Este documento trata sobre la evaluación de contaminantes como el ozono y los compuestos orgánicos volátiles. Explica que el ozono se forma por la acción de la luz solar a partir de otros gases y puede ser beneficioso en la estratosfera pero perjudicial cerca de la superficie terrestre. También describe las fuentes naturales y antropogénicas de óxidos de nitrógeno que contribuyen a la formación de ozono, así como los efectos del ozono y otros contaminantes en la salud humana.

1. RECURSO AIRE
SESIÓN 9
EVALUACIÓN DE LOS
CONTAMINANTES: OZONO, COV.

2. OZONO

3. OZONO (O3)
• El ozono (O3) es un gas que se forma y reacciona
por la acción de la luz solar.
• Está presente en dos capas de la atmósfera; en la
parte más alta de ésta, forma una capa que
protege la tierra de los rayos ultravioletas.
• Sin embargo, al nivel del suelo, el ozono se
considera un serio contaminante del aire.

4. OZONO (O3)

5. OZONO (O3)
► Sonliberados en la atmósfera terrestre por fuentes
naturales y artificiales.
 La naturaleza produce anualmente entre 20 y 90
millones de toneladas de óxido de nitrógeno en la
Tierra. Las fuentes naturales: volcanes, océanos,
desechos biológicos y rayos.
 Las actividades humanas suman otros 24 millones de
toneladas de óxidos de nitrógeno a nuestra
atmósfera anualmente.
 El dióxido de nitrógeno se produce por: tráfico
rodado y de otros procesos de quema de
combustibles fósiles.

6. OZONO (O3)
► Lafotodisociación del dióxido de nitrógeno por la
luz solar produce óxido nítrico y ozono en la
troposfera , el cual es otro componente del smog.
λ:=424 nm

7. OZONO (O3)
► Loshidrocarburos y la modificación del ciclo natural
de NOX.
• Radicales OH: transformación a compuestos carboxílicos
RCHO y transformación de NO a NO2, con la
participación de OH.
• La unión carboxílica es clave porque es atacada por el
radical OH.
► Loshidrocarburos y la modificación del ciclo natural
de NOX.

8. Radiación solar y química
► La reacción que produce el ozono en la
atmosfera:
O + O2 + M  O3 + M
► La diferencia entre la generación de ozono
estratrósferico con el troposférico está en
la fuente del radical oxi O
► Para una radiación con longitud d onda
menor a 242 nm:
O2 + hv  O + O
8
Section 7 – Chemical Aspects of Air
Pollution WMO-GURME-Lima training

9. Óxidos de nitrógeno
► Otrassustancias formadas a partir de NO y
NO2 son: el ácido nítrico, los nitratos,
Nitrato de Peróxiacetilo (PAN).

10. Radiación solar y química
► La produccion de O3 en la troposfera está vinculado con NOx (NO +
NO2)
► Para una longuitud de onda menor a 424 nm:
NO2 + hv  NO + O
► El NO reaccionará con O3
NO + O3  NO2
• El ciclo no genera ozono neto
10
Section 7 – Chemical Aspects of Air
Pollution WMO-GURME-Lima training

11. La sobreproducción de NO2
► La producción de ozono se realiza por
un mecanismo de producción de NO2
sin consumir O3
► La presencia de peroxyradicales,
procedentes de la oxidacion de
hydrocarburos, alteran el ciclo O3-NO-
NO2
NO + HO2·  NO2 + OH·
NO + RO2·  NO2 + RO·
 Conlleva la producción de ozono
neto
Section 7 – Chemical Aspects of Air 11
Pollution WMO-GURME-Lima
training

12. Oxidacion del CO - produccion de ozono
CO + OH·  CO2 + H·
H· + O2 + M  HO2· + M
NO + HO2·  NO2 + OH·
NO2 + hv  NO + O
O + O2 + M  O 3
CO + 2 O2 + hv  CO2 + O3
Section 7 – Chemical Aspects of Air 12
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13. Fotólisis del Ozono Troposférico
La fotólisis se realiza en una ventana entre (300-320 nm), NO2 por debajo de 428
nm
30o equinox
midday
Solar spectrum
13
Section 7 – Chemical Aspects of Air
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training

14. OZONO (O3)

15. Óxidos de nitrógeno
► ElPAN se forma por la combinación, en presencia
de luz solar, de dióxido de nitrógeno (NO2) y
orgánicos volátiles (COV).
► ElPAN (peroxiacetilnitrato) es un producto
químico tóxico que corresponde a un importante
componente del smog. El PAN se encuentra en
estado gaseoso a temperatura y presión normal.
Su fórmula química es C2H3O5N.

16. NOx: Emisiones de fuentes móviles.
Compuestos
orgánicos volátiles Compuestos
►. (COV’s) orgánicos volátiles
(COV’s)
11 por ciento
21 por ciento
C + O2 CO2
C + 1/2O2 CO
64 por ciento
N2 + O2 NOX 4 por ciento
S + O2 SOX
Partículas

17. Smog fotoquimico.

18. radiation
.
Ultraviolet radiation
NO
Nitric oxide
O2
H2O NO2 O Molecular
►.
Water Nitrogen Atomic oxygen
dioxide oxygen
Hydrocarbons
PANs
HNO3 Peroxyacyl Aldehydes O3
Nitric acid nitrates (e.g., formaldehyde) Ozone
► Formacion del Smog Fotoquímico

19. .
►.
► Formacion del Smog Fotoquímico

20. .
►.

21. Impactos a la Salud
► Vías respiratorias: debido a sus propiedades
altamente oxidantes provoca la irritación de
las mucosas y los tejidos pulmonares.
► Los principales efectos observados son:
irritación de los ojos, tos, dolor de cabeza,
dolores en el pecho, etc. Pudiendo llegar,
cuando las concentraciones son muy
elevadas, a provocar inflamaciones
pulmonares afectando gravemente a la
función respiratoria. .

22. Impactos a la Salud
► Las personas con más riesgo: con enfermedad
pulmonar, entre las que se encuentran los asmáticos
(reacciones alérgicas).
► En general, afecta principalmente a aquellas
personas que realizan ejercicio físico al aire libre.
► Las horas en que la concentración de ozono en el
aire es más alta son aquellas que van desde el medio
día hasta el anochecer.

23. Impactos a la Salud
► Estudios indican que el bióxido de nitrógeno
incrementa la susceptibilidad a infecciones
bacterianas pulmonares.
► Los actuales valores indicativos de la OMS acerca
del NO2 se refieren tanto a las exposiciones de corta
duración a emisiones punta como a las exposiciones
a largo plazo a lo largo del año.
► Sin embargo, se han observado efectos
perjudiciales dentro de un abanico de exposiciones
que comprende el actual valor indicativo de la OMS
para un año.

24. Impactos a la Salud
► Los estudios experimentales realizados con
animales y con personas indican que el NO2, en
concentraciones de corta duración superiores a 200
μg/m3, es un gas tóxico con efectos importantes en
la salud.
► Losestudios toxicológicos con animales también
parecen indicar que la exposición prolongada al
NO2 en concentraciones por encima de las ahora
presentes en el medio ambiente tiene efectos
adversos.

25. Ozone (O3)
► Altamente reactivo, pero de baja
solubilidad,
► Con capacidad de penetrar profundamente
en el pulmón.
► La toxicidad aguda está relacionadad con la
dosis = Concentración x velocidad de
Ventilación x Tiempo – riesgo incrementado
por el esfuerso en ambientes exteriores
25 Section 6 – Health Effects

26. Ozone Irritates Airways
► Symptoms:
 Cough
 Sore or scratchy throat
 Pain with deep breath, or chest pain
 Fatigue
► Rapid onset, but effect is greater 24
hours after exposure
► Similar symptoms for people with or
without asthma
26 Section 6 – Health Effects

27. Impactos a la Salud

28. Impactos a la Salud

29. Impactos a la Salud

30. Impactos a la Salud

31. Riesgo de Salud Pública
► Admisiones hospitalarias por IRAs respecto a valores
máximos diarios de Ozono, con rezago de un día.
114
Respiratory Admissions
112
110
108
106
104
102
.01 .02 .03 .04 .05 .06 .07 .08 .09 .1
Ozone concentration (ppm)
Tomado de Curso de la OMM-GURME en Lima Section 6 – Health Effects
Perú. (Burnett et al, 1994)

32. Ozono
FIGURA. Concentración de metano, NO, NO2, O3 y Hidrocarburos
diferentes al metano ).
Fuente: IDEAM

33. Ozono
FIGURA. Concentración O3 promedio anual
Fuente: IDEAM

35. Óxidos de nitrógeno
FIGURA. Concentración de metano, NO, NO2, O3 y Hidrocarburos
diferentes al metano ).
Fuente. IDEAM

36. Contaminación por NOX, O3 y PM10

37. Concentración de ozono calculada entre
1 pm y las 4 pm del mes de julio

38. O3 Y OTROS

39. O3 Y OTROS

40. O3 Y OTROS
Photo courtesy NARA, photographer Gene Daniels/U.S. EPA
Ozone-damaged plant (left) and normal plant (right)

42. COMPUESTOS ORGÁNICOS
VOLÁTILES

43. HIDROCARBUROS
En el aire tienen relativamente una baja
reactividad. Sin embargo, en presencia
de luz y óxidos de nitrógeno reaccionan
para formar oxidantes fotoquímicos,
predominantemente ozono. Los dos
grupos de hidrocarburos de mayor
importancia en relación a la
contaminación atmosférica son los
hidrocarburos aromáticos y los
hidrocarburos oxigenados.

44. HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
► El benceno es un compuesto clasificado por
la Agencia Internacional de Investigación
sobre el Cáncer como carcinógeno del Grupo
1.
► Expuestos tienen una mayor probabilidad de
desarrollar leucemia aguda, efectos
hematológicos, inmunológicos y sobre el
sistema nervioso central.

45. HIDROCARBUROS POLICÍCLICOS
AROMÁTICOS (HPAS)
► Es producto de la combustión de compuestos orgánicos.
Tanto las fuentes fijas como las fuentes móviles emiten HPAs
(calefacción residencial, la generación de energía eléctrica, los
procesos industriales y la incineración).
► En las actividades humanas como: las estufas a carbón y
madera y las chimeneas a madera.
► Para la industria: la producción de coque y el craqueo
catalítico del petróleo.
► En actividades agrícolas: incendios forestales, combustión al
cielo abierto de llantas y basura.
► Para fuentes móviles: automóviles a gasolina y diesel, a los
vehículos con motores a dos tiempos como motocicletas y
podadoras, el desgaste De llantas, los aviones y los barcos.

46. ► Entre los HPAs existen algunos que son
carcinógenos y otros que son mutágenos.
► Los factores de toxicidad de los HPAs incluyen
la capacidad de adsorción del compuesto, el
número de átomos de carbono de la molécula
(la potencia carcinógena es baja para aquellas
moléculas que contienen menos de cuatro
anillos de benceno), la presencia de grupos
epoxi (los epóxidos producen cáncer) y de
grupos metilo.
► El fluoranteno, pireno, benzoantraceno,
benzofluoranteno y benzopireno son algunos
ejemplos de hidrocarburos policíclicos
aromáticos.

47. HIDROCARBUROS OXIGENADOS
►Comprenden alcoholes, aldehídos, cetonas,
éteres, ésteres y ácidos orgánicos. Las
industrias química, del plástico y de pintura
son fuentes emisoras de hidrocarburos
oxigenados en forma de vapor.
►El más estudiado es el formaldehído.

48. ►Se produce en combustión para
producir electricidad, calefacción e
incineradores, y el uso de gasolina
oxigenada, y quemas agrícolas
►Este ocasiona:
►ocasiona irritación ocular y nasal,
irritación de las membranas mucosas,
tos, náusea y alteraciones en la
respiración. Y asociado al cáncer nasal y
nasofaríngeo.
►el umbral para daño tisular es 1.0
µg/m3

49. Compuestos orgánicos volátiles
• Los compuestos orgánicos son sustancias químicas
que contienen carbono y se encuentran en todos los
elementos vivos. Los compuestos orgánicos
volátiles, a veces llamados VOC (por sus siglas en
inglés), se convierten fácilmente en vapores o
gases.
• Junto con el carbono, contienen elementos como
hidrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o
nitrógeno. Los COV son liberados por la quema de
combustibles, como gasolina, madera, carbón o gas
natural. También son liberados por disolventes,
pinturas, pegantes y otros productos empleados y
almacenados en la casa y el lugar de trabajo.

50. Compuestos orgánicos volátiles
Algunos son poderosos absorbedores del
infrarrojo contribuyendo al efecto invernadero.
Algunos son tóxicos y cancerigenos.
 Aunque no son identicos el termino
“Hidrocarburos” también los identifiica.
Son responsables de la formación de oxidantes
fotoquímicos.
VOC (Hidrocarburos) + NOx + Luz solar = ozono
2/5

51. INDUSTRIAL
Combustión incompleta en calderas y
hornos.
Recubrimiento con adhesivos.
Procesos de recubrimiento de vehículos.
Limpieza en seco.
Fabricación de productos farmacéuticos.
Imprentas.

52. (Continuación)
Compuestos expulsados por
el tubo de escape.
AUTOMOTORES Gasolina no quemada
Gasolina con plomo
Fenoles
HOGAR Fibras de vidrio
Fibras minerales
Formaldehídos
Halones, xileno y tolueno

53. Reducción del consumo en todos los
usos y aplicaciones.
Reducción de evaporaciones en los
usos, aplicaciones y emisiones fugitivas.
Sustitución por otros productos
(solventes solubles en agua)

54. Compuestos orgánicos volátiles
• Algunos ejemplos de
compuestos orgánicos
volátiles son:
• Naturales:
isopreno, pineno y
limoneno
• Artificiales:
benceno, tolueno,
nitrobenceno

55. COV: efectos a la salud humana

56. Compuestos orgánicos volátiles

57. METABOLISMO PAH
► Epoxidos
► Quinonas

58. Toxicidad Comparada PAH

59. PAHS y el Cancer
► Limpiadores de chimeneas
► iniciadores
 Formación via aducción
 Epoxidos y quinonas
► Activa otros carcinogenicos via inducción
P450
► Se comportan como promotores

60. Toxicity
► Efectos reproductivos
 Exterilidad reproductiva (ratones)
 Nacimientos con poco peso y deformaciones
(ratones)
► Immuno supresión (animales)
► Toxicidad Vascular
 initiación (mutación)
 Promoción (proteina kinasa C)

61. Detección
► Metabolitos urinarios
 1-hidroxipireno
► Conducción (en sangre, orina y excrementos)
 DNA
 Hemoglobina
 proteinas del suero
► Autopsia: concentrationes en grasas