Son las sustancias gaseosas, líquidas o sólidas que producen un impacto en el aire al alterar su calidad de forma persistente y provocar daños a las personas, ecosistemas y bienes materiales.

Nota: Si en lugar de “sustancia” hablamos del término “contaminante” hay que incluir además de sustancias las formas de energía (radiaciones)

Es el contaminante emitido a la atmósfera desde una fuente de emisión, bien sea natural o antrópica

Ej. SO2 emitido a la atmósfera desde la chimenea de una central térmica

Es el contaminante que se produce en la atmósfera a partir de otras sustancias (por ej. de un contaminante primario) y de otros factores.

Ej. El SO3 formado a partir de la reacciónSO2 + O2 = SO3

otro ej. 2 SO3 + 2 H2O = 2 H2SO4 aquí el ácido Sulfúrico es también contaminante secundario

SO2 (dióxido de azufre)

Reacciones químicas

2SO2 2O2 = 2S03

SO3 + H2O =H2SO4

S03 (trióxido de azufre)

H2SO4 (ácido sulfúrico)

NO2

NO2 + OH= HNO3

HNO3 (acido nítrico)

NO2

NO2 + radiación solar = NO + O— -

O- - + O2 = O3

O3 (ozono troposférico)

Ojo! No confundir con el ozono estratosférico

Tarea: buscar el PAN, nitrato de peroxiacilo, reacciones que lo forman Ídem el cloro

Los contaminantes más frecuentes y sus efectos A) Sustancias químicas

1. Partículas 2. Compuestos de azufre (SOx). 3. Compuestos orgánicos 4. Óxidos de nitrógeno (NOx). 5. Óxidos de carbono 6. Compuestos halogenados.

B) formas de energía o radiaciones

1. Partículas Son sustancias sólidas o líquidas

con un tamaño que oscila entre 0.1 y 100 micras (el polvo atmosférico, por ejemplo)

Algunas actividades humanas liberan muchas partículas, como la minería, las cementeras y las combustiones industriales y domésticas

los metales pesados entre los que destacamos plomo, cadmio y mercurio son especialmente tóxicos porque no se degradan recorriendo la cadena alimentaria hasta acumularse en los eslabones superiores.

Partículas: metales pesadosEl plomo procede de la combustión de

las gasolinas y es uno de los principales contaminantes de nuestras ciudades; puede originar insuficiencia respiratoria, alteraciones neurológicas y renales. El cadmio tiene su origen en actividades mineras del carbón y del cinc y ocasiona problemas respiratorios y cardiovasculares. El mercurio también tiene su origen en actividades mineras y provoca daños en el sistema nervioso central y en los riñones.

2. Compuestos de azufre (SOx). El dióxido de azufre (SO2) es un gas

incoloro, pesado, de olor picante y muy corrosivo.

Procede de la quema de combustibles fósiles y su concentración puede ser muy elevada en ciudades de intenso tráfico rodado y donde sean frecuentes los sistemas de calefacción central en la que se quemen esos combustibles.

2. Compuestos de azufre (SOx). Su carácter corrosivo hace que irrite a

las mucosas y a los ojos, las plantas pueden perder las hojas, ataca también a las rocas y a los monumentos provocando en ellos el llamado “mal de la piedra”; incluso puede corroer los metales.

El SO2 provoca las nieblas contaminantes de las ciudades (smog clásico) y, después de sufrir reacciones químicas, es el principal responsable de la lluvia ácida

Otros Compuestos de azufre Otro compuesto de azufre, aunque más

escaso, es el ácido sulfhídrico (H2S). Es un gas incoloro pero característico

por su mal olor a huevos podridos. Su presencia hace el ambiente muy desagradable.

En la naturaleza aparece de forma natural en la descomposición anaerobia de materia orgánica.

Su origen antropogénico está ligado a refinerías de petróleo y fábricas de gas.

3. Compuestos orgánicos . Los hidrocarburos formados por cadenas

de pocos átomos de carbono (metano, etano, propano, butano) son gaseosos y se cuentan entre los contaminantes frecuentes en ciudades y zonas industriales donde se usan muchos combustibles derivados del petróleo, que es una mezcla de hidrocarburos.

El metano también se encuentra de forma natural como resultado de la descomposición anaerobia de materia orgánica en zonas pantanosas y de la fermentación bacteriana que tiene lugar en el intestino de los rumiantes

Compuestos orgánicos Los hidrocarburos producen irritación de los

ojos y de las vías respiratorias y, además contribuyen al efecto invernadero.

Algunos compuestos orgánicos volátiles (COV) incluyen cloro en su composición lo que los hace especialmente peligrosos; afectan al sistema reproductor y poseen efectos cancerígenos y mutagénicos.

Estos COV se forman durante el tratamiento de productos químicos clorados y en la incineración de residuos que contienen sustancias cloradas (los envases de PVC, por ejemplo).

4. Óxidos de nitrógeno (NOx). En este grupo estudiaremos tres gases: el óxido

nítrico (NO), el más abundante de los tres, que es un gas tóxico, incoloro e inodoro; el dióxido de nitrógeno (NO2), gas tóxico, asfixiante, de color pardo rojizo y el óxido nitroso (N2O), gas incoloro, de olor y sabor dulce.

Producen afecciones de las vías respiratorias e irritaciones oculares...

Se forman por oxidación del N2 atmosférico en procesos de combustión a temperaturas elevadas (motores, centrales térmicas, calefacciones) y, de forma natural, por desnitrificación del suelo.

Además, los fertilizantes nitrogenados se transforman en el suelo y pasan a la atmósfera como N2O.

5. Óxidos de carbono El monóxido de carbono (CO) es un

gas incoloro, inodoro, insípido, inflamable y muy tóxico, tanto que su inhalación puede provocar la muerte porque esté gas impide el transporte sanguíneo del oxígeno (“envenena a la hemoglobina”)

El dióxido de carbono (CO2) es incoloro, inodoro pero nada tóxico; de hecho es un componente habitual y fundamental de la atmósfera (0,03 % de su composición).

Óxidos de carbono (CO y CO2) Ambos existen en la naturaleza de

forma natural (la respiración libera CO2) pero sus proporciones se ven muy

elevadas por la quema de combustibles fósiles, siendo preocupantes en las zonas urbanas por la emisiones de los automóviles. Además, el CO2 es el principal gas productor de efecto invernadero.

6. Compuestos halogenados . Son sustancias que contienen cloro o flúor en

su molécula como el cloro (Cl2), el cloruro de hidrógeno (HCl), el fluoruro de hidrógeno (HF) y los clorofluorocarbonos (CFC).

Cl2 y HCl son gases muy tóxicos que provocan irritación de las mucosas de las vías respiratorias. Pueden tener un origen marino o proceder de los vehículos de motor o de la incineración de plásticos.

El HF se degrada muy lentamente y tiende a acumularse en los organismos de los niveles tróficos

1) Las características de las emisiones

2) Las condiciones atmosféricas

3) Las características geográficas y topográficas

la naturaleza del contaminante (si es gas permanecerá mas tiempo en la atmosfera que si es un sólido o líquido ) y su concentración.

sus características fisicoquímicas (la temperatura de emisión y la velocidad de salida), dado que a una mayor velocidad existe más posibilidad de atravesar las capas de inversión térmica

la altura del foco emisor (por ejemplo una chimenea),ya a que mayor altura, mayor facilidad para la dispersión del contaminante

Las situaciones anticiclónicas dificultan la dispersión de los contaminantes.

Las borrascas facilitan la dispersión de los contaminantes ( mas viento, lluvias etc.)

Los factores de la atmósfera que mas influyen son:

VIENTOS PRECIPITACIONES INSOLACION

- Los vientos en función de sus características: dirección, velocidad y turbulencia. La dirección nos señala la zona hacia la que se pueden desplazar los contaminantes, la velocidad está en relación directa con la capacidad de dispersión y la turbulencia provoca acumulación de contaminantes.

- Precipitaciones, que producen un efecto de lavado sobre la atmósfera, al arrastrar parte de los contaminantes al suelo.

- Insolación, que favorece las reacciones entre los precursores de los oxidantes fotoquímicos

ver descarga libre de Mc Graw hacer un dibujo esquemático de la

inversión térmica y explicarlo

Inversión térmica

Situación normal

La formación de nieblas contaminantes o smog produce un impacto local que afecta a la salud de las personas y provoca daños en animales, plantas y monumentos.

Smog es una palabra formada por los terminos anglosajones smoke (humo) y fog (niebla). El smog es una niebla que acumula grandes cantidades de contaminantes

Existen dos tipos de smog: smog clásico o "puré de guisantes" (Londres, 1952) y smog fotoquímico (estudiado por ver primera en Los Ángeles, 1944)

Se conoció y estudió a partir del grave proceso de contaminación sufrido en Londres en 1952, en el que murieron 4.000 personas. El Támesis produce nieblas que en invierno, a veces, se hacen estables por la inversión térmica

Es típico de ciudades con alto contenido en SO2 en el aire (combustiones de combustibles fósiles, sobre todo carbón), partículas y otros contaminantes como CO, CO2 y SO3.

Se produce con mas intensidad en condiciones anticiclónicas.

Produce alteraciones bronquiales, tos, asma, irritaciones de las mucosas

Se estudió por primera vez en Los Angeles, en 1944

Se origina en situaciones anticiclónicas, y con fuerte insolación

La presencia en la atmósfera de oxidantes fotoquímicos (O3, PAN y radicales libres) procede de las reacciones de óxidos de nitrógeno, e hidrocarburos con el oxígeno atmosférico, favorecidos por la radiación solar ultravioleta.

El smog fotoquímico se caracteriza por la presencia de bruma, formación de O3, irritación ocular y nasal y daños en la vegetación (reduce la actividad fotosintética)

son numerosas, muy complejas y no conocidas en su totalidad.

1. Formación de ozono a partir del ciclo fotolítico del NO2:

NO2 + luz = NO + O ; O + O2 = O3 Si no están presentes los hidrocarburos,

el O3, reacciona con NO para formar de nuevo NO2. No se desequilibra el ciclo y no se acumula O3.

2. Formación de radicales libres activos a partir de radicales de hidrocarburos, que

producen la oxidación del NO a NO2: ROx + NO = ROy + NO2 Si existen hidrocarburos (HC), el ciclo

fotolítico se desequilibra al reaccionar sus radicales con el NO, oxidándolo y originando los radicales activos. Así aumenta la concentración del ozono (O3)

El resultado final es la concentración en la atmósfera de sustancias con gran poder oxidante, como el O3, que es el más destacado, y por tanto nos sirve como medida de la gravedad de la contaminación fotoquímica.

Este fenómeno se observó en Los Ángeles en 1944 y es cada vez más frecuente en ciudades con mucha industria y gran intensidad de tráfico. Y generalmente con gran insolación.

La lluvia acida esta formada por precipitaciones con un pH inferior a 5,6. Es un impacto regional. Los contaminantes primarios son transportados por el viento hasta zonas, a veces muy alejadas, donde se concentran y precipitan

El fenómeno de la lluvia ácida comienza cuando el azufre y el nitrógeno presentes en los combustibles fósiles son liberados a la atmósfera mediante procesos de combustión, como el SO2 y NOx, que son transportados, reaccionan, precipitan y se depositan, retornando a la superficie de dos modos distintos:

- Deposición seca: en forma gaseosa o como aerosoles, cerca de las fuentes de emisión.

- Deposición húmeda: si los SO2 y NOx permanecen en la atmósfera sufren un proceso de oxidación en el que se forma ácido sulfúrico y ácido nítrico que se disuelven en las gotas de agua que forman las nubes, pudiendo ser transportados por el viento a cientos de kilómetros del foco emisor, retornando al suelo por medio de las precipitaciones (lluvia ácida).

SO2+luz/O2--->>> SO3 SO3 + H2O------>>> H2SO4 NO2 + OH- --->>> HNO3

Países como Gran Bretaña o Alemania, muy industrializados, trasladan hacia zonas como Noruega, Dinamarca, Polonia o Finlandia los contaminantes, donde éstos se depositan.

Estos países son receptores de la contaminación al encontrarse al este de los países emisores, dado que en estas zonas el sentido de la circulación general de la atmósfera es del oeste.

Las fuentes naturales de óxidos de azufre son las erupciones volcánicas y la descomposición de la materia orgánica. Por su parte, las fuentes naturales de óxidos de nitrógeno son la acción bacteriana en el suelo y las reacciones químicas en la atmósfera superior. Sin embargo, las fuentes naturales solo se consideran un porcentaje pequeño de los contaminantes. Las actividades humanas son las responsables del 90% de las emisiones de azufre y del 95% de las emisiones de nitrógeno en los países desarrollados.

La lluvia ácida no es una amenaza directa para la salud humana. Sí origina daños importantes sobre los monumentos a los que causa el “mal de la piedra”.

Pero el impacto más grave de lluvia ácida es sobre los ecosistemas:

a)Sobre la vegetación. Son muchos los lugares de la Tierra en los que la lluvia ácida afecta alos árboles. En Checoslovaquia y Polonia, millones de árboles han desaparecido debido a las lluvias ácidas. Los bosques situados en zonas de montaña sufren, además, nieblas ácidas que envuelven a las hojas y atacan su cutícula

b) Sobre el suelo. Se cree que la lluvia ácida disuelve los nutrientes y los minerales útiles del suelo, que son arrastrados por el agua de escorrentía. En los suelos agrícolas a veces hay que incorporar al suelo caliza (una sustancia básica) para neutralizar su acidez.

· Sobre ríos y lagos. Algunos lagos ácidos no tienen ningún pez. Generalmente, los individuos jóvenes son más sensibles que los adultos: así, con pH 5 la mayoría de los alevines de pez no pueden salir del cascarón.

La solución al problema de la lluvia ácida implica cambios en nuestro modelo energético. Es preciso reducir el uso de combustibles fósiles, especialmente el carbón por su elevado contenido en azufre.

En España, Portugal, Italia y Grecia, salvo en casos muy localizados, no hay grandes problemas de lluvia ácida porque suele haber en el aire partículas de polvo, algunas veces procedentes del Sáhara, que contienen diversas sales de calcio.

Piensa: En el caso de la Península ibérica, por la circulación general atmosférica, de donde proceden, generalmente los vientos??

Pon un ejemplo de deposición húmeda de contaminantes atmosféricos y cita una consecuencia negativa que ejerza sobre los ecosistemas.

RESPUESTA ESPERADA Lluvia ácida. Acidificación de las aguas y

los suelos, lo que modifica el equilibrio iónico de los ecosistemas y provoca desaparición de especies; destrucción de la vegetación, especialmente bosques (defoliación).

En la megaciudad de Méjico DF viven unos 24 millones de personas. Los smogs allí son frecuentes, lo que ha podido agravar la incidencia de la gripe A. ¿Qué es un smog?

¿Cómo se origina?

RESPUESTA ESPERADA Es una niebla contaminante en el medio

troposférico urbano. ¿Cómo se origina? Por acumulación de gases contaminantes (e.g., SO2, O3, aldehídos) en el medio urbano en combinación con nieblas y/o en situaciones de vientos débiles o en calma

Cita un ejemplo de fuentes de contaminación atmosférica naturales y otras dos de fuentes antropogénicas. ¿Cuál de los dos tipos (natural o antropogénico) tiene mayor impacto en el medio ambiente? Razona tu respuesta.

gasesgases

PAU 2005

a)Indica y describe el grave problema ambiental reflejado en el dibujo. Señala qué gases intervienen en el mismo.

B)Señala cuáles son las principales fuentes de emisión a la atmósfera de los gases que producen este problema ambiental.

C)Señala las consecuencias ambientales del proceso reflejado en el dibujo. Indica y comenta dos actuaciones con las que pudieran evitarse dichas consecuencias.

D)Describe el proceso de formación de la niebla fotoquímica (smog) e indica qué compuestos químicos intervienen en el mismo.

 

1.- ¿Qué fenómeno contaminante representa la figura? Describe brevemente cómo se forman los elementos contaminantes y cita un impacto que dicho fenómeno provoca en los ecosistemas. 2.- ¿Qué opinión te merecen las centrales térmicas basadas en combustibles fósiles? ¿Crees que hay fuentes alternativas de energía? Cita dos. 3.- ¿Crees que el proceso contaminante representado en la figura puede provocar problemas entre países vecinos? Razona tu respuesta. 4.- ¿Te parece que la energía nuclear puede ser una alternativa adecuada para solucionar el problema representado en la figura? Responde libremente, considerando las ventajas y desventajas del uso de elementos radiactivos.

1) AGUJERO DE LA CAPA DE OZONO ESTRATOSFERICO

2) ALTERACION DEL EFECTO INVERNADERO

3) Y CAMBIO CLIMATICO GLOBAL

POR MC GRAW, reducirlo,,,,, esta en vías de solución por los acuerdos de eliminación del uso de CFCs

Consiste en el adelgazamiento de la capa de ozono estratosférico, o reducción de su concentración, hasta un 40%, principalmente sobre la Antártida, durante la primavera, y también en el Ártico. Agentes implicados: CFCs, halones, N2O, NOx.

Principal problema: se reduce la filtración de rayos UV, que son responsables de alteraciones genéticas, cáncer, reducción de la producción primaria de los ecosistemas

El químico sueco Arrhenius dijo en 1896 que los gases producidos por las industrias terminarían por alterar el clima de la Tierra. Un siglo después a este fenómeno se le llama efecto invernadero

EFECTO INVERNADERO (DEF. PAU) fenómeno por el cual determinados gases

atmosféricos, tales como el dióxido de carbono, metano o el vapor de agua, dejan pasar la radiación visible hasta la superficie terrestre pero en cambio absorben la radicación infrarroja, por lo que contribuyen al calentamiento de la misma.

Los gases con efecto invernadero más comunes como el C02 y vapor de agua están en la atmosfera de forma natural y gracias a ellos la temperatura de la superficie terrestre es 30ºC mas cálida que si no estuvieran.

EL PROBLEMA surge cuando las emisiones de CO2 y otros gases han ido creciendo exponencialmente durante el último siglo y siguen creciendo de tal manera que el “efecto invernadero” se acelera demasiado rápido, desenfrenadamente, generando una subida de temperaturas…:calentamiento global

El calentamiento global es un impacto global sobre el sistema atmosférico. Como consecuencia, la atmosfera reajusta su estructura y su dinámica; este reajuste es el CAMBIO CLIMATICO que produce una alteración de las zonas climáticas, de los regímenes de lluvias, de la violencia de los fenómenos meteorológicos. Estos cambios producen a su vez efectos en otros subsistemas: se reajustan las corrientes oceánicas, se altera la composición de la biosfera… en definitiva un efecto dominó difícil de prever

(PAU) :Es el incremento de la temperatura media mundial (o calentamiento global) debido al incremento de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, tales como el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), CFCs.

El incremento de la concentración de algunos de estos gases, principalmente el CO2, se ha producido por el uso de combustibles fósiles como fuente principal de energía por parte de la humanidad.

Por Mc Graw Notas: Detección de la contaminación

atmosférica: aparece como “vigilancia de la calidad del aire

Prevención Y Corrección (resumir Mc Graw)

¿Qué es LIDAR?         Sistema que combina un escaneo

Light Detection And Ranging (LiDAR) aerotransportado sobre el terreno con un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y la Unidad de Medida Inercial (IMU) de una aeronave, mapeando la superficie del terreno.

Por Mc Graw

Por Mc Graw