CONTAMINACIÓN AMBIENALProfesor: Jaime Flores Ramos

Durante siglos, el hombre tuvo la convicción de que la Tierra era un planeta con recursos naturales inagotables y que podían consumirse inmoderadamente, sin tener consecuencias del daño ambiental que perjudican a la vida y a la sobre vivencia humana, sin embargo se provocó la actual

CONTAMINACIÓN (física, química, biológica y radiactiva)

ECOLOGÍAEstudia las relaciones entre los seres vivos y el medio ambiente en donde se desarrollan.

ECOSISTEMAEs cualquier lugar o medio donde se encuentran interactuando los seres vivos (factores bióticos) y los entes sin vida (factores abióticos)

ES UN SISTEMA EN EQUILIBRIO

seres vivosm edio

am biente

com unidades

cadenas alim enticias

suelos,aguas,

clim a, etc

ECOSISTEM A

Ejem plo:Am azoníaun ríopantanos de Villa

IMPACTO AMBIENTAL Es el efecto del trabajo del hombre, capaz de modificar el ambiente e incidir sobre los ecosistemas.

• CONTAMINACIÓN AMBIENTAL Es todo cambio indeseable en algunas características del ambiente, que afecta negativamente a todos los seres vivos.Estos cambios se generan en forma natural o por acción del hombre (antropogénica) Física Química

Biológica Radiactiva

TIPOS DE CONTAMINACIÓN

SUELO AGUA

AIRE

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

• Es producida principalmente por el proceso de quema de combustibles, y fuga de combustibles gaseosos a la atmósfera, siendo los principales emisores:

• Automóviles

• Industrias

• Comercios y servicios

• Usos domésticos

• Emisiones de metano en rellenos sanitarios y otros

• Fuga en almacenamiento y líneas de distribución de combustibles

CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Smog Lluvia ácidaEfecto invernadero

EL EFECTO INVERNADERO

• Fenómenos asociados al hecho de que ciertos

gases presentes en la atmósfera, son capaces de

almacenar radiaciones de onda larga, IR (calor).

• Producido por los llamados Gases de Efecto Invernadero (GEI): CO2, CH4, H2O, CFCs, O3, N2O.

• La mayoría proceden de fuentes naturales, aunque la proporción de tipo antropogénico no cesa de aumentar.

• El exceso de CO2 producido por la industria (quema de combustibles) ha incrementado los GEI, lo que aumenta la temperatura de la tierra y provocando deshielos. Ejemplo: Pastoruri (Huaraz).

EFECTO INVERNADERO

Departamento de Ancash (Nevado de Pastururi)

GASES DE EFECTO INVERNADERO

Gráfico de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre (azul) y la temperatura media

global (rojo), en los últimos 1000 años.

“Le recomiendo una dieta baja en carbón

y...debería de dejar de fumar”

Gracias a la atmósfera la temperatura media del planeta es 15 ºC en

lugar de los previsibles -18ºC que tendríamos sin el efecto

invernadero.

1 solo árbol elimina una tonelada de CO2 a lo largo de su vida

EFECTO INVERNADERO

Potencial de Calentamiento Global (PCG)

Hidrofluorocarbonos (HFCs), perfluorocarbonos (PFCs) y hexafluoruro de azufre (SF6)son los gases que más contribuyen al calentamiento global. Muchos de estos gases son 1000, 10000 o hasta 20000 veces más poderosos que el dióxido de carbono (CO2) en su capacidad para capturar el calor que posteriormente queda atrapado en la atmósfera por miles de años.

Efecto de calentamiento integrado a lo largo del tiempo que produce hoy una liberación instantánea de 1 kg de gas de efecto invernadero, en comparación con el CO2.

Potencial de Calentamiento Global de Gases de Efecto Invernadero

(Comparado al CO2)    

     Gas de Efecto Invernadero

PCG Después de 20 Años

PCG Después de 100 años

Dióxido de Carbono 1 1

Metano 62 23

Óxido de Nitrógeno 275 296

HFC-23 9400 12000HFC-125 5900 3400HFC-134a 3300 1300HFC-143a 5500 4300CF4 3900 5700C2F6 8000 11900SF6 15100 22200

Source: Climate Change 2007: the Fourth Assessment Report (AR4), Intergovernmental Panel on Climate Change.

Source: Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks (2008), EPA.

Source: Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks (2008), EPA. Climate Change 2007: the Fourth Assessment Report (AR4), Intergovernmental Panel on Climate Change.

POTENCIALES DE CALENTAMIENTO DE LOS PRINCIPALES GASES DE INVERNADERO

Tipo de Gas FÓRMULA PCG

Dióxido de Carbono CO2 1

Metano  CH4 21

Óxido Nitroso N2O 310

Hexafluoruro de Azufre SF6 23900

Hidroflurocarbonos HFC 140 - 11700

Perfluorocarbonos  PFC 6500 - 9200

Gases FuentesPotencial de

Calentamiento

Bióxido de carbono CO2

Quema de combustibles fósiles, reacciones químicas en procesos industriales; cambio de uso de suelo.

1

Metano

CH4

Descomposición anaerobia (cultivo de arroz, rellenos sanitarios, estiércol), escape de gas en minas y pozos petroleros

21

Óxido nitrosoN20

Producción y uso de fertilizantes nitrogenados, quema de combustibles fósiles

310

Hidrofluorocarbonos

HFCs Procesos de manufactura; usados como refrigerantes 140-11700

Perfluorocarbonos

PFCsProcesos de manufactura; usados como refrigerantes 6500-9200

Hexafluoruro de Azufre

SF6

Procesos de manufactura, donde se usa como fluido dieléctrico

23900

Gases de Efecto Invernadero (GEI)Gases de Efecto Invernadero (GEI)

Aumento de la temperatura media de la tierra (1,5 - 3,5 °C)

Aumento en el nivel medio del mar (10 - 88 cm) Al aumentar la temperatura los océanos

liberaran mas CO2 y los ecosistemas húmedos libera más CH4 lo que aumentará el fenómeno.

Cambios en los patrones climáticos (desertificación, incendios forestales, inundación, etc.)

Más vale hablar de cambio climático, aunque sólo sea por pura cautela en el lenguaje.

CONSECUENCIAS DE LOS GEI

La década del 90 fue la más caliente en los últimos 1000 años

PROTOCOLO DE KIOTO

• Acuerdo internacional para luchar contra el cambio climático.

• Se firmó en la ciudad de Kioto (Japón) el 11 de Dic. 1997

• Entró en vigencia el 16 de Feb. Del 2005

• Compromiso de reducción de las emisiones de los GEI no

menos del 5,2 % respecto de los niveles de 1990 entre 2008 y

2012.

• La temperatura se incrementará en el 2100 entre 1,5 a 5,8 ºC,

mayor a los 10 000 últimos años.

• Gases a reducir: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6

Escenarios de Calentamiento Global

Fracaso total de todos los esfuerzos. Grave impacto.

Mercado del Carbono: Acción estatal y privada. Moderado Impacto.

Firma de Protocolo de Kyoto.Bajo impacto

Temperatura media del Planeta (°C)

1860 1940 2020 2090

Pronóstico del calentamiento global

LA ATMÓSFERA Y LA CAPA DE OZONO

LA CAPA DE OZONO

• El ozono, O3 es un gas inestable, de color azul, venenoso, irritante.

• Se usa como oxidante (purificación del agua, harinas, etc).• En la atmósfera se forma de modo natural:

• En la troposfera contribuye a la formación del smog (mezcla de niebla y humo).

3 O2(g) 2 O3(g)Luz UV

Clorofluorcarbonos, CFCS (freones)Bromofluorcarbonos, BFCS (halones)

Propiedades:• Son inertes• No tóxicos• Son volatiles• No inflamables• Baja viscosidad

Se emplean en:• Producción de frío• Producción de plásticos expandidos

poliestireno y poliuretano• Producción de propelentes aerosoles:

cosméticos, insecticidas, pinturas• Producción de solventes, industria

electrónica: limpieza de componentes.

CF2Cl2 , CFCl3 , CF2Br2 , CFBr3 , CH3Br , CCl4, CH4

TropósferaEstratósfera

Radiación Ultravioleta

SAOSAO

DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO

AGOTAMIENTO DE LA CAPA DE OZONO

CFCl3 + luz CFCl2 + Cl·

Cl· + O3 ClO· + O2

ClO· + O· Cl· + O2

y así sucesivamente. Un sólo átomo de Cl puede provocar la destrucción de

100 000 moléculas de O3.

OZONO

Beneficioso en la

estratósfera pero

perjudicial en capas

bajas

La UNIDAD DOBSON (UD)

Una UD corresponde, en promedio, a una concentración aproximada a una parte por billón en volumen.

TropósferaEstratósfera

SUSTANCIA AGOTADORA DE LA

CAPA DE OZONO (SAO)

POTENCIAL DE AGOTAMIENTO

DE OZONO (PAO)

POTENCIAL DE CALENTAMIENTO

GOBAL (GWP)

Clorofluorocarbonos (CFC)

0,6 a 1,0 4600-10600

Halones 3,0 a 10,0 1300-6900

Hidroclorofluorocarbonos(HCFC)

0,001 a 0,11 700-2400

Bromuro de Metilo 0,6 5

EFECTO DEL OZONO EN LAS HOJAS

Efectos del agotamiento de la capa de ozono

• En los seres humanos:

Debilitamiento del sistema inmunológico, cáncer de piel y cataratas.

Al agotarse la capa de ozono caerá sobre la superficie terrestre un exceso de rem, UV las que causan los siguientes daños.

•En la tierra:reduce la producción y calidad de semillas y cultivos

•En el mar:Perjudica la reproducción y desarrollo de peces, camarones y cangrejos. Daña el plankton marino.

•En los materiales:Pinturas, caucho, madera, y plásticos pierden su calidad.

ALTERNATIVA

• Elegir aquellos que no reaccionan con el ozono como los hidrofluorocarbonados (HFC).

La reducción del ozono en algunas altitudes de la Antártida excede el 90 % (26 de diciembre

del 2006).

EL OZONO

PROTOCOLO DE MONTREAL

• Es un protocolo internacional.• Se refiere a las “Sustancias Agotadoras de la Capa de

Ozono”. • Este protocolo limita, controla y regula la producción, el

consumo y el comercio de sustancias depredadoras de la capa de ozono.

• La fecha de Acuerdo y Firma del Protocolo de Montreal fue el 16 de septiembre de 1987.

• Entro en vigencia el 1 de enero de 1989.

Fue formulada en:Londres, 1990 Copenhague,1992 Viena, 1995 Montreal, 1997Beijing, 1999

LA LLUVIA ÁCIDA• Es lluvia que ha arrastrado

contaminantes que la vuelven ácida.

• Lluvia limpia (pH=5,6 a 7,0)• Lluvia acida (pH=3,0 a 5,0)

SOx + NOx H2SO4 + HNO3

Provienen de las chimeneas

industriales

En las gotas de lluvia

H2O

Los NOX y SOX pueden viajar cientos de kilómetros arrastrados por corriente de aire (inferiores a 2 km)

LLUVIA ÁCIDA

Contaminantes primarios: SO2, NOX, RH, CO, Aerosol, Freones,…

Contaminantes secundarios: SO3, O3, H2SO4, HNO3, HNO2, PAN, ……

¿QUÉ DAÑOS CAUSA LA LLUVIA ÁCIDA?

• Daña materiales calcáreos

• Mata vida acuática

• Debilita árboles (arrastra sus nutrientes)

• Daños respiratorios al hombre

Lluvia ácida

SMOG FOTOQUÍMICO• El "smog" es una mezcla de humo (Smoke) y niebla (Fog). • Los ingredientes principales de smog fotoquímico son, óxidos de nitrógeno

Componentes Orgánicos Volátiles (VOC), Ozono troposférico y (nitrato peroxiacilo, PAN

NO2 + Luz solar NO + O

O + O2 O3

O + H2O 2 .OH

Hidrocarburos + O3 PAN

• Esta mezcla oscurece la atmósfera dejando un aire teñido de color marrón rojizo cargado de componentes dañinos para los seres vivos y los materiales

• Tienden a tener mal olor• Dan orígen a complicaciones y enfermedades respiratorias, e irritan los ojos y otras

membranas, mucosas.

• En 1960 en Londres, provocó más de 4000 muertos.

FENÓMENO CLIMATOLÓGICO: INVERSIÓN TÉRMICA (Contribuye al incremento del smog)

En la situación habitual de la atmósfera la temperatura desciende con la altitud lo que favorece que suba el aire más caliente (menos denso) y arrastre a los contaminates hacia arriba.

En una situación de inversión térmica una capa de aire más cálido se sitúa sobre el aire superficial más frío e impide la ascensión de este último (más denso), por lo que la contaminación queda encerrada y va aumentando.

¿HASTA DONDE PUEDE MODIFICARSE LA ATMOSFERA TERRESTRE ?

Origen y tipos de contaminación

• Naturales: Algunas fuentes de contaminación del agua son naturales. Por ejemplo, el mercurio y los hidrocarburos. Normalmente las fuentes de contaminación natural son muy dispersas y no provocan concentraciones altas de polución, excepto en algunos lugares muy concretos.

• De origen humano Hay cuatro focos principales de contaminación antropogénica : Industria. Navegación. Residuos urbanos. Agricultura y ganadería.

CONTAMINACIÓN DEL AGUA• Los ríos, lagos y mares recogen, desde

tiempos inmemoriales, las basuras producidas por la actividad humana.

• Pesticidas, desechos químicos, metales pesados, residuos radiactivos, petróleo , derivados, etc.ALTERACIONES FÍSICAS DEL AGUA Color, olor, sabor, temperatura, Materiales en suspensión, radiactividad, espuma, conductividad.

ALTERACIONES QUÍMICAS DEL AGUApH, OD, DBOs, nitrógeno total, fósforo total,aniones y cationes, compuestos orgánicos.

ALTERACIONES BIOLÓGICAS DEL AGUABacterias coliformes, vírus, animales, plantas y microorganismos diversos.

Enfermedades por contaminantes patógenos:

Cólera, tifus, disentería, hepatitis, poliomelitis, ….

Aunque el 72% de la superficie terrestre está cubierta por agua, tan sólo el 3% es agua dulce y de ella sólo el 1% puede ser utilizado por el Hombre.

“Diccionario de la Naturaleza. Hombre, Ecología, Paisaje”

se obtiene la siguiente definición: “La demanda biológica de

oxígeno es la cuantificación numérica de la cantidad de

oxígeno necesitada para descomponer la materia orgánica

existente en una unidad de volumen de agua, a una

temperatura determinada”. (Calidad de agua).

Demanda Biológica de Oxígeno (DBO)

EUTROFICACIÓN O EUTROFIZACIÓN

• Crecimiento excesivo de vegetación debido a una elevada concentración de fosfatos y nitratos en ríos y lagos (por contaminación por detergentes y otros)

• Daños:– Modifica ecosistemas

(pueden desaparecer lagos enteros)

– Elimina la de vida acuática

Algunos de los cambios que ocurren con la eutroficación

Cambios biológicos

Aumenta considerablemente el fitoplancton.

Las algas verdes azules se desarrollan espectacularmente

mientras que las de otros tipos desaparecen.

Aumenta la actividad bacteriana.

Los animales acuáticos enferman y mueren.

Cambios físicos

Los restos de plantas y animales muertos se acumulan en los

fondos, frenando la circulación del agua. 

El agua se torna parda y maloliente.

Cambia de color: rojo, verde, amarillo o pardo.

Cambios químicos

El oxígeno disuelto baja de alrededor de 9 mg/l a 4 mg/l lo cual

afecta negativamente y de inmediato a los organismos.

Cuando el nivel baja a 2 mg/l todos los animales han muerto.

La concentración de compuestos nitrogenados, fosfatados se

incrementa, así como la de otros elementos químicos.

CONTAMINACIÓN DEL AGUA

CONTAMINACIÓN DEL AGUA

Se considera suelo contaminado, aquel cuyas características

físicas, químicas o biológicas han sido alteradas negativamente

por la presencia de componentes peligrosos de origen humano,

en concentración tal que comparten un riesgo para la salud

humana o el medio ambiente.

Contaminación Urbana

Contaminación Agrícola

Contaminación industrial

Clases:

Contaminación de suelosDisminuye la fertilidad de suelosProvocada por:– Metales pesados (efluentes industriales, exceso de

fertilizantes)– Pesticidas (muy tóxicos!)– Borras (desechos finales de la industria del petróleo)– Derrames de petróleo.

Algunas soluciones

• Uso de energías alternativas• Uso de compuestos biodegradables (se

transforman en moléculas pequeñas)• Reciclaje y reutilización de materiales

(vidrio, aluminio, acero, papel)• Uso de biogás (transformación de

productos orgánicos de desechos en metano, CH4)

• Biotecnología (uso de bacterias que se alimentan de los derrames de petróleo)

• Etc.

                     

TIEMPO DE BIODEGRADACIÓN

Desechos orgánicos 3 semanas a 4 meses

Ropa o género de algodón y/o lino 1 a 5 meses

Un par de medias de lana 1 año

Zapato de cuero 3 a 5 años

Papel 3 semanas a 2 meses

Celofán 1 a 2 años

Trapo de tela 2 a 3 meses

Estaca de madera 2 a 3 años

Estaca de madera pintada 12 a 15 años

Bambú 1 a 3 años

Envase de lata 10 a 100 años

Envase de aluminio 350 a 400 años

Materiales de plástico 500 años

Vidrio Indefinido en descomponerse