Analisis de smog en www.espol.edu.ec

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Analisis de smog en www.espol.edu.ec

  1. 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Visítanos y conoce nuestras actividades y espacios, da clic aquí 1. Describa la estructura básica de la atmósfera. ¿Qué procesos naturales de la limpieza ocurren ahí? La capa inferior de la atmósfera, la troposfera, se extiende a unos 16 kilómetros y, salvo por las inversiones locales de temperatura, se enfría con la altura. La troposfera se mezcla bien en sentido vertical, de modo que los contaminantes llegan a la parte alta en unos días. Esta capa contiene casi todo el vapor de agua y las nubes, y es el sitio y el origen de nuestro clima. Las sustancias que pasan a ella suelen volver a la superficie por precipitación. Corona la troposfera la tropopausa, que es la altitud a la que la temperatura llega a los -59ºC. Por encima de la tropopausa está la estratosfera, una capa en la que la temperatura aumenta con la altitud, hasta unos 50 kilómetros sobre la superficie. Este incremento en la temperatura se debe sobretodo a que contiene ozono (O3), una forma de oxígeno que absorbe la radiación de energía elevada (ultravioleta) emitida por el Sol. Como hay poca mezcla vertical y poco vapor de agua, las sustancias que la alcanzan llegan a permanecer allí mucho tiempo. Después de la estratosfera hay otras dos capas, la mesosfera y la termosfera, donde las concentraciones de ozono disminuyen y sólo se encuentran cantidades escasas de oxígeno y nitrógeno. Los contaminantes del aire son sustancias en la atmósfera que causan efectos dañinos. Durante millones de años, volcanes, incendios y tormentas de polvo han enviado a la atmósfera humo y otros contaminantes. Pero la biosfera tiene mecanismos para eliminar, asimilar y reciclar estos contaminantes naturales. Primero, se dispersan y quedan diluidos en la atmósfera. Luego, un limpiador natural, el radical hidroxilo (OH), oxida muchos de ellos y los convierte en productos inocuos o que las precipitaciones llevan al suelo, donde los microorganismos los transforman en compuestos inofensivos. Esta química se sigue investigando, pero se sabe que mantienen los contaminantes naturales por debajo de las concentraciones tóxicas (excepto en las inmediaciones de la fuente). 2. Explique el origen del esmog industrial y el fotoquímico, explique en que difieren. Durante siglos, la costumbre de arrojar los humos de la combustión y otros a la atmósfera fue la manera natural de evitar sus efectos nocivos evidentes. Con la Revolución Industrial del siglo XIX llegaron las cuidades sobre pobladas y el uso de carbón para calentarse y obtener energía. Ciertas ciudades se vieron envueltas en su propia neblina, que parecía impenetrable para los rayos solares. Esta neblina envolvente se hizo conocida como esmog industrial, una mezcla irritante y grisácea de hollín, compuestos de azufre y vapor de agua. Este esmog se encuentre dondequiera que se concentren las industrias y el carbón sea la fuente principal de energía. Hasta hace poco, la contaminación atmosférica de las ciudades y cerca de ciertas fuentes industriales se consideraba como problema local, resultado inevitable del crecimiento económico y la tecnología. Incluso a distancias cortas de los focos de contaminación, la calidad del aire solía ser buena. Sin embargo, ya en los años 50’, con el uso creciente de automóviles, grandes áreas metropolitanas se
  2. 2. encontraban envueltas a diario por una neblina parda llanada esmog fotoquímico. La principal diferencia es que en el esmog fotoquímico, la luz solar participa en su formación, mientras que en el esmog industrial se da por la concentración de carbón principalmente. 3. Nombre los contaminantes atmosféricos que se consideran más graves y difundidos. Los siguientes contaminantes han sido identificados como los más difundidos y graves: • Partículas suspendidas • Compuestos orgánicos volátiles • Monóxido de Carbono (CO) • Óxidos de Nitrógeno (NOX) • Óxidos de Azufre (SOX) • Plomo y otros metales pesados • Ozono y otros oxidantes fotoquímicos • Sustancias tóxicas y el radón 4. ¿Qué efecto tiene la contaminación atmosférica en la salud humana? Los seres humanos respiran cada día 14 kilogramos de aire. Aunque algunos de los síntomas de la contaminación que sufre la gente atañen a las mucosas de la nariz, garganta y ojos, el sitio de mayor impacto está en los pulmones. Se distinguen 3 clases de daños: • Crónicos. Con los años, los contaminantes causan el deterioro gradual de diversas funciones fisiológicas. Efectos crónicos. La exposición prolongada l dióxido de azufre produce bronquitis (inflamación de los bronquios). La inhalación crónica de ozono y partículas causa inflamación en los pulmones y, en última instancia, fibrosis, es decir, cicatrices que obstaculizan las funciones pulmonares de por vida. El monóxido de carbono reduce la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre, y la exposición prolongada a concentraciones bajas contribuye a las enfermedades cardiacas. Se sabe que la exposición crónica a las óxidos de nitrógeno deteriora el sistema inmunológico, con lo que los pulmones quedan desprotegidos ante el ataque de las bacterias y virus. Los más sensibles a la contaminación atmosférica son los niños pequeños, los asmáticos, quienes padecen enfermedades pulmonares y cardiacas crónicas y los ancianos. • Agudos. Los contaminantes provocan reacciones que en cuestión de horas o días ponen en peligro la vida. Efectos agudos. En estos casos graves, la contaminación atmosférica alcanza concentraciones que causan la muerte, aunque hay que advertir que suele ocurrir entre quienes padecen graves enfermedades respiratorias o coronarias. Se sabe que los gases contaminantes son letales en concentraciones elevadas, pero no se llega a ellas en el exterior; por tanto, las muertes atribuidas a la contaminación atmosférica no son el resultado del simple envenenamiento. Sin embargo, la contaminación grave añade tensiones al organismo y podrían ser mortales si el individuo ya padece una condición debilitada.
  3. 3. • Carcinógenos. Los contaminantes inician cambios en las células que conducen a su crecimiento y división incontrolados (cáncer). Efectos carcinógenos. Los metales pesados y los componentes orgánicos de la contaminación incluyen muchas sustancias químicas de las que se sabe que son carcinógenas en dosis elevadas. En algunos casos, la exposición a un contaminante se vincula con cáncer y otros problemas de salud mediante pruebas epidemiológicas. Un aspecto de la contaminación que está relacionado sin duda alguna con cáncer de pulmón y otros males respiratorios es el tabaquismo. 5. Explique los efectos negativos de los contaminantes en los campos de cultivo, los bosques y otros materiales. ¿Qué contaminantes son los principales causantes de eso? Efectos en la agricultura y los bosques. Los experimentos muestran que las plantas son bastante más sensibles a los gases contaminantes que los seres humanos. La desaparición de la vegetación en las grandes áreas urbanas y el daño a los campos de cultivo, huertos y boques que se encuentran en la dirección del viento de las ciudades se deben sobre todo a la exposición al ozono y a otros oxidantes fotoquímicos. El rendimiento agrícola disminuye de 5% a 10% con niveles de ozono muy por debajo de la norma EPA de 0.12ppm (partes por millón), que sólo considera los efectos en los seres humanos. Se calcula que el daño del ozono a las siembras va de los 2000 a los 6000 millones de dólares por año. El efecto negativo de la contaminación atmosférica en las plantas silvestres y los bosques podría ser incluso mayor que en los campos agrícolas. Los bosques atacados por la contaminación son más susceptibles al daño de los insectos y otros agentes patógenos. Aun los insectos inocuos marchitan la flora si se combinan con la contaminación. Si ésta empeora, el crecimiento y la sobre vivencia de los árboles se reduce súbitamente conforme se exceden los umbrales de cada vez más especies. Efectos en los materiales y el paisaje urbano. Paredes, ventanas y otras superficies expuestas se vuelven grises y deslustradas por las partículas que se les adhieren. La pintura y las telas se deterioran más rápidamente y los lados de los neumáticos y otros productos de goma se endurecen y deforman con rajaduras a causa de la oxidación del ozono. El dióxido de azufre y los ácidos derivados de óxido de azufre y nitrógeno aumentan enormemente la corrosión de los metales, y la exposición a la intemperie deteriora las esculturas en piedra. Estos efectos y otros de los contaminantes del aire en los materiales incrementan los costos de limpieza y reposición en cientos de millones de dólares al año. Muchos de los materiales dañados son irremplazables. Los contaminantes que destacan son el ozono, oxidantes fotoquímicos. Los bosque cercanos a las zonas urbanas se dañan irreversiblemente por las descargas de lluvias ácidas producidas por das fábricas. Los compuestos del azufre mezclados con masas de aire son los principales componentes de la “lluvia ácida” que destruye los árboles y contamina las aguas de los lagos y ríos. 6. ¿Cómo se forman los contaminantes primarios y los secundarios? Los contaminantes (partículas, compuestos orgánicos volátiles, CO, NOX, SOX y plomo) se denominan contaminantes primarios porque son los productos directos de la combustión o la evaporación.
  4. 4. Al quemarse, los combustibles y deshechos vierten, en la atmósfera partículas consistentes sobre todo en carbono y que s0n las que vemos hollín y humo. Además, algunos fragmentos de las moléculas de los combustibles quedan sin quemar se trata de emisiones de compuestos orgánicos volátiles. Los materiales orgánicos, combustibles y deshechos contiene impurezas y aditivos que también pasan al aire durante la combustión. El carbón también llega a contener metales pesados y los deshechos, desde luego, tienen una serie interminable de impurezas. Algunos de los contaminantes primarios siguen reaccionando en la atmósfera y producen otros compuestos indeseables, los llamados contaminantes secundarios. El ozono y numerosos compuestos orgánicos reactivos se forman como resultado de reacciones químicas entre óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles del carbono; la energía necesaria procede de la luz solar. 7. Explique cómo controla la contaminación atmosférica la Ley estadounidense de Aire Limpio de 1990. La estrategia de la Ley de Aire Limpio de 1970 consistía en regular la contaminación atmosférica de manera que los contaminantes de criterio se mantuvieran por debajo de los niveles señalados por las normas básicas. Sin embargo esas reglamentaciones no se cumplieron totalmente. Para resolver estos inclumpimientos, la Ley de Aire Limpio de 1990 se ocupa de ciertos contaminantes y exige con más firmeza que se sigan las normas imponiendo sanciones. Como en la ley anterior, los estados tienen la gran responsabilidad de hacer cumplir las disposiciones de la Ley de 1990. Cada uno debe preparar un plan estatal de implementación que pasa a discusión pública antes de ser sometido a la EPA para que lo apruebe. El plan estatal de implementación está destinado a reducir las emisiones de los contaminantes señalados por las normas nacionales de emisiones de contaminantes peligrosos que no se han logrado controlar. Los contaminadores deben identificar los contaminantes que emiten, sus cantidades y las medidas que han tomado para reducirlas. El costo del trámite provee de fondos a los estados para llevar a cabo sus actividades de control de la contaminación. La nueva ley es también más flexible que el planteamiento de orden y control de la anterior, pues permite que los contaminadores elijan el medio más económico de lograr los objetivos. Además, utilizar un sistema de salida para distribuir la contaminación entre diferentes empresas. De acuerdo con esta Ley, las 83 regiones de Estados Unidos que no han logrado llegar a los niveles exigidos deben entregar planes de solución basados en la tecnología de control razonablemente disponible y deben convencer a la EPA que han cumplido con las normas en cierto lapso. Al preparar la Ley de Aire Limpio de 1990, las autoridades estadounidenses consideraron tres opciones para mejorar el aire en las ciudades. 1. hacer mas rigurosas las normas de emisión 2. estimular la producción y el uso de combustibles más limpios 3. convencer a la gente para que utilice menos el automóvil 8. Analice de qué forma la Ley estadounidense de Aire Limpio de 1990 que se ocupa de las fallas de la legislación anterior. El planteamiento que se dio en la Ley de Aire Limpio de 1970 se llamó estrategia de orden y control, porque se imponían a las industrias
  5. 5. reglamentaciones para que no se rebasaran los límites determinados de cada contaminante y que emplearan el equipo de control específico. La nueva Ley aparte de demandar el control sobre los contaminantes atmosféricos, exige también la prevención y mediante el pago de trámites de las empresas, para conseguir la aprobación de sus proyectos de prevención, el estado puede costear las actividades de control de contaminación. Así mismo, es más exigente con la sociedad y ya no solo con las industrias, porque incluso limita los contaminantes expedidos por los automotores, que son los que producen casi la mitad de los contaminantes que ensucian el aire. En conclusión esta Ley no solo se cubre el daño hecho al medio ambiente, también contiene medidas que se dirigen a la fuente de tales emisiones y a sus alrededores. 9. Cite las principales fuentes de la contaminación en interiores. Revise con cuidado las reglamentaciones que la tratan. • Formaldehído y otros compuestos orgánicos sintéticos emanados de los contrachapados, partículas de los paneles, hule espuma, tapicería “plástica” y sábanas y fundas de planchado permanente. • Una gama amplia de compuestos de alimentos que se queman en cocinas y hornos. • La combustión incompleta y las impurezas de los sistemas de calefacción: hornos de gas y petróleo, calentadores de queroseno y estufas de leña. • Emanaciones de los limpiadores domésticos y otros agentes de limpieza. • Emanaciones de pegamentos y otras sustancias de pasatiempos. • Pesticidas. • Aromatizantes y desinfectantes. • Aerosoles de todas las clases. • Radón. • Asbesto. En los años 70’, los investigadores determinaron que la inhalación de las fibras de asbesto está asociada con una forma peculiar de cáncer de pulmón que aparece luego de 20 o 30 años de exposición. La EPA comenzó a reglamentar el asbesto emprendiendo campañas intensivas para retirarlo de las escuelas. Por otro lado, el tabaquismo trae más riesgos a la salud que la exposición promedio a cualquiera de los otros materiales, y propicia los peligros de otros contaminantes como el radón. Las políticas de la EPA se concentran en 3 fuentes interiores de contaminación: el asbesto y el humo de cigarrillo, por lo que se inició un control sobre la presencia de asbesto en las escuelas, retirándolo o encapsularlo; y en cuanto al tabaquismo se restringen las áreas para fumar. 10. ¿Qué otros pasos habría que dar para mejorar la calidad del aire? Sin duda alguna, las medidas tomadas par reducir la contaminación del aire tienen un costo económico. Varios países invierten mucho en el control de la contaminación, lo que señala a las claras que la salud humana y la calidad del ambiente están en los primeros lugares en la elaboración e implantación de as políticas públicas. Para mejorar la calidad del aire, obviamente, debe de reducirse las emanaciones de contaminantes atmosféricos y se lo logrará con una inversión dedicada al mejoramiento del ambiente y que la sociedad haga conciencia para no contaminar aun más el aire.

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