertes.

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INVERSIÓN TÉRMICA

Noches despejadas, el suelo se enfría rápidamente, y mucho, y a su vez enfría el aire en contacto con él que se vuelve más frío que el que está encima. Este aire frío pesa más, no puede ascender y no se mezcla. Esta situación origina que las capas situadas encima al estar más calientes presentan una situación anómala: una inversión térmica.

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•Los niveles de inmisión o de calidad del aire determinan el efecto de un contaminante sobre la salud o el medio ambiente. •La cantidad de contaminantes en la atmósfera se determina por la diferencia entre los emitidos y producidos en la misma y los que se eliminan mediante procesos autodepurativos: deposición, precipitación y absorción por el suelo, el agua y la vegetación. •Para minimizar la contaminación atmosférica es necesario controlar tanto las emisiones atmosféricas (niveles de emisión), como la presencia de los contaminantes en el aire en distintos puntos receptores (niveles de inmisión).

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Contaminantes Atmosféricos Primarios

Secundarios

Originados en actividad humana o acciones naturales Formados por primarios que reaccionan con luz solar

CO, CO2, SO2, NO, etc.

Sustancias más tóxicas O3, H2SO4, H2O2 , PAN (nitrato de peroxiacetilo).

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Contaminantes Criterio La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA) establece normas de emisión para obtener una lista de varios contaminantes de alta prioridad. Estos contaminantes se encuentran comúnmente en el aire que respiramos. La US EPA es la agencia responsable de la supervisión de los niveles de estos contaminantes, así como ayudar a encontrar maneras de reducir sus emisiones. Estos contaminantes prioritarios, o "contaminantes criterio", presentan riesgos para la salud pública y el ambiente.

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JEFATURA DE GABINETE DE MINISTROS SECRETARÍA DE AMBIENTE Y DESARROLLO SUSTENTABLE Resolución 1327/2014 (Bs. As. 10/12/2014) Plan de Acción Regional sobre Contaminación Atmosférica Contaminantes Prioritarios 28. Debido a sus considerables impactos en la calidad del aire y/o el cambio climático, así como los importantes beneficios de su control en la salud, sobre los ecosistemas y sobre la economía y otros co-beneficios, se tratarán con carácter prioritario los siguientes contaminantes: • Material particulado respirable (MP10 y MP 2.5) con especial atención a su tamaño y toxicidad incluyendo el carbono negro (BC), • Ozono troposférico (O3), incluyendo sus precursores: - Hidrocarburos (HC), incluidos los compuestos orgánicos volátiles (COV); - Óxidos de nitrógeno (NOX); • Dióxido de azufre (SO2), • Monóxido de carbono (CO), y • Compuestos tóxicos. http://www.infoleg.gob.ar/infolegInternet/anexos/235000-239999/239997/norma.htm

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Decreto N° 3395/96. Reglamento Ley Nº 5965. PBA. ANEXO III NORMA DE CALIDAD DE AIRE AMBIENTE TABLA A CONTAMINANTES BÁSICOS Dióxido de azufre (SO2) Material particulado en suspensión (PM10) Monóxido de carbono (CO) Ozono (oxidantes fotoquímicos) - O3 Óxidos de nitrógeno (expresado como dióxido de nitrógeno) - NOx Plomo (Pb) Observaciones: Estándares fijados por EPA.

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El monóxido (CO) es un tóxico letal que interfiere en el transporte del oxígeno a las células del organismo. La hemoglobina de la sangre toma el oxígeno del aire alveolar:

O2 + hemoglobina CO + oxomoglobina

oxohemoglobina carboxihemoglobina + O2

COHb es 140 veces más estable que la O2 Hb, inutilizando la Hb para el transporte de oxígeno.

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Dióxido de nitrógeno Este contaminante peligroso es más comúnmente emitidos por los vehículos, equipos pesados ​y plantas de energía. Está vinculado a problemas de salud en el sistema respiratorio. El dióxido de nitrógeno se añade a la formación de smog. El ácido nitroso es un contaminante relacionado. La exposición a niveles excesivos de ácido nitroso puede causar bronquitis y otros problemas respiratorios, así como irritar los ojos, la nariz y la garganta.

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Dióxido de azufre Las plantas de energía, plantas industriales y fábricas producen el 93% de la contaminación por dióxido de azufre en los Estados Unidos (US EPA, 2010). La quema de carbón es la única fuente artificial más grande de contaminación por dióxido de azufre, que representa alrededor del 50% de las emisiones globales anuales. Los trenes y los barcos que queman carbón como combustible también contribuyen a la contaminación por dióxido de azufre. Los estudios científicos muestran dióxido de azufre es perjudicial para el sistema respiratorio.

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Ozono troposférico También denominado ozono ambiental. Se trata de un gas incoloro, sumamente reactivo (oxidante) que se crea a través de reacciones foto químicas entre óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV) derivados de fuentes como la quema de combustible. Es el compuesto más destacado de los oxidantes foto químicos y forma parte del llamado esmog fotoquímico. Puede encontrarse en la zona más baja de la atmósfera. Esto se convierte en un problema puesto que el ozono, en concentración suficiente, puede provocar daños en la salud humana (a partir de unos 150 micro-gramos por metro cúbico) o en la vegetación (a partir de 30 ppb) y contribuye a generar un calentamiento en la superficie de la tierra. Estas características del ozono han propiciado que dentro de la Unión Europea aparezca una normativa relativa al ozono en el aire ambiente (Directiva 2002/3/CE), que establece el nuevo régimen jurídico comunitario sobre el ozono troposférico presente en la baja atmósfera.

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Material Particulado (MP): mezcla de partículas líquidas y sólidas, de sustancias orgánicas e inorgánicas, que se encuentran en suspensión en el aire. El material particulado forma parte de la contaminación del aire. Su composición es muy variada y podemos encontrar, entre sus principales componentes, sulfatos, nitratos, el amoníaco, el cloruro sódico, el carbón, el polvo de minerales, cenizas metálicas y agua. Dichas partículas además producen reacciones químicas en el aire. En el ámbito de la calidad del aire son clasificadas en función de su tamaño, considerando diámetro aerodinámico teórico: •Partículas suspendidas totales (PST): todas las partículas que se encuentran en el aire con un diámetro aerodinámico menor o igual a 100 μm, (PST);

•Partículas gruesas e inhalables con un da de hasta 10 μm, (MP10); •Partículas finas y respirables con un da igual o inferior a 2.5 μm, (MP2.5);

•Partículas ultrafinas de da menores a 0.1 μm, (PM0.1, PUFs). 57

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Aunque pocas de las partículas suspendidas en el aire son de forma exactamente esférica, es conveniente y convencional considerar que todas ellas lo fueran. Según esta característica el material particulado se puede clasificar en: •Partículas suspendidas totales (PST): todas las partículas que se encuentran en el aire con un diámetro aerodinámico menor o igual a 100 μm, (PST); •Partículas gruesas e inhalables con un diámetro aerodinámico de hasta 10 μm, (MP10); Partículas finas y respirables con un diámetro aerodinámico igual o inferior a 2.5 μm, (MP2.5); •Partículas ultrafinas de diámetro aerodinámico menores a 0.1 μm, (PM0.1, PUFs). Esta clasificación es muy adecuada para la descripción de la contaminación por partículas, porque los diámetros de muchos de estos corpúsculos, que permanecen suspendidos en el aire e implican peligro, varían de 0,1 a 10 µm. 58

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