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Tema 10. La Contaminación Atmosférica
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Tema 10. La Contaminación Atmosférica Presentation Transcript

  • 1. TEMA 10
  • 2. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes. Fuentes de contaminación  Naturales: Proceden de los procesos de la geosfera y la biosfera.  Artificiales o antropogénicas: Consecuencia de las actividades humanas.
  • 3. Contaminantes naturales del aire Fuente Contaminantes Volcanes Óxidos de azufre, partículas Fuegos forestales Monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas Vendavales Polvo Plantas (vivas) Hidrocarburos, polen Plantas (en Metano, sulfuro de hidrógeno descomposición) Suelo Virus, polvo Mar Partículas de sal
  • 4. Fuentes antropogénicas Hogar (calefacciones) Transporte Industria: térmicas, cementeras, papeleras siderometalúrgicas, y químicas Agricultura y ganadería Incineración RSU
  • 5. Focos de emisión Contaminante Antropogénicos Naturales % % Aerosoles 11.3 88.7 SOx 42.9 57.1 CO 9.4 90.6 NO 11.3 88.7 Hidrocarburos 15.5 84.5
  • 6. Tipos de focos de contaminación antropogéncicos Procesos industriales Industriales Focos fijos Instalaciones fijas de combustión Domésticos Instalaciones de calefacción Vehículos automóviles Focos móviles Aeronaves Buques Aglomeraciones industriales Focos compuestos Áreas urbanas
  • 7. Tipos de contaminantes Los contaminantes se pueden clasificar en función de su naturaleza en :  Contaminantes biológicos  Contaminantes químicos  Contaminantes físicos. Presencia en el aire de materias o formas de energía
  • 8. CONTAMINACIÓN BIOLÓGICA Microorganismos Sustancias o partículas procedentes de animales o plantas.
  • 9. CONTAMINACIÓN QUÍMICA CONTAMINANTES PRIMARIOS: proceden directamente del foco emisor Emisión CONTAMINANTES SECUNDARIOS: se producen en la atmósfera por transformación de los contaminantes primarios Inmisión Tiempo de residencia: periodo de tiempo que puede permanecer en la atmósfera como tal o participando en reacciones químicas.
  • 10. CONTAMINANTES PRIMARIOS Y SECUNDARIOS
  • 11. CONTAMINANTES PRIMARIOS Y SECUNDARIOS 2 H2O O2 2 SO3 2 SO2 2 H2SO4Contaminante primario Transformación: Contaminante secundario Transformación: Contaminante secundarioDióxido de azufre (2 SO2) fotooxidación Trióxido de azufre (2 SO3) hidratación Ácido sulfúrico (H2SO4)
  • 12. Partículas y aerosoles En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como partículas de polvo, polen, hollín (carbón), metales (plomo, cadmio) Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los materiales muy pequeños, sólidos o líquidos. Partículas se suele llamar a los sólidos que forman parte del aerosol, mientras que se suele llamar polvo a la materia sólida de tamaño un poco mayor (de 20 micras o más).
  • 13. Monóxido de carbono (CO) Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma de manera natural, en la oxidación de metano (CH4). CH4 + O2 H2O + CO + H2 Se va eliminando por su oxidación a CO2 por la acción de los hongos del suelo. La actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, después del CO2, el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales. Procede, principalmente, de la combustión incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehículos.
  • 14. Dióxido de carbono (CO2) Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo una sustancia que contamina, pero se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad:  Retiene los rayos infrarrojos y produce el efecto invernadero, y  Su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques
  • 15. Óxidos de nitrógeno (NO y NO2)  Muy importantes en la formación del smog fotoquímico, y en las reacciones de formación y destrucción del O3, troposférico y estratosférico. Intervienen en la formación de la lluvia ácida.  En concentraciones altas producen daños a la salud y a las plantas y corroen tejidos y materiales diversos.  Las actividades humanas que los producen son, principalmente, combustiones a altas temperaturas. Más de la mitad de los gases de este grupo emitidos en España proceden del transporte.Óxido nitroso (N2O)  Fundamentalmente de emisiones naturales (microorganismos del suelo y océanos) y menos de actividades agrícolas y ganaderas (≈ 10% del total). También se produce en las combustiones a altas temperaturas.  En la troposfera es inerte y su vida media es de unos 170 años. Va desapareciendo en la estratosfera en reacciones fotoquímicas que pueden tener influencia en la destrucción de la capa de ozono. También tiene efecto invernadero
  • 16. Dióxido de azufre (SO2) Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días. Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie húmedo o seco y el resto se convierte en iones sulfato (SO42-), smog sulfuroso y lluvia ácida. H2S + O3 SO2 + H2O
  • 17. Hidrocarburos Procedentes principalmente de fenómenos naturales, pero también de actividades humanas relacionadas con la extracción, refino y uso del petróleo y sus derivados.  Sus efectos sobre la salud son variables. Algunos no parece que causen ningún daño, pero otros afectan al sistema respiratorio y podrían causar cáncer, p. ej. benceno.  Intervienen de forma importante en las reacciones que originan el "smog" fotoquímico.Metano (CH4) Se forma principalmente de forma natural.  Desaparece de la atmósfera al reaccionar con los radicales OH.  Su vida media en la troposfera es de entre 5 y 10 años.  Contribuye al efecto invernadero.
  • 18.  Clorofluorocarburos: moléculas orgánicas formadas por átomos de Cl y F unidos a C. Por ejemplo CCl3F (Freón-11) o CCL2F2 (Freón-12). Se han utilizado mucho en los "sprays", frigoríficos, etc. Son los principales responsables de la destrucción de la capa de ozono.
  • 19.  SO3 y H2SO4: Responsables del smog sulfuroso y la lluvia ácida. SO2+ O3 SO3 + H2O HSO4 O2  Intervienen en la formación de la lluvia ácida, corroe materiales diversos (mal de la piedra). NO3 y HNO3: Responsables del smog fotoquímico y la lluvia ácida. 2NO2+ O3 + H2O 2HNO3 + O2
  • 20. Ozono troposférico (O3)  Es un importante contaminante secundario.  Se forma por reacciones inducidas por la luz solar en principalmente entre los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire (COV).  Es el componente más dañino del smog fotoquímico.
  • 21. Ozono troposféricoEn España, como en otrospaíses mediterráneos,durante el verano se dancondicionesmeteorológicas favorablespara la formación deozono: altas temperaturas,cielos despejados, elevadainsolación y vientos bajos,
  • 22. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES Emisión: Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en un periodo de tiempo determinado. Inmisión: Cantidad de contaminantes presentes en la atmósfera, una vez que han sido transportados, y mezclados en ella.
  • 23. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES Hay una serie de factores que influyen en la dinámica de la dispersión:  Características de las emisiones: estado, concentración, Tª, velocidad de salida, altura del foco…  Condiciones atmosféricas: las condiciones de estabilidad atmosféricas dificultan la dispersión.  Características geográficas y topográficas.
  • 24. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES Características de las emisiones. Condiciones atmosféricas: condiciones de estabilidad atmosféricas dificultan la dispersión.  Temperatura del aire y variaciones en altura (GVT), determina movimientos del aire.  Vientos, dirección, velocidad, turbulencias…  Precipitaciones: Efecto lavado.  Insolación. Favorece reacciones fotoquímicas.
  • 25. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES Características de las emisiones. Condiciones atmosféricas. Características geográficas y topográficas.  Brisas marinas , de día y de noche.  Brisas de valle y de ladera.  Presencia de masas vegetales.  Presencia de núcleos urbanos (efecto isla de calor).
  • 26.  Características geográficas y topográficas  Zonas costeras, movimientos cíclicos diarios (brisas). Brisa de día Brisa de noche
  • 27.  Características geográficas y topográficas  Valles fluviales y laderas.
  • 28.  Características geográficas y topográficas Aire caliente: 9 ºC Aire frío: 2 ºC Aire caliente Aire frío
  • 29. Núcleos urbanos Efecto isla de calor
  • 30.  Madrid, 28 ene (EFE).- Cuatro estaciones de la red de medición de contaminación atmosférica del Ayuntamiento de Madrid han alcanzado a las 10.00 horas de hoy niveles de dióxido de nitrógeno (NO2) por encima de los límites exigidos por la normativa, según ha denunciado Ecologistas en Acción basándose en datos de la web municipal. Recoletos (con 238 microgramos por metro cúbico), el Barrio del Pilar (con 218), Cuatro Caminos (con 210) y Gregorio Marañón (con 209) han superado los 200 microgramos/m3 por metro cúbico de NO2 a esa hora. Según los datos de medición que ofrece el Ayuntamiento, la media de contaminación por NO2 de la red era, a las diez de esta mañana, de 134 microgramos/m3, frente al objetivo de 44 de media anual para la protección de la salud. El incremento de los niveles de contaminación atmosférica en la ciudad comenzó el pasado lunes, según los ecologistas, y todavía hoy continúa, a pesar de que el Ayuntamiento lo atribuía a una "esporádica" llegada de aire africano.
  • 31.  Presencia de vegetación: disminuye la cantidad de contaminación.
  • 32. Ejercicio 9 pag. 246
  • 33. Ejercicio 10. pag. 242La figura nos presenta una situación relacionada con la contaminación del aire.a)Razona de que efecto se trata.b)Describe en que consiste, las condiciones y lugares que favorecen su aparición.c)Explica la evolución de los contaminantes en la atmósfera en dicha situación.d)Propón soluciones para combatir o minimizar el efecto descrito.
  • 34. EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE Efectos locales: Las propias de los contaminantes y las nieblas o smog. Efectos regionales: Lluvia ácida Efectos globales: Destrucción de la capa de ozono y cambio climático.
  • 35. Smog sulfuroso También llamado smog industrial o gris. Típico de grandes ciudades con mucha industria y calefacciones de carbón y petróleo. La mezcla de CO2, H2SO4 y partículas en suspensión origina una espesa niebla muy contaminante con efectos nocivos para la salud y los edificios y materiales. Hoy en día es raro en países desarrollados por los sistemas de control, pero es muy frecuente en países en vías de desarrollo como China o algunos países de Europa del Este.
  • 36. Smog fotoquímico Debido a oxidantes fotoquímicos: O3, PAN y Aldehidos (contaminantes 2arios). Origen: vehículos en condiciones soleadas y calmas. Formación de O3 a partir del NO2: Formación de radicales libres que oxidan el NO a NO2: los radicales libres de hidrocarburos oxidan al NO aumenta la concentración de O3. Formación del PAN(nitrato de peroxiacetilo). Los radicales libre reaccionan entre si y forman contaminantes oxidantes como p. Ej. El PAN y los aldehidos.
  • 37. Lluvia ácida Problema de alcance regional. Los SO2 y NOx emitidos se depositan por dos mecanismos:  Deposición seca: cerca de las fuentes de emisión.  Deposición húmeda. Se oxidan y disuelven en el agua de lluvia.
  • 38. Lluvia ácida
  • 39. AGUJERO DE LA CAPA DE OZONO En 1987 en el protocolo de Montreal varios países se comprometieron a reducir un 50% en 10 años las producciones de CFC.
  • 40. REACCIONES DE DESTRUCIÓN DEL OZONO1. Reacciones con óxidos de nitrógeno: NO + O3  NO2 + O2 NO2 + O  NO + O2 Balance neto: O3 + O  O2 + O22. Reacciones con compuestos de cloro y otros compuestos halogenados: CFC Cl3 + UV  CFC Cl2 + Cl Cl + O3  ClO + O2 ClO + O  Cl + O2 Balance neto: O3 + O  2 O2 NOx+ ClO  ClNO3• Este problema es más grave en los polos debido a que en invierno se forma un anticiclón que impide la mezcla de aire, y el NO2 existente actúa como núcleo de condensación y no interviene en las reacciones indicadas.
  • 41. CAMBIO CLIMÁTICOHace referencia a la variación global del clima de la Tierra. Esto puede deberse a: Variabilidad natural del clima, debida a:  Causas exógenas o astronómicas  Causas endógenas o geológicas Causas antropogénicas
  • 42. LUCHA CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO ACTUAL  Cumbre de Río 1992: Se firma el primer tratado internacional sobre el cambio climático (Convenio Marco de las NU sobre el Cambio Climático) y sólo se hace referencia a las causas antropogénicas.  Convenio de Kioto 1997: Medidas concretas para limitar la emisión de gases invernadero. Se adiciona al anterior.  Cumbre de Bali 2007: Objetivos menores de reducción de emisiones. Compromiso de los países en vías de desarrollo para reducir voluntariamente las emisiones.
  • 43. CAMBIO CLIMÁTICO  A mayor concentración de gases efecto invernadero se producirá mayor aumento en la temperatura en la Tierra. Los modelos así lo confirman.  En un tiempo muy breve se prevé un aumento de la Tª global (especialmente en zonas cálidas y desérticas), y un aumento del deshielo y del nivel del mar.
  • 44. CAMBIO CLIMÁTICO ACTUAL Gases que provocan efecto invernadero: CO2, CH4, N2O. EFECTOS: Subida nivel del mar, disminución casquete polar, cambio zonas climáticas y de precipitaciones, aumento Tª global, problemas salud…
  • 45. Protocolo de Kyoto en España
  • 46. Efectos del cambio climático http://www.elmundo.es/elmundo/2001/graficos/abril/ semana3/calentamiento.html
  • 47. CALIDAD DEL AIRE  La legislación fija los límites admisibles de los diferentes contaminantes.  La vigilancia del aire se puede llevar a cabo por:  Redes de vigilancia: estaciones de medida con equipos manuales y automáticos.  Métodos de análisis: físicos y químicos  Indicadores biológicos: sensibilidad de ciertas especies a los contaminantes  Empleo de sensores lidar
  • 48. Red de vigilancia de la contaminación atmosférica madrileña El sistema de Vigilancia está compuesto por 25 estaciones remotas que envían a través de líneas telefónicas RDSI, toda la información a la Estación Central y unidades móviles.  Estaciones remotas. Puntos donde se adquiere la información. Dotadas de los analizadores necesarios para la medida de niveles sonoros, de gases y partículas.  Unidades móviles. Realizan medidas de niveles de contaminación en zonas no cubiertas por las estaciones remotas.
  • 49. MÉTODOS DE ANÁLISIS: Tipo de Medida contaminante SO2 Absorción de fluorescencia UV CO Absorción por infrarrojo Partículas Atenuación de la radiación beta Ozono Absorción en el UV Hidrocarburos Ionización en llama NOx Quimioluminiscencia
  • 50. MEDIDAS DE PREVENCIÓN  Planificación de usos del suelo: actividades contaminantes en lugares donde los efectos sean menores.  Evaluación de impacto ambiental.  Empleo de tecnologías de baja emisión de residuos:  Programas I+D: búsqueda de energías alternativas no contaminantes.  Medidas educativas y sociales: ahorro energético.  Medidas legislativas: Ley 38/1972, de 22 de diciembre, de Protección del Ambiente Atmosférico, desarrollada mediante el Decreto 833/1975, de 6 de febrero, que, a su vez, se completa por la Orden de 18 de octubre de 1976, sobre Prevención y Corrección de la Contaminación Atmosférica Industrial.
  • 51. MEDIDAS DE CORRECCIÓN Concentración y retención de partículas: separadores de gravedad, filtros, precipitadores electrostáticos y absorbedores húmedos. Se transfiere la contaminación a otro medio. Sistemas de depuración de gases: sistemas de absorción, adsorción, combustión, reducción catalítica. Dispersión eficiente de contaminantes.
  • 52. CONTAMINACIÓN ENERGÉTICA Radiaciones ionizantes: Pueden ionizar átomos o moléculas. Radiaciones α, ß, Ɣ y rayos X. Radiaciones no ionizantes: Radiaciones U.V., infrarrojas, radiofrecuencias y microondas. Ruido.
  • 53. CONTAMINACIÓN ACÚSTICA Ruido: Es un sonido excesivo o intempestivo que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos no deseados sobre una persona o grupo de personas. Origen del ruido:  Industria  Medio de transporte  Construcción de edificios y obras públicas.  Interior de edificios
  • 54. NIVELES DE RUIDO A partir de Se empiezan a sentir este valor estos efectos en nocivos decibelios Dificultad en conciliar el sueño30 Pérdida de calidad del sueño40 Dificultad en la comunicación verbal45 Probable interrupción del sueño50 Malestar diurno moderado55 Malestar diurno fuerte Comunicación verbal extremadamente65 difícil75 Pérdida de oído a largo plazo110 - 140 (3) Pérdida de oído a corto plazo
  • 55. EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA  Alteraciones fisiológicas: pérdida de audición, acelera ritmo cardiaco, aumento presión arterial, etc...  Alteraciones psíquicas: neurosis, irritabilidad y estrés.  Otras alteraciones: sueño, bajada de rendimiento laboral y de aprendizaje.  La lucha contra el ruido es mejor realizarla a partir de acciones preventivas.
  • 56. CONTAMINACIÓN LUMÍNICA Produce efectos diversos  Perdidas económicas por el consumo excesivo  Efectos ecológicos negativos  Efectos sobe la salud de los seres humanos  Dificultades en las investigaciones científicas y perdida de cultural y paisajística importantes.