Tema 2 20102011def

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Tema 2 20102011def

  1. 1. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 TEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. 1.CONCEPTO Y CAUSAS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. 2. PRINCIPALES CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS: De todos aprender su origen y sus efectos.  Biológicos.  Físicos ( sobre todo radiaciones)  Químicos: Definir contaminantes primarios y secundarios. 3. DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES. Este punto es muy importante puesto que pueden salir supuestos prácticos.  Atmosféricas (explicar con las gráficas). Muy importante cómo las situaciones de inmersión térmica de de estabilidad impiden la dispersión de contamiantes.  Topográficas: Explicar el sistema de brisas costeras, la inmersión térmica de los valles de día y noche.  Ciudades. Islas de calor y dispersión contaminantes. 4. EFECTOS REGIONALES Y GLOBALES DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA (muy importante): o Smog: sulfuroso y fotoquímico (Diferencia entre ambos). o Lluvia ácida. o Destrucción de la capa de ozono. o Aumento del efecto invernadero. CONCEPTOS: Contaminación, contaminantes primarios y secundarios, inmersión térmica, brisas costeras, inmersión en los valles, smog sulfuroso, smog fotoquímico, lluvia ácida, efecto invernadero, agujero capa ozono, isla de calor ciudad. 1. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CONCEPTO Y TIPOS. (s*) El ser humano ha influido decisivamente en la contaminación atmosférica. Desde la revolución industrial, la humanidad ha experimentado un desarrollo exponencial de sus actividades que ha agravado el problema. Esto está relacionado con el uso de energías no renovables y la globalización de un modelo económico poco sostenible. La CONTAMINACIÓN ATMÓSFERICA es la presencia en la atmósfera de sustancias o formas de energía energías, en cantidades superiores a lo normal, que pueden resultar nocivas para el ser humano, los animales, las plantas o las tierras, y así como perturbar el bienestar o el uso de los bienes. Una SUSTANCIA CONTAMINANTE es todo agente ajeno a la composición propia de la atmósfera que, en una proporción determinada, producirá alteraciones en dicha composición nocivas para la vida. Los contaminantes pueden intervenir en los ciclos biogeoquímicos, interrumpiéndolos o puede producir efectos nocivos. Cada contaminante puede permanecer en la atmósfera un tiempo determinado a este tiempo se le denomina TIEMPO DE RESIDENCIA. ¿El CO2 puede considerarse como un contaminante atmosférico? (ha salido selectividad) 1
  2. 2. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 TIPOS DE CONTAMINANTES: Las fuentes de contaminación del aire se pueden agrupar en dos tipos, atendiendo a su origen: 1. Naturales, cuando se trata de sustancias emitidas por proceso naturales:  Las erupciones volcánicas por ejemplo, aportan compuestos de azufre (SO2, H2S) y partículas.  Los seres vivos: Los procesos de respiración de los seres vivos aumentan la cantidad de CO2 en la atmósfera; la descomposición anaerobia de la materia orgánica produce metano (CH4) y la presencia de pólenes y esporas que generan las plantas sobre todo en primavera.  Los incendios forestales de origen natural (partículas sólidas, óxidos de carbono CO y CO2.)  y las descargas eléctricas en las tormentas, (Óxidos de nitrógeno). 2. Artificiales o antropogénicas: Son consecuencia de la presencia y actividades del hombre. La mayor procede de la utilización de combustibles fósiles. Se generan todo tipo de contaminantes: partículas, óxidos de azufre y de nitrógeno, carbono. Entre las actividades humanas generadoras de contaminación:  En el hogar (calefacciones y otros aparatos domésticos).  En el transporte.  En la industria (las centrales térmicas, las cementeras, las siderometalúrgicas, las papeleras y las químicas las más contaminantes).  En la agricultura y la ganadería (el uso de fertilizantes, y la elevada concentración de ganado provocan un aumento en la atmósfera de gases de efecto invernadero como el CH4).  La eliminación de residuos sólidos urbanos mediante la incineración. ¿Qué piensas que es más importante: la contaminación natural o la antrópicas? Las emisiones de origen natural son superiores (80%) a las de origen artificial (20%). Pero éstas últimas se concentran en lugares concretos y hacen que sean más peligrosos. Su alta concentración hacen que puedan reaccionar entre sí y formen otros nuevos. Además en las ciudades, los sumideros de contaminación como la vegetación y el suelo son menores. 3. PRINCIPALES CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS. A) BIOLÓGICOS Son los constituidos por los seres vivos o por partes de ellos. Suelen ser de origen natural. Entre ellos:  Microorganismos (virus, bacterias u hongos) que pueden producir enfermedades.  Sustancias alergénicas procedente de seres vivos. Pueden provocar alergia, como los ácaros del polvo o el polen. El polen más alergénico es el procedente de plantas que se polinizan por el viento (pues es muy abundante y ligero). Entre las plantas más alergénicas están las gramíneas, las oleáceas (olivo, aligustre), las ortigas, y las cupresáceas ( tuya y ciprés). Efectos sobre la salud: se producen síntomas alérgicos que pueden afectar a los bronquios(asma), la nariz o los ojos. El aire contaminado influye en este tipo de alergia. 2
  3. 3. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 Prevención: Evitar plantar especies alergénicas en las ciudades y la proliferación de maleza (ortigas, parietarias..). Los brotes alérgicos se pueden prevenir con vacunas. Instalar filtro de pólenes, usar humificadores, no fumar… B) FÍSICOS. Incluyen las formas de energía causar daños o molestias a los seres vivos y son: el ruido, las radiaciones ionizantes, las no ionizantes y la contaminación lumínica. B.1. RUIDO. Se entiende por ruido todo sonido molesto o no deseado, que puede provocar alteraciones fisiológicas o psicológicas en el ser humano o aquellos animales capaces de captarlo. Fuentes de emisión. Origen natural como el viento, el oleaje o los truenos. Origen antropogénico:  Medios de transporte: Es la fuente más importante de ruido ambiental. Varía según el tipo de vehículo y las características de la vía (anchura de la calle, edificios, pavimento). Los aviones causan graves problemas acústicos en las comunidades cercanas al aeropuerto.  Industria (uso de maquinaria pesada).  Construcción de edificios ( el martillo neumático …)  Ocio y tiempo libre. ( Una discoteca, feria.. puede producir niveles de contaminación acústica de más de 100 db). EFECTOS DEL RUIDO.  Fisiológicos: o Pérdida de audición, en general es progresiva y puede pasar inadvertido. (si se superan los más de 85 db en una exposición prolongada la pérdida puede ser irreversible). o Afonías. o Aumento de la frecuencia de respiración, de la presión arterial. En el aparato digestivo, nauseas, vómitos, pérdida del apetito. Altera el órgano del equilibrio y son frecuentes los vértigos. Altera el sistema de hormonas (aumenta la secrección de adrenalina y cortisol, disminuye la hormona de crecimiento)  Psicológicos: Perturbaciones del sueño, efectos sobre la salud mental (depresiones, dificultad de concentración y aprendizaje) y estrés. SOLUCIONES A LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA (MÉTODOS DE CORRECCIÓN). o Planificar el uso del suelo y planificación urbana. Evitando o limitando las actividades que provocan ruido ( limitar el tráfico en ciertas zonas..) 3
  4. 4. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 o Arquitectura urbana (algunos edificios y su arquitectura pueden servir para absorber el ruido – fachadas con balcones, entrantes y salientes, mejor que fachadas planas de superficies duras- utilizar materiales fonoabsorbentes. Instalación de pantallas acústicas. o Estudio de impacto ambiental, a la hora de establecer industrias. o Sistema que disminuyan la emisión de ruidos ( silenciadores tubos de escape, maquinaria insonorizada) o Información y educación ambiental. Hacer ejercicio 9 pág 68. B.2. RADIACIONES IONIZANTES (ver página 69/70 del libro) (S*) Las radiaciones ionizantes son partículas cargadas eléctricamente u ondas electromagnéticas que son capaces de producir cambios en la materia que atraviesan al ionizar los átomos que la forman. Las radiaciones ionizantes son: o Los rayos X y los rayos γ son ondas electromagnéticas con una longitud de onda muy corta y por tanto de alto poder de penetración (más los rayos gamma que los X). o Las partículas α y β , son partículas cargadas eléctricamente y se diferencian por su poder de penetración , bajo en las α y medio en las β. ¿Por qué no pueden hacerse radiografías las mujeres embarazadas? EFECTOS PARA LA SALUD El peligro de estas radiaciones es que son ionizantes y pueden afectar al ADN. El ADN es el material genético de los seres vivos y su alteración da lugar a mutaciones que se pueden trasmitir genéticamente.. Estas mutaciones están relacionadas con alteraciones genéticas, malformaciones y cánceres. ORIGEN. a) ANTRÓPICO. Son fuentes radiaciones: o Algunas actividades médicas de tratamiento y exploración (rayos X, gammagrafías). o Actividades de investigación que emplean isótopos radiactivos. o Pero entre la radiactividad provocada por el hombre destaca, todo lo relacionado con el funcionamiento de las CENTRALES NUCLEARES. Una central nuclear es una instalación donde se obtiene energía por fisión nuclear de un material radiactivo ( U235 , P239 ). Aunque su control en estas centrales es muy estricto y poseen muchas barreras de protección (es un material cerámico que evita que salga la radiación, la vaina donde se encuentra el combustible, el edificio primario y el de contención), las radiaciones pueden contaminar la atmósfera en varias etapas: o Durante la extracción y concentración de los minerales de uranio, pueden dispersarse partículas a la atmósfera o en las aguas superficiales o subterráneas. o En el transporte del combustible nuclear. o Durante su funcionamiento en las centrales se han producido accidentes. El más grave el de Chernobil 1986, donde se fundió el núcleo del reactor, explotó y se emitió una enorme nube radiactiva que afectó a muchos países del este y norte de Europa. Se estima que cinco millones de 4
  5. 5. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 personas están afectadas por las secuelas del accidente (diabetes, enfermedades oculares, y distintos tipos de cáncer). o Destino de los residuos radiactivos. El combustible nuclear tiene una vida útil de 12 a 24 meses, después hay que sustituirlo. El problema es que estos residuos siguen emitiendo radiación hasta 100.000 años después. Al principio se almacenan en piscinas refrigeradas dentro de la misma central pero hay que buscarles un lugar de almacenamiento seguro por su tiempo de residuos activos. ORIGEN NATURAL. La radiactividad natural va ligada a la presencia del gas radón, un gas noble, que es liberado por el suelo en las zonas ricas en granito y rocas magmáticas. Todos sus isótopos son radiactivos y emiten partículas α, que se unen a las partículas que respiramos y pueden provocar el cáncer de pulmón. La radiación natural es especialmente abundante en zonas de Galicia, Norte de Extremadura y el sistema central (ver mapa pag 70). B.2. RADIACIONES NO IONIZANTES. Son ondas electromagnéticas que no modifican la estructura de la materia al no provocar la ionización de los átomos. Tienen su origen natural en el Sol y en la superficie de la Tierra y su origen antropogénico en los cables de fluido eléctrico y los aparatos eléctricos. Entre estas radiaciones están: o Las radiaciones ultravioletas (producidas por el sol, lámparas bronceadoras…). Tienen un alto poder de penetración y alteran el ADN (provocan mutaciones). Pueden provocar quemaduras en la piel, daños oculares y mutaciones genéticas y cánceres. o Radiaciones infrarrojas. Son radiaciones de alto poder calorífico. Son emitidas por el Sol y las emisiones terrestres. Elevan la temperatura. o Radiofrecuencias y microondas. Tienen su origen en la red eléctrica de media y alta tensión, en las instalaciones de transformación, los motores eléctricos, las antenas de radio y la telefonía móvil. Los efectos pueden ser variados dependiendo del tiempo de exposición: trastornos nerviosos ( estrés, ansiedad, cefaleas, insomnio..), trastornos hormonales e inmunológicos, elevación de la temperatura corporal… La contaminación radiactiva es una de las formas de contaminación física de la atmósfera: a) Podrías indicar al menos cuatro fuentes que dan origen a ese tipo de contaminación? ¿Qué tipo de radiaciones ionizantes tienen mayor poder de penetración y qué efectos tienen sobre los organismos? (2009) B.3. CONTAMINACIÓN LUMÍNICA. Es el brillo de la luz en el cielo nocturno producida por la reflexión y difusión de la luz artificial en los gases y en las partículas del aire. Se produce por un uso inadecuado de la iluminación sobre todo de las vías públicas. Efectos: o Dificulta la observación de las estrellas 5
  6. 6. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 o y supone un gasto energético innecesario. o Su efecto sobre los animales, en insectos modifica sus hábitos y produce desorientación en sus desplazamientos nocturnos y migraciones. Afecta también a aves y murciélagos. o Sobre los vegetales, en plantas entomógamas cuyas flores se abren de noche influye en su reproducción. C) CONTAMINANTES QUÍMICOS DEL AIRE (aprender bien S** de todos origen, efectos) Son los contaminantes atmosféricos más importantes. Se suelen clasificar en : o Primarios cuando proceden directamente de la fuente emisora. o Secundarios, si se producen como consecuencia de las transformaciones que experimentan los contaminantes primarios en la atmósfera. Aunque existe un gran número de contaminantes en el aire, solo cinco grupos de sustancias ocasionan más del 90%: el monóxido de carbono, los óxidos de nitrógeno, el dióxido de azufre, los hidrocarburos y las partículas. EL DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) desempeña un importante papel en el ciclo del carbono en la naturaleza. Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo una sustancia que contamina, sin embargo sí es considerado contaminante porque es el principal responsable del efecto invernadero y además su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques, siendo por esto uno de los gases que más influye en el importante problema ambiental del calentamiento global del planeta y el consiguiente cambio climático. 1. Enumera Los procesos naturales y artificiales de entrada de CO2 en la atmósfera. Enuncia y describe cada proceso o actividad. (2000) (2004)(2007) MONÓXIDO DE CARBONO Es un gas incoloro e inodoro y es el contaminante más abundante emitido a la atmósfera por causas no naturales. Origen: • Natural: Se forma al oxidarse el metano (gas que se produce al pudrirse la materia orgánica). También puede producirse en los incendios forestales. • Antrópico: Se produce en la combustión incompleta de los combustibles fósiles. La principales fuente es la combustión en los automóviles y las refinerías de petróleo. También se producen la oxidación del metano atmosférico. Eliminación natural. El monóxido de carbono se oxida hasta CO2 gracias a la acción de hongos del suelo. Los suelos con vegetación natural son más efectivos en este aspecto que los cultivados. En las ciudades (con poco suelo) la eliminación es muy pequeña y su dispersión por la atmósfera se ve dificultada por los edificios o por las situaciones de estabilidad atmosférica muy frecuentes en las ciudades. Efectos: Es un veneno tóxico para humanos y animales superiores, en general. Esto se debe a que se combina con la hemoglobina y hace que no pueda transportar el oxígeno. El CO provoca la muerte por asfixia a concentraciones muy bajas. 6
  7. 7. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 Métodos de corrección: Se han desarrollado sistemas de reactores de escape para completar la combustión y transformar el CO en CO2. Hoy se están desarrollando nuevos motores y otras fuentes de energía. ÓXIDOS DE NITRÓGENO. Los principales son el monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) se suelen considerar en conjunto con la denominación de NOx. El emitido en más cantidad es el NO, pero sufre una rápida oxidación a NO2, siendo este el que predomina en la atmósfera. Origen: • Natural: Se originan en los procesos de desnitrificación del suelo por las bacterias desnitrificantes. También se originan en las descargas de las tormentas y en erupciones volcánicas ( ya que se porducen por la oxidación del nitrógeno atmosférico a muy altas temperaturas) , • Antrópico: La mayor parte de los óxidos de N proceden de la combustión de carburantes fósiles (fuentes móviles, tráfico) y el resto de la fabricación de fertilizantes y de la quema de biomasa. Una vez en la atmósfera los NOx entran a formar parte de reacciones fotoquímicas por acción de la luz ultravioleta (CICLO FOTOQUÍMICO DE LOS ÓXIDOS DE NITRÓGENO) que es la causa de la producción de ozono troposférico (contaminante secundario). Eliminación : • Se oxidan bastante rápidamente hasta ácido nítrico. En esta oxidación interviene el ozono. (este proceso produce el fenómeno de la lluvia ácida). • La presencia de otros contaminantes como hidrocarburos y compuestos orgánicos volátiles desequilibran el ciclo fotoquímico y provocan contaminantes secundarios ( PAN, PPN, ozono..) que dan lugar al smog fotoquímico. Efectos: • Formación del smog fotoquímico, • Intervienen el la formación del contaminante secundario, nitrato de peroxiacetilo (PAN) • Influyen en las reacciones de formación y destrucción del ozono, tanto troposférico como estratosférico (capa de ozono) • Intervienen en el fenómeno de la lluvia ácida al transformarse en ácido nítrico (HNO3). • Contribuyen al efecto invernadero. • En cuanto a sus efectos sobre los seres vivos: El que es más tóxico es el NO2, que afecta al aparato respiratorio y resulta letal. • En cuanto a materiales el NO2 produce corrosiones ocultas en estructuras metálicas. ¿Por qué se generan óxidos de nitrógeno en las tormentas? 7
  8. 8. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 DIÓXIDO DE AZUFRE (SO2) Origen: Natural: La mayor parte procede de un proceso secundario: la oxidación del H2S. El H2S se origina principalmente en la descomposición de la materia orgánica (pantanos, turberas…) y en los océanos. .También se produce en las erupciones volcánicas. Antrópico: La mayor parte de este contaminante tiene origen antrópico y se produce por la combustión de: • Carbón (60%). • Refinado de petróleo (20%) • Combustión de fuel y fundición de minerales con azufre (20%) El carbón es un combustible con un elevado contenido en azufre, muy utilizado en las centrales térmicas. Eliminación natural: El SO2 se elimina de la atmósfera por el agua de lluvia (puede provocar la lluvia ácida), por la absorción de la vegetación o por la oxidación por el ozono troposférico (puede dar lugar a smog sulfuroso). Efectos: • Provoca el smog sulfuroso ( o smog londinense). • Es el principal responsable de la lluvia ácida al combinarse el ácido sulfúrico con las gotas de lluvia. • En las plantas el SO2, provoca lesiones en las hojas, que hacen caer las hojas y disminuye la fotosíntesis, provocando una pérdida de la fructificación y reduce la resistencia a enfermedades. • En el ser humano provoca problemas respiratorios y daña la mucosa ocular. • Provoca la corrosión de materiales. Métodos de corrección. Para evitar la emisión de este contaminante se reduce el contenido de azufre de los carbones que se queman. También puede eliminare el SO2 del humo neutralizándolo con otros productos, antes de su emisión a la atmósfera. HIDROCARBUROS (CXHX). Son contaminantes primarios. Los hidrocarburos que contienen de uno a cuatro átomos de carbono son gases a la temperatura ordinaria, son los más importantes desde el punto de vista de la contaminación atmosférica, ya que favorecen la formación de las reacciones fotoquímicas. Origen: • Natural: o La mayor parte provienen de putrefacciones en ausencia de oxígeno de la materia orgánica (pantanos, arrozales...) y en las fermentaciones en los intestinos de los seres vivos. Este es el caso del metano, el hidrocarburo más abundante en la atmósfera. o Los árboles también emiten hidrocarburos a la atmósfera (resinas y esencias). 8
  9. 9. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 o Y hay fuentes no biológicas, como los yacimientos de petróleo, gas natural y carbón. • Antrópico: o Producción, tratamiento, distribución y uso de los combustibles fósiles (Refinerías de petróleo y el transporte del crudo y la combustión de motores de gasolina). o Putrefacción en los vertederos de basura. Eliminación natural. Suelen oxidarse en la atmósfera. Su principal problema es que se transforman en contaminantes secundarios muy importantes, como el PAN y el ozono troposférico. Efectos: • Los hidrocarburos alifáticos (aunque no son tóxicos), no suelen causar lesiones, pues están en baja concentración. Los aromáticos pueden provocar problemas respiratorios y en las mucosas. Además son considerados cancerígenos ( benceno, formaldehido) • El metano es un gas que contribuye al efecto invernadero. • Pero el principal problema de los hidrocarburos es su influencia en la formación de ozono troposférico un oxidante muy fuerte. Éste, en presencia de luz solar y de humedad relativa baja y mediante un proceso de fotoxidación, forma otros oxidantes fotoquímicos como el PAN y el PPN, ácido nítrico y ácido sulfúrico a partir de los óxidos de nitrógeno y azufre de la atmósfera. o Estos contaminantes secundarios provocan el smog fotoquímico, una niebla oxidante y ácida típica de las grandes ciudades muy iluminadas ( San Francisco, Tokio, Sindney, Madrid, Sevilla…). o Además todos estos contaminantes secundarios (ozono, PAN, PPN..) provocan irritación de las mucosas, falta de coordinación y agotamiento. En las plantas provocan necrosis en las hojas y disminución del crecimiento. En la gráfica se representan las variaciones de los contaminantes en el núcleo urbano. Identifica que efecto de contaminación local está relacionado con ellos. Razona la evolución de dichos contamiantes a lo largo del día. LAS PARTÍCULAS. Son sustancias sólidas o líquidas con un tamaño que oscila entre 0.1 y 100 micras (el polvo atmosférico, por ejemplo, está formado por partículas). En cuanto a su composición es muy variable y depende de su origen. , por ejemplo el polvo del suelo tiene muchos compuestos de Al, Fe, Si… Origen: • Natural: o Oceános: Cuando se rompen las burbujas del agua marina, se incorporan partículas de sal. Éstas son núcleos de condesnación que favorecen la formación de nubes. 9
  10. 10. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 o Suelos y desiertos: Los suelos desprotegidos de vegetación, aportan una gran cantidad de polvo. o Erupciones volcánicas e incendios. • Artificial: Algunas actividades humanas también liberan muchas partículas, especialmente la minería, las cementeras y las combustiones industriales y domésticas. Entre las partículas destacan los metales pesados: o El plomo, procedente de las gasolinas con plomo, la minería y la incineración de residuos. o El mercurio, procedente de la industria del carbón y de las actividades agrícolas. Efectos: Entre los efectos de estos contaminantes destacan: • Los problemas respiratorios, las partículas pequeñas pueden quedar en los pulmones y limitar la capacidad respiratoria, • la suciedad que cubre edificios, monumentos • y plantas que ven limitada su capacidad fotosintética y la respiración ,pues las partículas obstruyen los estomas y diminuyen la luz que pueden captar. • Además las partículas contribuyen al smog sulfuroso • Hay unas partículas que merecen una mención especial por ser muy tóxicas y porque no se degradan, recorriendo la cadena alimentaria hasta acumularse en los eslabones superiores. Son los metales pesados entre los que destacamos plomo, cadmio y mercurio. CONTAMINATES SECUNDARIOS Se producen como consecuencia de las reacciones fotoquímicas que sufren los contaminantes primarios en la atmósfera. La formación de los oxidantes se ve favorecida en situaciones de altas presiones (anticiclones) asociados a una fuerte insolación y vientos débiles que dificultan la dispersión de los contaminantes primarios. Son : el ozono troposférico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, y PAN (nitrato de peroxiacilo) El ozono se forma a partir de la fotolisis de NOx en presencia de luz ultravioleta. Si además hay hidrocarburos en la atmósfera se producen los cuatro contaminantes secundarios, responsables de la lluvia ácida y del smog fotoquímico( una niebla oxidante y ácida) El ozono y el PAN, provocan irritación de las mucosas, falta de coordinación y agotamiento. En los vegetales provoca la necrosis de las hojas y la disminución del crecimiento. Distingue los efectos ambientales del ozono en la estratosfera y en la troposfera. 4. DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES. (S*****) Sobre todo los factores que determinan la dispersión de los contamiantes) Se denomina EMISIÓN a la cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor en un periodo de tiempo determinado. Estos contaminantes son transportados, mezclados o acumulados por los fenómenos meteorológicos y pueden sufrir reacciones químicas que dan lugar a la transformación en contaminantes 10
  11. 11. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 secundarios. El resultado final de estos procesos permite establecer los valores de inmisión de los contaminantes, que nos indicarán la calidad del aire. Se denomina INMISIÓN a la cantidad de contaminantes presentes en una atmósfera determinada, una vez que han sido transportados, difundidos, mezclados en ella y que pueden llegar a un receptor (seres vivos). o La mayor parte de los contaminantes químicos de la atmósfera, se difunden en la parte baja de la Troposfera, donde interactúan entre sí antes de que tenga lugar su deposición. o Otros, más estables ascienden a alturas considerables y son transportados hasta lugares alejados del foco emisor. o Un tercer grupo de contaminantes, muy reducidos son capaces de atravesar la Tropopausa y pasar a la estratosfera. Ejm: CFC. Los contaminantes que se difunden en la parte baja de la atmósfera presentan un ciclo de emisión-deposición con tres etapas: 1. Mezcla de contaminantes. Una vez emitidos los contaminantes (contaminantes primarios) éstos e mezclan en la parte baja de la troposfera y se desplazan. Esta distribución homogénea de los contaminantes favorece entre ellos las reacciones químicas. 2. Procesos químicos y fotoquímicos. En estos procesos los contaminantes pueden generar nuevos compuestos (contaminantes secundarios) de propiedades muy diferentes a los precursores. 3. Deposición Los contaminantes, transformados o no, retornan a la superficie terrestre, donde se incorporan a los océanos y al suelo. En general se considera que en las áreas continentales se encuentran los focos emisores y en los océanos (dado su extensión) es donde se depositan. Este retorno sucede: o Por deposición húmeda, los contaminantes vuelven a través de la lluvia, la niebla y el rocío. 11
  12. 12. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 o Por deposición seca por gravedad o adsorción (el contaminante se adhiere a la superficie de partículas sólidas). Los FACTORES que influyen en este ciclo de emisión deposición y por tanto en la dinámica de dispersión de los contaminantes y su concentración son: a) LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS EMISIONES. Este factor viene determinado por : o La naturaleza del contaminante (si es gas o partícula, puesto que las partículas se depositan con mayor facilidad). o La temperatura de la emisión. Cuando la temperatura de emisión de un gas es mayor que la del medio, el gas asciende y se facilita su dispersión. o La velocidad de emisión. A una mayor velocidad, más posibilidad de atravesar las capas de inmersión. o La altura del foco emisor (por ejemplo la altura de una chimenea), ya que a mayor altura, mayor posibilidad de superar las capas de inmersión térmica y mayor dificultad para la dispersión de los contaminantes. B) CONDICIONES ATMOSFÉRICAS. Las condiciones atmosféricas determinan el movimiento de las masas de aire y a su vez condicionan la estabilidad e inestabilidad atmosféricas lo que facilita y dificulta la dispersión de los contaminantes. . Podemos distinguir diferentes situaciones en la atmósfera: a) Situaciones ciclónicas o de inestabilidad atmosférica. (En estas situaciones se cumple que GVT>GAS) Se dan cuando hay movimientos ascendentes de una masa de aire (que se enfría según el GAS: 1º/100m), en el seno de una masa de aire estática cuya temperatura disminuye más rápidamente (por ejem GVT: 1,5 º C/100m).Con lo que el aire que asciende, siempre estará más caliente y seguirá ascendiendo. Estos movimientos verticales del aire provocan en superficie una borrasca (zona de bajas presiones) que dan lugar a vientos que convergen hacia el centro para rellenar el vacío de la masa que asciende. (Las situaciones de inestabilidad atmosférica son propicias para la eliminación de contaminante, ya que el aire al ascender provoca la elevación y la dispersión de los mismos. 12
  13. 13. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 B) Condiciones De Estabilidad O Subsidencia. Se producen cuanto una masa de aire frío (denso) que se encuentra a una altura determinada desciende hacia la superficie. Esta masa al descender se va secando (aumenta de temperatura). En superficie, las subsidencias van a producir un anticiclón por aumento de la presión atmosférica en esa zona. Debido al aplastamiento del aire contra el suelo los vientos partirán del centro hacia fuera. El tiempo en este caso será seco. Hay dos tipos de situaciones de estabilidad: o Que el GVT sea positivo y menor que el GAS (0<GVT<GAS). Es decir cuando la masa de aire al ascender pierde más rápidamente calor que el aire que le rodea. Esto hace que el aire que asciende disminuye más rápidamente su temperatura que el aire de alrededor, por lo que de manera natural tiende a descender sin formar nubosidad (subsidencia). En esta situación de estabilidad la dispersión no es eficaz, puesto que el aire al elevarse unos pocos metros desciende y los contaminantes quedan en las zonas bajas. En estos caso aumentan la inmisión de los contaminantes. o Que el GVT sea negativo (GVT<0). En este caso nos encontramos con el fenómeno de inversión térmica en la atmósfera inferior, que forma nubes a ras de suelo, llamadas nieblas y que atrapa la contaminación aplastándola contra el suelo. Esto ocurre cuando las capas altas de la atmósfera están más calientes que la bajas. La capa superior, caliente, actúa como tapadera y reduce los movimientos verticales del aire inferior Las subsidencias más intensas se producen en invierno, con viento en calma, cuando las noches son largas y la atmósfera está muy fría, sobre todo en los primeros metros en contacto con el suelo. Se dan situaciones peligrosas en los lugares donde existe contaminación porque ésta queda atrapada. 13
  14. 14. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 Observa los siguientes casos: ¿Qué movimientos atmosféricos y qué condiciones isobáricas se asocian a cada una de ellas? . Señala la capacidad para dispersar la contaminación en cada .factores C) OTROS FACTORES ATMOSFÉRICOS que influyen en la dispersión de los contaminantes son: a) Los vientos. En general, el viento aleja los contaminantes de la zona de emisión. La dirección del viento señala la dirección hacia la que se desplazan los contaminantes. La velocidad, aumenta la capacidad de dispersión del viento. Y las turbulencias provocan la acumulación de los contaminantes en determinadas zonas. b) La humedad relativa del aire. La humedad favorece la acumulación de contaminantes, y en determinados casos, SO2, SO3, NO2, pueden reaccionar y formar ácidos corrosivos: Pueden formar las llamadas LLUVIAS ÁCIDAS c) Precipitaciones. Producen un efecto de lavado de la atmósfera al arrastrar los contaminantes al suelo. Las condiciones atmosféricas de bajas presiones que suelen acompañar a las precipitaciones favorecen la dispersión de los contaminantes. d) Insolación. Favorece las reacciones entre los precursores de los contamiantes secundarios, aumentando la concentración de los mismos. C) CONDICIONES GEOGRÁFICAS Y TOPOGRÁFICAS. o En las ZONAS COSTERAS se origina un SISTEMA DE BRISAS que durante el día desplaza los contaminantes hacia el interior ( La tierra se calienta y provoca el ascenso de aire que es rellenado por la llegada de aire húmedo del mar: brisa marina). Mientras que durante la noche, al invertirse la circulación de la brisa (brisa continental) la contaminación se desplaza hacia el mar. o 14
  15. 15. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 b) ZONAS DE VALLES FLUVIALES Y LADERAS. En estas zonas se generan las llamadas BRISAS DE MONTAÑA, como consecuencia del diferente calentamiento de las laderas y los valles y del periodo día-noche. Durante el día, las laderas se calientan y se genera una corriente ascendente de aire caliente desde el valle a las cumbres, mientras que en el fondo del valle se acumula una masa de aire frío y se origina una situación de inmersión térmica que impedirá el movimiento de las masas de aire y dificultará la dispersión de los contaminantes. Durante la noche la temperatura de las laderas es menor y se origina una corriente descendente de aire frío de las cumbres al valle, que producen también una situación de inversión térmica. Además las laderas de las montañas son un obstáculo para el movimiento de las masas de aire favoreciendo la acumulación de contaminantes. En caso de existir una fuente emisora en el fondo del valle, la contaminación encuentra dificultades para su dispersión. c) LA PRESENCIA DE MASAS VEGETALES. Disminuye la cantidad de contaminación en el aire facilitando la deposición de partículas que quedan en las hojas. Además, la vegetación absorbe CO2, actuando como un sumidero del mismo. d) LA PRESENCIA DE NÚCLEOS URBANOS. Influyen en el movimiento sde las masas de aire: - Disminuye la velocidad del viento (por la presencia de edificios) o creando turbulencias( por la disposición de las calles). - En las ciudades se genera un microclima muy peculiar que genera movimientos locales del aire. Las ciudades se consideran islas térmicas o islas de calor. Su temperatura es 1º o 2º C más elevadas que las zonas circundantes ( aunque de noche y en condiciones anticiclónicas, la diferencia puede llegar hasta 10 ºC). Esto se debe a :  El calor que se produce en las combustiones de vehículos, calefacciones y el desprendido por el paviemnto y los edificios. 15
  16. 16. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015  La eliminación de la humedad por el alcantarillado.  La falta de vegetación.  El cementado y asfaltado de las caalles que determinan que hacen que haya menos humedad al no producirse la infiltración del agua y su posterior evaporación. Esto favorece la aparición de brisas urbanas : El aire caliente de la ciudad asciende y provoca una situación de bajas presiones que atraen masas de aire frío desde la periferia. Esto contribuye a dificultar la dispersión de los contaminantes, favoreciendo su concentración. Y es muy preocupante, dada la existencia de cinturones industriales en torno a las grandes ciudades, ya que los gases emitidos por estas industrias se incorporan a la atmósfera urbana. Es muy frecuente en las ciudades la formación de una CAPA DE INMERSIÓN TÉRMICA particularmente alarmante en condiciones anticiclónicas, debido a que las partículas suspendidas en altura absorben la radiación solar, se recalientan fuertemente y provocan que la inmersión se prolongue varios días dando lugar a la típica formación urbana denominada CÚPULA DE CONTAMIANTES O SMOG FOTOQUÍMICO. En estos casos el aire que asciende, al no poder difundirse sae reincorpora a la circulación del aire urbano. Esta situación se mantiene hasta que la llegada de frentes fríos hace que la lluvia y el viento destruyan la capa de inmersión. (Ver fig 3.16 de pag 74)  ¿De qué efecto se trata ¿Describe en qué cosnsiste y las condiciones y lugares que favorecen su aparición.  Explica la evolución de los contaminantres en dicha situación. 16
  17. 17. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015  ¿Qué soluciones aprortarías para combatir o minimizar el efecto descrito? 5.EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. A. EFECTOS LOCALES. SMOG SULFUROSO O INDUSTRIAL Y SMOG FOTOQUÍMICO La palabra inglesa smog (de smoke: humo y fog: niebla) se usa para designar la contaminación atmosférica que se produce en algunas ciudades como resultado de la combinación de unas determinadas circunstancias climatológicas y unos concretos contaminantes. Hay dos tipos muy diferentes de smog: Smog Industrial , sulfuroso o húmedo. El llamado smog industrial o gris fue muy típico en algunas ciudades grandes, como Londres o Chicago, con mucha industria, en las que, hasta hace unos años, se quemaban grandes cantidades de carbón y petróleo pesado con mucho azufre. Está compuesto por una elevada concentración de partículas (hollín, humos), SO2 procedente de vehículos, calefacciones e industrias, y su combinación con nieblas en situaciones en las que la atmósfera posee una elevada humedad, vientos en calma y anticiclón. Estas situaciones se producen en invierno, cuando la temperatura está entre -1ºC y 4ºC y la humedad relativa de un 84%. Se manifiesta como una neblina de color pardo-gris sobre la ciudad y produce alteraciones respiratorias que agravan los procesos asmáticos y pueden provocar intoxicaciones mortales. En la actualidad en los países desarrollados este tipo de smog ha disminuido al reducirse es uso de carbón y disponer de instalaciones con sistemas de depuración (filtros) o dispersión mejores, pero en países en vías de industrialización como China o algunos países de Europa del Este, todavía es un grave problema en algunas ciudades. 17
  18. 18. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 Smog fotoquímico En muchas ciudades el principal problema de contaminación es el llamado smog fotoquímico. Con este nombre nos referimos a una mezcla de contaminantes de origen primario (NOx e hidrocarburos volátiles) con otros secundarios (ozono, PAN, radicales hidroxilo, etc.) que se forman por reacciones producidas por la luz solar al incidir sobre los primeros (reacciones fotoquímicas). Suele formarse a final de verano, cuando las temperaturas rondan 25-30ºC y la humedad relativa es inferior al 50%. La situación debe ser estable, sin nieblas y con un alto grado de insolación, lo que estimula las reacciones fotolíticas. Esta niebla oscurece la atmósfera dejando un aire teñido de color marrón rojizo cargado de componentes dañinos para los seres vivos y los materiales. Aunque prácticamente en todas las ciudades del mundo hay problemas con este tipo de contaminación, es especialmente importante en las que están en lugares con clima seco, cálido y soleado, y tienen muchos vehículos. El verano es la peor estación para este tipo de polución y, además, algunos fenómenos climatológicas, como las inversiones térmicas, pueden agravar este problema en determinadas épocas ya que dificultan la renovación del aire y la eliminación de los contaminantes. Las reacciones fotoquímicas que originan este fenómeno suceden cuando la mezcla de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos volátiles emitida por los automóviles y el oxígeno atmosférico reaccionan, inducidos por la luz solar, en un complejo sistema de reacciones que acaba formando ozono. El ozono es una molécula muy reactiva que sigue reaccionando con otros contaminantes presentes en el aire y acaba formando un conjunto de varias decenas de sustancias distintas como nitratos de peroxiacilo (PAN), peróxido de hidrógeno (H2O2), radicales hidroxilo (OH), formaldehído, etc. Este tipo de smog es el más grave, al estar relacionado con las emisiones de los tubos de escape. Estas sustancias, en conjunto, pueden producir importantes daños en las plantas, irritación ocular, problemas respiratorios, etc. 18
  19. 19. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 Características Smog fotoquímico Smog sulfuroso Temperatura 24º-32º -1º/4º C Humedad Inferior al 50% Superior al 84% Viento Calma Calma Visibilidad 1 km 30 m Época del año Agosto-Septiembre Diciembre-enero Combustible Petróleo Carbón y derivados petróleo Componentes Ozono,óxidos de nitrógeno, PAN SO2 y hollín. B. EFECTOS REGIONALES.CONTAMINACIÓN TRANSFRONTERIZA: LA LLUVIA ÁCIDA. Los contaminantes pueden retornar a la superficie terrestre en lugares lejanos de los focos de emisión, originando el fenómeno de contaminación transfronteriza. La combustión de sustancias que tienen azufre o nitrógeno genera óxidos de estos elementos que van a parar a la atmósfera. Estos elementos son frecuentes en los combustibles fósiles, de forma que las emisiones de las centrales térmicas, las industrias y automóviles generan estos gases. Una de las principales fuentes es la quema de carbón a gran escala para la producción de electricidad. Muchos carbones contienen Azufre, por lo que al quemarlos producen dióxido de Azufre. También producen este contaminante el refinado de aceites y algunos pozos de gas natural. En cuanto a los Óxidos Nitrosos los principales agentes son la combustión a altas temperaturas en automóviles, autobuses, camiones....( un 40%); en generación de electricidad ( un 25%) y en combustión industrial ( 35%). Estos contaminantes pueden evolucionar de dos formas: o Pueden depositarse cerca de los focos de emisión (deposición seca). Este tipo de contaminación es local y puede evitarse en parte mediante altas chimeneas, de este modo, los contaminantes difunden mejor, pero permanecen más tiempo en la atmósfera. o En la atmósfera, los óxidos de azufre y de nitrógeno reaccionan con el agua y se oxidan dando lugar a ácidos sulfúricos y nítrico, contaminantes secundarios. Estos contaminantes forman parte de la llamada “contaminación transfronteriza” porque viajan con las masas de aire, recorriendo importantes distancias hasta que las lluvias los arrastran al suelo. En Europa, países como Gran Bretaña o Alemania, muy industrializados, trasladan los contaminantes a Noruega y Dinamarca. Estos países son receptores de la contaminación al encontrarse al NE de los países emisores, puesto que los vientos en esta zona soplan en este sentido (vientos del Oeste). 19
  20. 20. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 Los efectos de la lluvia ácida son los siguientes: o Sobre los medios acuosos y ecosistemas acuáticos. En los ecosistemas acuáticos la lluvia ácida (pH < 3), provoca la desaparición de los seres vivos. Además, esta acidificación favorece la disolución en el agua de iones metálicos (plomo, aluminio, zinc..) tóxicos para los peces y las plantas acuáticas y se acumulan en la cadena trófica, pudiendo afectar incluso al ser humano. o El suelo. El aumento de acidez provoca el cambio de composición del suelo, empeora su calidad y los transforma en suelos improductivos. La lixiviación (lavado) de iones tóxicos del suelo se favorece con la acidificación del terreno. Estos iones son absorbidos por las plantas y producen problemas de bioacumulación. También favorece el lavado de nutrientes que se pierden y provocan problemas de crecimiento. Los suelos básicos sobre roca caliza suelen neutralizar los efectos de la lluvia ácida. o Sobre las plantas. La lluvia ácida actúa a través del suelo o de forma directa sobre la vegetación. La lluvia ácida, sobre las hojas hace que se pierdan los nutrientes, pérdida de color y caída prematura de las hojas. Esto hace que los árboles sean más vulnerables a las plagas y a los rigores climáticos y mueren. Importantes masas de bosques centroeuropeos están afectados ( 70% de los bosques polacos). o Sobre los materiales. La lluvia ácida produce la corrosión de metales y el deterioro de pinturas y barnices. Provoca también el denominado mal de la piedra, que es un proceso que afecta a la piedra caliza que reacciona con el sulfúrico y se transforma en yeso. El yeso se disuelve rápidamente. Este efecto se pued observar en los edificios de las grandes ciudades. Entre las SOLUCIONES para evitar la lluvia ácida están: o Evitar la emisión de SOx (en las industrias y en las centrales térmicas), reduciendo la cantidad de azufre del carbón utilizado como combustible, neutralizar las emisiones con carbonato 20
  21. 21. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 cálcico, antes de que pasen a la atmósfera. Fomentar el uso de energías renovables y disminuir el uso de combustibles fósiles (lo que también reduciría la emisión de NOx). Hacer ejercicios 26,27,28 y 29 pág 82. C1. EFECTOS GLOBALES.:AGUJERO DE LA CAPA DE OZONO. Se trata de un efecto global y a largo plazo sobre la composición de la estratosfera. Constituye un problema de gran envergadura y tan sólo será posible solucionarlo si se adoptan unos criterios de corrección a escala planetaria. En la estratosfera se da una serie de procesos mediante los cuales se absorbe la radiación UV y se forma y se destruye el ozono de forma natural: o Fotodisociación del oxígeno molecular al absorber los rayos ultravioletas: o Formación del ozono al reaccionar el oxígeno atómico con el molecular. o Fotolisis del ozono al absorber los rayos ultravioletas de una longitud de onda más alta que el oxígeno. Vemos pues, que los procesos de formación y destrucción del ozono conllevan la absorción de la radiación ultravioleta. Esto es esencial para la vida, pues reduce la incidencia de esta radiación muy perjudicial para los seres vivos. A finales de los años 70 se observó por primera vez una disminución del 40% de la cantidad de ozono en la estratosfera. Esta reducción tenía lugar durante la primavera en las regiones polares, sobre todo en la Antártida, y se daba una recuperación en los meses de verano. Este fenómeno se bautizó con el nombre de “agujero de ozono”. Al principio, el fenómeno fue atribuído a las condiciones meteorológicas de la Antártida, pero más tarde se descubrió que los compuestos clorofluorcarbonados (CFC) eran los responsables. Los CFC son una familia de gases con múltiples aplicaciones: se utilizan como propelentes en aerosoles, en la industria del frío, disolventes o espumantes. Durante mucho tiempo no se los consideró peligroso porque están muy estables y no reaccionaban en la troposfera. Y ese es el problema, pues al no reaccionar en la troposfera podían llegar a la estratosfera y allí la radiación ultravioleta era capaz de descomponerlo. Al descomponerse los CFC, se liberan los átomos de cloro que reaccionan con el ozono destruyéndolo: 21
  22. 22. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 El proceso tiene lugar de la siguiente manera: o Fotodisociación del los CFC. o Destrucción del ozono. Cada átomo de cloro tiene un tiempo de residencia en la estratosfera de unos 100 años y puede llegar a destruir 100.000 moléculas de ozono antes de reaccionar con los óxidos de nitrógeno y desaparecer. o Cuando un átomo de oxígeno choca con el ClO, libera el cloro, que puede seguir destruyendo ozono. De esta forma, la destrucción de la capa de ozono tiene efectos a largo plazo y aunque estos gases se dejaron de emitir hace años, el problema continuará durante al menos un siglo. Para frenar este deterioro, en 1987, se firma el protocolo de Montreal, un acuerdo internacional que tiene como objetivo la protección de la capa de ozono, en la que se prohibió el uso y fabricación de CFC. En cualquier caso su contenido sigue aumentando en la estratosfera debido a la lenta expulsión de los objetos que lo contienen. Óxidos de nitrógeno (NOx). Son también gases que intervienen en la destrucción del ozono estratosférico. Sufren varias reacciones que forman tres moléculas de oxígeno a partir de dos de ozono. Cómo puede verse los NOx actúan como catalizadores y pueden reutilizarse. La fuente principal de estos óxidos de nitrógeno en la estratosfera es antropogénica debido a : o La fabricación de fertilizantes a base de nitrógeno, que liberan óxidos de nitrógeno (N2O), que es poco reactivo y que puede alcanzar la estratosfera. Una vez allí por fotolisis se transforma en otros NOx. 22
  23. 23. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 o Las pruebas nucleares, que provocan altas temperaturas que hacen reaccionar el nitrógeno atmosférico con el oxígeno formando NOx y cuya onda expansiva inyecta estos gases en la estratosfera. o Y los aviones que vuelan en la estratosfera ( la combustión de carburantes fósiles provocan óxidos de nitrógeno). Paradójicamente los NOx de la estratosfera pueden reaccionar con el Cloro libre, formando nitrato de cloro y bloquear el principal átomo destructor del ozono en y evitar así la destrucción del ozono estratosférico: El hecho de que el agujero de la capa de ozono se sitúe en la Antártida se debe a : o Las bajas temperaturas polares inactivan los óxidos de nitrógeno que capturan el cloro estratosférico. A estas temperaturas los óxidos de nitrógeno se comportan como núcleos de condensación y precipitan con la nieve. Al desnitrificarse la estratosfera, los átomos de cloro actúan libremente destruyendo el ozono. Al haber menos ozono, se absorbe menos luz ultravioleta, se calienta menos la estratosfera y la destrucción anterior de los óxidos de nitrógeno se acentúa. o El proceso se acentúa en la primavera austral, cuando la insolación es mayor y el cloro se forma más rápidamente. o El fenómeno es más importante en la Antártida (70%) que en el Polo Norte (17%), porque los movimientos horizontales en la estratosfera son menos frecuentes e impide que lleguen masas de ozono de otros lugares. Consecuencias del agujero de la capa de ozono: o El aumento de la radiación ultravioleta, provoca mutaciones que aumentan el cáncer de piel y ocular, daña las proteínas oculares y provoca ceguera. Se produce también un debilitamiento del sistema inmunológico. o Reduce la resistencia de las plantas a las enfermedades y reducción del crecimiento. o Ataca al fitoplacton, (por estar más en la superficie del mar) ( la base de la cadena trófica de los ecosistemas acuáticos). C2. EFECTOS GLOBALES.: EFECTO INVERNADERO. Se conoce como efecto invernadero a la absorción del calor emitido por la Tierra por determinados gases de la troposfera (gases de efecto invernadero, GEI), que evita la pérdida de calor y permite mantener la temperatura de la Tierra a una media de 15ºC, ideal para el mantenimiento de la vida. El efecto invernadero natural, no es perjudicial. Sin embargo, el incremento de este efecto debido a las emisiones antrópicas de gases de efecto invernadero es responsable de un efecto global de contaminación muy grave para los seres vivos: El calentamiento global. Los principales gases de efecto invernadero son: o El CO2, aunque no es un contamínante, pues es uno de los constituyente de la atmósfera y forma parte de los ciclos biogeoquímicos y respiratorios de los seres vivos, contribuye en un 60% al 23
  24. 24. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 efecto invernadero. Se ha producido un aumento de este gas a partir de la Revolución Industrial, debido a causas antrópicas, quema de combustibles fósiles y madera, incendios forestales, y cementeras. o El metano,(producido en fermentaciones anaeróbicas: fermentaciones herbíboros, descomposición de la materia orgánica en pantanos, arrozales y vertederos). Contribuye en un 20% . o Los óxidos de nitrógeno ( sobre todo en la combustión de carburantes fósiles), contribuyen en un 20%. o Los CFC. o El ozono troposférico. Es un contaminante secundario producido a partir de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos por su fotolisis en la atmósfera. o Y el vapor de agua. Se cree que los valores de CO2 a mediado de este siglo serán de 600 ppm (actualmente es de 270 ppm), esto se traducirá en un incremento entre 1,5º y 4,5 ºC. Las causas del incremento de CO2 en la atmósfera pueden ser: o Naturales:  La respiración de los seres vivos.  Los incendios forestales provocados por rayos.  Y las erupciones volcánicas. o En cuanto a las fuentes antropogénicas:  La quema de combustibles fósiles en la industria y el transporte.  Los incendios forestales y la quema de biomasa y rastrojos.  La incineración de residuos sólidos urbanos. Las incineradoras y las cementeras. En cualquier caso, también se producen sumideros naturales (se retira de la atmósfera) para este CO2:  La fotosíntesis, es el principal sumidero de CO2. Algunos científicos creen que el aumento de CO2 hará que aumente la eficacia de la fotosíntesis y contrarrestará el cambio climático. Sin embargo, hay que contar también con el proceso de deforestación que se está llevando a cabo.  La formación de rocas calizas secuestra CO2 atmosférico.  El CO2 atmosférico se diluye en los océanos y pasa a la hidrosfera. Este incremento del efecto invernadero se cree que tendrá las siguientes CONSECUENCIAS: o Se producirá un aumento de la temperatura terrestre. De hecho se ha observado que la temperatura media terrestre ha aumentado0,7ºC desde 1906 y se prevee que aumentará en este siglo entre 2 y 4ºC. o Esto provocará la fusión generalizada de los hielos polares y el retroceso de los glaciares de alta montaña. Esto provocará:  La disminución del albedo, con lo que se elevarán más las temperaturas y se potenciará el cambio climático.  El deshielo de la tundra ártica liberará gases de efecto invernadero (metano) que empeorará el cambio climático. 24
  25. 25. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015  Se descongelaría totalmente el océano Ártico, esto provocara la formación de agua superficial poco densa (tiene menos sal), lo que dificultará su hundimiento e interrumpirá el curso de la cinta trasportadora oceánica y cambios en las corrientes marinas. Esto provocará enormes cambios en el clima.  Se producirá un aumento del nivel del mar, que causará la inundación de las zonas costeras. La subida será causada por la dilatación térmica del agua y por el deshielo en Tierra firme (Antartida y Groenlandia). Se perderán ecosistemas costeros ( En España, Delta del Ebro, Doñana, la Manga del Mar Menor), Desaparecerán ciudades en zonas costera y playas, islas..  Desaparecerán los ecosistemas de arrecifes de coral.  Reducción de la productividad de las aguas pesqueras. o Se desplazarán las zonas climáticas hacia los polos (5 km por año), lo que provocará cambios en los ecosistemas y el avance de los desiertos subtropicales. España será uno de los países más afectados. Se producirán alteraciones del ciclo del agua y de su calidad. En España disminuirán las precipitaciones y se favorecerá la pérdida de suelo y la desertificación. Todo ello provocará:  Que los ecosistemas se vean afectados, se producirá la extinción de numerosas especies, desajustes entre presas y depredadores, la pérdida de biodiversidad y la expansión de especies invasoras y parásitos.  Se verá afectada la agricultura y la ganadería. o Se producirá un fuerte variabilidad climática regional, sobre todo en los continentes del hemisferio norte:  Más días de calor y menos de frío  Aumentarán los fenómenos meteorológicos extremos (olas de calor, precipitaciones fuertes, sequías, huracanes. o El cambio climático afectará a la producción agrícola. Aunque el aumento de CO2 aumentará la eficacia de la fotosíntesis, la aridez del clima disminuirá las cosechas. o Problemas de salud a causa del hambre y las enfermedades derivadas de una disminución de las cosechas. o Reactivación y cambios de enfermedades intestinales y las producidas por mosquitos ( malaria), aumento de las enfermedades respiratorias y las alergias en Europa. MEDIDAS CONTRA EL CALENTAMIENTO GLOBAL. o En 1977, se firma el Protocolo de Kioto, que entró en vigor en 2005 y en el que se propone reducir en un 5,2%, las emisiones de CO2 de los países desarrollados hasta 2012. No se impone ningún límite a los países pobres. Este acuerdo no fue ratificado por todos los países (EEUU, responsable del 25% de las emisiones mundiales y China no lo firmaron). España, aunque firmó no lo está cumpliendo( sus emisiones habrán aumentado en 2020 en un 120%), a pesar de ser uno de los países más afectados por el cambio climático. o En las cumbres celebradas en años siguientes se perfilaron mecanismos de flexibilidad:  Compraventa de emisiones. Un país puede comprar a otros los derechos de emisión de CO2.  Promover y subvencionar proyectos de energías renovables.  Inclusión de sumideros de carbono (plantaciones de árboles). 25
  26. 26. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 o En líneas generales podemos señalar las siguientes medidas para frenar el calentamiento global: 1. Cumplimiento de los acuerdos del protocolo de Kyoto 2. Reducir emisiones de CO2 potenciando las energías renovables y el ahorro energético: 1. Utilizar y potenciar las energías renovavles. 2. Combustibles más limpios. 3. Sistemas de producción más limpios, reduciendo los residuos emitidos a la atmósfera. 4. Controlar los gases de efecto invernadero en agricultura y ganadería. 5. Medidas de ahorro energético: • Uso de transporte colectivo o no contaminante. • Bombillas y electrodomésticos de bajo consumo. • Eficiencia energética ( casas bioclimáticas y mejor aisladas, sólo consumir energía necesaria…) • Potenciar el reciclado. 3. Reducir el uso de los CFC. 4. Trabajos de forestación (plantar árboles “de novo”), reforestación y agroforestación (integración de los árboles en los cultivos). 6. CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. A) MEDIDAS DE SEGUIMIENTO. Ofrecen información: o Establecimiento de estaciones de mediciones de la calidad del aire. o Seguimiento de bioindicadores ( líquenes, contaminantes en los tejidos de animales) b) MEDIDAS PREVENTIVAS. Son aquellas que podemos tomar para evitar que el problema se agrave. o Elaboración de una legislación ambiental (obligatoriedad de realizar evaluaciones de impacto ambiental, o la prohibición del uso de CFC). o Utilización d energías renovables. o Empleo de filtros de contaminantes a la salida de las fuentes de emisión. o Uso racional de la energía. o Medidas económicas y fiscales, fomentando actuaciones y tecnologías poco contaminantes y penalizando sobre las contaminantes. o Realización de estudios de impacto ambiental antes de desarrollar cualquier proyecto potencialmente contamiantes. o Creación de cinturones verdes en torono a las grandes poblaciones urbanas. c) Medidas correctoras: o Depuración del aire contaminado: filtros, separadores de partículas. o Empleo de chimeneas adecuadas que garanticen la dilución de los contaminates. 26
  27. 27. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 SELECTIVIDAD: 1. Enumera Los procesos naturales de entrada de CO2 en la atmósfera. Enumera los procesos naturales reincrementando el contenido de CO2 en la atmósfera? Enuncia y describe cada proceso o actividad. (2000) (2004)(2007) 2. Causas y consecuencias de la disminución de la capa de ozono. (2000) (2004) 3. El enfriamiento de la zona más baja del aire, en el invierno en momento de altas presiones atmosféricas ¿qué efecto puede tener sobre la contaminación de una ciudad? ¿Por qué? (2000) (2007) 4. Explica el fenómeno de la lluvia ácida. Enumera las consecuencias sobre las aguas, el suelo, la flora, la fauna y las construcciones. (2001) (2003) 5. ¿Cuáles son las consecuencias atmosféricas que provocan mayor peligro de contaminación del aire de una ciudad ¡Por qué? (2001) (2003) 6. Estructura y composición de la atmósfera. ¡Por qué afirmamos que tiene un papel filtrador y difusor-regulador?(2001) (2005) 7. ¿Qué consecuencias tendrá sobre el efecto invernadero el previsible desarrollo industrial de países poco industrializados en la actualidad? ¿Por qué?(2002) 8. Explica las condiciones atmosféricas y topográficas que favorecen los efectos locales de acumulación de la contaminación atmosférica?.(2002) 9. ¿Podemos considerar al CO2 como una sustancia contaminante de la atmósfera? (2003). 10. Explica las circunstancias que hacen de los CFC a) sean tan utilizados, alancen la estratosfera o que debiliten la capa de ozono. (2003) 11. ¿Qué es el albedo planetario ¿Crees que es invariable para toda la Tierra? ¿Cómo le afectaría la deforestación masiva?(2004) 12. ¿Qué consecuencias sobre el efecto invernadero tendrá el previsible aumento de la población humana en los próximos años? ¿Por qué? (2004) 13. Explica en qué consiste la inversión térmica? ¿En qué situaciones orográficas y meteorológicas se produce con mayor frecuencia? (2005). 14. Dibujar la estructura y explica la dinámica de una borrasca y de un anticiclón. ¿Qué relación existe entre ambas situaciones atmósfericas? ¿Cómo influye una u otra de las mencionadas situaciones sobre la dispersión de los contaminantes emitidos a la atmósfera? (2005) (2006) 15. Enumera los factores que condicionan la climatología de una región b) Describe ejemplos de cómo el clima de una zona puede influir en la dispersión de contaminantes (2006) 27
  28. 28. óTEMA 2: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. CTMA 2º bachillerato IES LLERENA..30 de January de 2015 16. ¿Cuáles son los gases denominados invernaderos? ¿Por qué producen este fenómeno? (2006) 17. ¿Cómo influye el relieve en la dispersión de contaminantes? (2006) 18. ¿Qué es el smog? ¿En qué áreas se da? ¿Por qué? (2006) 19. Explica en qué consiste la inmersión térmica. ¿En qué situaciones orográficas y meteorológicas se produce con mayor frecuencia? (2007). 20. ¿Existe alguna relación entre a) la contaminación atmosférica y los posibles cambios climáticos b9 con los cambios de las características del suelo y el aumento de extensión de los desiertos? Razona la respuesta. (2007) 21. La atmósfera a) Estructura, capas y comportamiento térmico de cada una de ellas b) Función protectora (2008). 22. Explica la circulación de aire entre los anticiclones y las borrascas. (2008). 23. El clima: a) Concepto b) enumera y explica brevemente cómo influyen los factores climáticos en los elementos climáticos por los que se define el clima en una región. (2009) 24. La contaminación radiactiva es una de las formas de contaminación física de la atmósfera: a) Podrías indicar al menos cuatro fuentes que dan origen a ese tipo de contaminación? ¿Qué tipo de radiaciones ionizantes tienen mayor poder de penetración y qué efectos tienen sobre los organismos? (2009) 28

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