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Contaminación de la atmósfera

           Ciencias de la Tierra y Medioambientales
                                                    Pilar Iniesto




This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License.
Causa daños a
                              los
                          ecosistemas
                                         Deteriora los
       Perjudica a la
                                           bienes
       salud humana
                                          materiales



 Introducción                                    Daña otros
de sustancias           Contaminación             usos del
o energías con           atmosférica               medio
acción nociva                                    ambiente
Origen de la contaminación



           Natural                         Antropogénico
(Volcanes e incendios naturales)   (Calefacciones, transporte, industria)




         Nivel global                    Nivel local o regional
Contribución porcentual de algunas fuentes naturales y
artificiales a la emisión de algunos contaminantes




     Contaminante   Fuentes naturales %   Fuentes artificiales %
         SO2               57,1                   42,9
         NO                88,7                   11,3
         CO                90,6                   9,4
    Hidrocarburos          84,5                   15,5
      Partículas           88,7                   11,3


                                              Fuente: Sanz Sa, J.M.
Tipos de contaminantes
                        Sustancia natural que aparece en una
Contaminante            concentración por encima de la
                        situación normal



 Contaminante                                   Contaminante
   primario                                      secundario


                   • Contaminantes primarios
                • Componentes de la atmósfera
Tipos de contaminación atmosférica

                     Contaminación atmosférica




   Química                     Física                Biológica




Gases y partículas                               Microorganismos, e
                              Energías
    químicas                                       sporas, polen
CONTAMINANTES BIOLÓGICOS DEL
AIRE
Virus   Bacterias   Artrópodos
Valores guía de concentración de polen (en
granos/m3) para cuatro grupos de plantas alergénicas


               Bajo     Medio        Alto      Muy alto
  Gramíneas    < 50     50 – 75    76 – 135     >135
   Oleáceas    < 40     40 – 65    66 – 155     >155
    (olivo)
  Urticáceas    <8      8 – 10      11 – 15      >15
 Cupresáceas   < 100   100 - 150   151 - 320    >320
Medias preventivas:

• Evitar el uso de especies alérgenas como especies ornamentales.
• Uso de mascarillas.
• Vacunas (inmunoterapia específica).
• Filtros antipolen en el automóvil o la vivienda.
• Reducir las salidas al campo.
• Evitar ambientes secos.
• No fumar.
Contaminación acústica
Radiaciones ionizantes
Radiaciones no ionizantes
Contaminación lumínica




CONTAMINANTES FÍSICOS DEL AIRE
Ruido



      Fuentes naturales           Fuentes antropogénicas

•   Viento                    •   Transporte
•   Oleaje                    •   Industria
•   Tormentas                 •   Locales comerciales
•   Etc.                      •   Recogida de basuras
                              •   Electrodomésticos
                              •   …
Lucha contra el ruido

• Limitar y reducir el ruido en la propia fuente
• Aislamiento acústico de fachadas, pantallas acústicas, …
• Limitar o suprimir la contaminación acústica.
• Legislación sobre el ruido
• Planificación y ordenación del territorio.
Intensidad del ruido y ejemplos de fuentes
                  emisoras

 20 – 30 dB


 40 – 50 dB


 60 – 70 dB


 80 – 90 dB


Más de 100 dB
Niveles y posibles efectos del ruido
Nivel sonoro (dB)   Efectos
       0            Nivel mínimo de audición
       55           Nivel aceptable durante la noche
       65           Nivel máximo recomendado por la OMS
       70           Alteraciones del sueño
       85           Nivel máximo de ordenanzas laborales
       90           Inicio de daños en el oído, agresividad y nerviosismo
      100           Riesgo de sordera
      110           Riesgos coronarios
      125           Sensación de dolor
      140           Nivel máximo que se puede soportar
                                               Fuente:OMS. Guidelines for Community Noise.
                                         http://www.ruidos.org/Referencias/Guia_OMS.html
Radiaciones ionizantes
                                            Tipos
• Pueden ionizar átomos o
moléculas de la materia sobre   •   Radiación α
la que actúan, modificando su   •   Radiación β
estructura.
                                •   Radiación ϒ
• Afectan      a     procesos
                                •   Rayos X
biológicos,          provocan
malformaciones                  •   Radiación ultravioleta
(genes), cáncer, …
Radiaciones no ionizantes
• Campos magnéticos y eléctricos naturales.
• Campos magnéticos artificiales:
  – Maquinaria industrial.
  – Tendido eléctrico.
  – Electrodomésticos.
• Diversos estudios intentan demostrar una
  relación entre estas radiaciones y casos de cáncer
  (leucemias),     alteraciones      del     aparato
  reproductor, neurológico y cardiovascular, y con
  malformaciones fetales
Contaminación lumínica
• Resplandor que se produce por la reflexión y
  la difusión de la luz artificial en los gases y en
  las vías públicas.
• Despilfarro energético.
• Efectos sobre la flora y la fauna.
• Medidas correctoras:
  – Planificación y diseño adecuados de los sistemas
    de iluminación viaria, monumental y publicitaria.
CONTAMINANTES QUÍMICOS DEL AIRE
Dispersión
Transformación



                               La dispersión disminuye los
                               niveles de inmisión

     Emisión

                          Inmisión



                 Deposición                 Receptor
                                           (sumidero)
Ciclo de emisión-deposición de los
               contaminantes atmosféricos
Los contaminantes que se
difunden en la parte baja de la
troposfera, presentan un ciclo
que se puede resumir en tres
etapas:
1. Mezcla de contaminantes: se
mezclan en los primeros kms de
la troposfera         donde se
desplazan y se distribuyen
homogéneamente.
2.      Procesos químicos y
fotoquímicos:      se    pueden
generar nuevos contaminantes
3.        Deposición:         los
contaminantes vuelven a la
superficie terrestre, por la
deposición seca (fenómenos
gravitacionales y de adsorción)
o por la deposición húmeda
(los contaminantes retornan a
través de la lluvia, la nieve, la
niebla o el rocío)
Factores que afectan a la dispersión de los
                     contaminantes

• La naturaleza del contaminante (gas /partícula).
• Características de la emisión:
   – Altura del foco.
   – Temperatura y velocidad de emisión.
• Condiciones atmosféricas:
   –   Anticiclones y borrascas.
   –   Variación de la temperatura con la altura.
   –   Velocidad del viento.
   –   Precipitaciones.
Factores que afectan a la dispersión de los
                     contaminantes

• Características geográficas y topográficas:
   –   Dirección del viento.
   –   Situación geográfica y el relieve.
   –   Proximidad del mar
   –   Presencia de grandes masas de vegetación (sumideros)
Célula convectiva provocada por el calentamiento de la ciudad
    e incorporación de los humos de su cinturón industrial


Las ciudades son islas
térmicas en las que se
produce una capa de
inversión térmica, que
impide la dispersión de
los contaminantes
Aire más cálido




 Isla térmica
1. Óxidos de carbono



                                          Componente natural de la atmósfera


      CO2

                          Responsable del efecto invernadero




Aumento por:
- Quema de combustibles fósiles.
- Destrucción de masas forestales
1. Óxidos de carbono



              Origen natural    Origen antropogénico



      CO
                               Combustión incompleta de
                                   gasolina y gasoil




             O2




       Materia orgánica en
CH4
        descomposición
2. Óxidos de nitrógeno



          NO
                 NO
                                                   NO2




                         Smog
                      fotoquímico                   Lluvia ácida

                               PAN
                                     Formación y destrucción
                                           del ozono

N2 atmosférico   O2
2. Óxidos de nitrógeno




       N2O           - Destrucción de ozono por
                     reacciones fotoquímicas
                     - Efecto invernadero




    Procesos           Actividades agrícolas y
microbiológicos en      ganaderas (10% del
suelos y océanos               total)
3. Compuestos de azufre




SO2                H2SO4




         Smog              Lluvia ácida
      sulfuroso
       (clásico)
3. Compuestos de azufre




      • Contaminante primario.
      • Bajos niveles de
        emisión.
H2S
      • Mal olor
4. Compuestos orgánicos volátiles




                                            Efecto invernadero


                                        Reacciones estratosféricas


                                             Smog fotoquímico
Producción, tratami      Arrozales y
ento, distribución y   descomposición
    uso de los           de materia
   combustibles          orgánica en
       fósiles           vertederos
5. Partículas y aerosoles



• Fuentes naturales             • Fuentes artificiales
  – Sal marina.                    – Quema de biomasa.
  – Polvo.                         – Combustibles fósiles.
  – Partículas volcánicas.



      • Calentamiento cuando absorben la radiación solar
      • Enfriamiento al aumentar el albedo.


     Zonas urbanas:
     • Enfriamiento al aumentar el albedo cuando están en la
     alta atmósfera.
6. Dioxinas y otros compuestos orgánicos




• Dioxinas y furanos:
   – Pesticidas, conservantes, d
     esinfectantes             o
     componentes del papel.
   – combustiones a baja T de
     gasolina               con
     plomo, plásticos, papel o
     madera.
• Cáncer, malformaciones
  congénitas, reducción de
  la fertilidad y cambios en
  el sistema inmunitario.
8. Ozono troposférico
        Luz solar




COV


                       Ozono


  NOx           – Smog fotoquímico.
                – Daños en la salud,
                  frena el crecimiento
                  de plantas y árboles.
Vigilancia de la calidad del aire
                 • La red de vigilancia de la
                   contaminación atmosférica de
                   una ciudad está constituida por
                   un número variable de estaciones
                   automáticas comunicadas por vía
                   telefónica, que envían datos de
                   forma inmediata a un centro de
                   control local e incluso regional.
Programa SERENA
La formación de nieblas contaminantes. Smog

EFECTOS LOCALES
Smog fotoquímico
Zona urbana afectada por smog
Lluvia ácida

EFECTOS REGIONALES
Formación de la lluvia ácida
Efectos de la lluvia ácida
Sobre los materiales:
•Mal de piedra
•Corrosión de metales
•Cuarteamiento y
envejecimiento del
caucho
Efectos de la lluvia ácida

Sobre los seres vivos de
medios acuáticos
Agujero en la capa de ozono
Cambio climático

EFECTOS GLOBALES
Destrucción del ozono por CFCs
Agujero de la capa de ozono


Evolución de la pérdida de
ozono en la estratosfera
desde los años setenta
hasta el año 2000
Calentamiento global

Evolución de los niveles de
concentración de CO2 en la
atmósfera en función de los
cambios producidos en las
actividades humanas
Calentamiento global
MEDIDAS CONTRA LA
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Sistemas de corrección de la contaminación del
                     aire

  Precipitador electrostático   • Filtros de bolsa
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05 contaminación de la atmósfera

  • 1. Contaminación de la atmósfera Ciencias de la Tierra y Medioambientales Pilar Iniesto This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License.
  • 2. Causa daños a los ecosistemas Deteriora los Perjudica a la bienes salud humana materiales Introducción Daña otros de sustancias Contaminación usos del o energías con atmosférica medio acción nociva ambiente
  • 3. Origen de la contaminación Natural Antropogénico (Volcanes e incendios naturales) (Calefacciones, transporte, industria) Nivel global Nivel local o regional
  • 4. Contribución porcentual de algunas fuentes naturales y artificiales a la emisión de algunos contaminantes Contaminante Fuentes naturales % Fuentes artificiales % SO2 57,1 42,9 NO 88,7 11,3 CO 90,6 9,4 Hidrocarburos 84,5 15,5 Partículas 88,7 11,3 Fuente: Sanz Sa, J.M.
  • 5. Tipos de contaminantes Sustancia natural que aparece en una Contaminante concentración por encima de la situación normal Contaminante Contaminante primario secundario • Contaminantes primarios • Componentes de la atmósfera
  • 6. Tipos de contaminación atmosférica Contaminación atmosférica Química Física Biológica Gases y partículas Microorganismos, e Energías químicas sporas, polen
  • 8. Virus Bacterias Artrópodos
  • 9. Valores guía de concentración de polen (en granos/m3) para cuatro grupos de plantas alergénicas Bajo Medio Alto Muy alto Gramíneas < 50 50 – 75 76 – 135 >135 Oleáceas < 40 40 – 65 66 – 155 >155 (olivo) Urticáceas <8 8 – 10 11 – 15 >15 Cupresáceas < 100 100 - 150 151 - 320 >320
  • 10. Medias preventivas: • Evitar el uso de especies alérgenas como especies ornamentales. • Uso de mascarillas. • Vacunas (inmunoterapia específica). • Filtros antipolen en el automóvil o la vivienda. • Reducir las salidas al campo. • Evitar ambientes secos. • No fumar.
  • 11. Contaminación acústica Radiaciones ionizantes Radiaciones no ionizantes Contaminación lumínica CONTAMINANTES FÍSICOS DEL AIRE
  • 12. Ruido Fuentes naturales Fuentes antropogénicas • Viento • Transporte • Oleaje • Industria • Tormentas • Locales comerciales • Etc. • Recogida de basuras • Electrodomésticos • …
  • 13. Lucha contra el ruido • Limitar y reducir el ruido en la propia fuente • Aislamiento acústico de fachadas, pantallas acústicas, … • Limitar o suprimir la contaminación acústica. • Legislación sobre el ruido • Planificación y ordenación del territorio.
  • 14. Intensidad del ruido y ejemplos de fuentes emisoras 20 – 30 dB 40 – 50 dB 60 – 70 dB 80 – 90 dB Más de 100 dB
  • 15. Niveles y posibles efectos del ruido Nivel sonoro (dB) Efectos 0 Nivel mínimo de audición 55 Nivel aceptable durante la noche 65 Nivel máximo recomendado por la OMS 70 Alteraciones del sueño 85 Nivel máximo de ordenanzas laborales 90 Inicio de daños en el oído, agresividad y nerviosismo 100 Riesgo de sordera 110 Riesgos coronarios 125 Sensación de dolor 140 Nivel máximo que se puede soportar Fuente:OMS. Guidelines for Community Noise. http://www.ruidos.org/Referencias/Guia_OMS.html
  • 16. Radiaciones ionizantes Tipos • Pueden ionizar átomos o moléculas de la materia sobre • Radiación α la que actúan, modificando su • Radiación β estructura. • Radiación ϒ • Afectan a procesos • Rayos X biológicos, provocan malformaciones • Radiación ultravioleta (genes), cáncer, …
  • 17. Radiaciones no ionizantes • Campos magnéticos y eléctricos naturales. • Campos magnéticos artificiales: – Maquinaria industrial. – Tendido eléctrico. – Electrodomésticos. • Diversos estudios intentan demostrar una relación entre estas radiaciones y casos de cáncer (leucemias), alteraciones del aparato reproductor, neurológico y cardiovascular, y con malformaciones fetales
  • 18. Contaminación lumínica • Resplandor que se produce por la reflexión y la difusión de la luz artificial en los gases y en las vías públicas. • Despilfarro energético. • Efectos sobre la flora y la fauna. • Medidas correctoras: – Planificación y diseño adecuados de los sistemas de iluminación viaria, monumental y publicitaria.
  • 19.
  • 21. Dispersión Transformación La dispersión disminuye los niveles de inmisión Emisión Inmisión Deposición Receptor (sumidero)
  • 22. Ciclo de emisión-deposición de los contaminantes atmosféricos Los contaminantes que se difunden en la parte baja de la troposfera, presentan un ciclo que se puede resumir en tres etapas: 1. Mezcla de contaminantes: se mezclan en los primeros kms de la troposfera donde se desplazan y se distribuyen homogéneamente. 2. Procesos químicos y fotoquímicos: se pueden generar nuevos contaminantes 3. Deposición: los contaminantes vuelven a la superficie terrestre, por la deposición seca (fenómenos gravitacionales y de adsorción) o por la deposición húmeda (los contaminantes retornan a través de la lluvia, la nieve, la niebla o el rocío)
  • 23. Factores que afectan a la dispersión de los contaminantes • La naturaleza del contaminante (gas /partícula). • Características de la emisión: – Altura del foco. – Temperatura y velocidad de emisión. • Condiciones atmosféricas: – Anticiclones y borrascas. – Variación de la temperatura con la altura. – Velocidad del viento. – Precipitaciones.
  • 24. Factores que afectan a la dispersión de los contaminantes • Características geográficas y topográficas: – Dirección del viento. – Situación geográfica y el relieve. – Proximidad del mar – Presencia de grandes masas de vegetación (sumideros)
  • 25. Célula convectiva provocada por el calentamiento de la ciudad e incorporación de los humos de su cinturón industrial Las ciudades son islas térmicas en las que se produce una capa de inversión térmica, que impide la dispersión de los contaminantes
  • 26. Aire más cálido Isla térmica
  • 27. 1. Óxidos de carbono Componente natural de la atmósfera CO2 Responsable del efecto invernadero Aumento por: - Quema de combustibles fósiles. - Destrucción de masas forestales
  • 28. 1. Óxidos de carbono Origen natural Origen antropogénico CO Combustión incompleta de gasolina y gasoil O2 Materia orgánica en CH4 descomposición
  • 29. 2. Óxidos de nitrógeno NO NO NO2 Smog fotoquímico Lluvia ácida PAN Formación y destrucción del ozono N2 atmosférico O2
  • 30. 2. Óxidos de nitrógeno N2O - Destrucción de ozono por reacciones fotoquímicas - Efecto invernadero Procesos Actividades agrícolas y microbiológicos en ganaderas (10% del suelos y océanos total)
  • 31. 3. Compuestos de azufre SO2 H2SO4 Smog Lluvia ácida sulfuroso (clásico)
  • 32. 3. Compuestos de azufre • Contaminante primario. • Bajos niveles de emisión. H2S • Mal olor
  • 33. 4. Compuestos orgánicos volátiles Efecto invernadero Reacciones estratosféricas Smog fotoquímico Producción, tratami Arrozales y ento, distribución y descomposición uso de los de materia combustibles orgánica en fósiles vertederos
  • 34. 5. Partículas y aerosoles • Fuentes naturales • Fuentes artificiales – Sal marina. – Quema de biomasa. – Polvo. – Combustibles fósiles. – Partículas volcánicas. • Calentamiento cuando absorben la radiación solar • Enfriamiento al aumentar el albedo. Zonas urbanas: • Enfriamiento al aumentar el albedo cuando están en la alta atmósfera.
  • 35. 6. Dioxinas y otros compuestos orgánicos • Dioxinas y furanos: – Pesticidas, conservantes, d esinfectantes o componentes del papel. – combustiones a baja T de gasolina con plomo, plásticos, papel o madera. • Cáncer, malformaciones congénitas, reducción de la fertilidad y cambios en el sistema inmunitario.
  • 36. 8. Ozono troposférico Luz solar COV Ozono NOx – Smog fotoquímico. – Daños en la salud, frena el crecimiento de plantas y árboles.
  • 37. Vigilancia de la calidad del aire • La red de vigilancia de la contaminación atmosférica de una ciudad está constituida por un número variable de estaciones automáticas comunicadas por vía telefónica, que envían datos de forma inmediata a un centro de control local e incluso regional.
  • 39. La formación de nieblas contaminantes. Smog EFECTOS LOCALES
  • 43. Formación de la lluvia ácida
  • 44. Efectos de la lluvia ácida Sobre los materiales: •Mal de piedra •Corrosión de metales •Cuarteamiento y envejecimiento del caucho
  • 45. Efectos de la lluvia ácida Sobre los seres vivos de medios acuáticos
  • 46. Agujero en la capa de ozono Cambio climático EFECTOS GLOBALES
  • 48. Agujero de la capa de ozono Evolución de la pérdida de ozono en la estratosfera desde los años setenta hasta el año 2000
  • 49. Calentamiento global Evolución de los niveles de concentración de CO2 en la atmósfera en función de los cambios producidos en las actividades humanas
  • 52. Sistemas de corrección de la contaminación del aire  Precipitador electrostático • Filtros de bolsa