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Contaminación atmosférica
María Alejandra Martínez-Ghersa
Cátedra de Ecología
martinez@agro.uba.ar
Taller de Problemáticas Ambientales
2012
Nitrogeno 78.1 %
Oxigeno 20.9 %
Argon Ar 0.9 %
Vapor de agua
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N2
O2
CO2
CH4
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SF6
Unidades
• ppm CO2= micromol/mol =10-6 mol CO2/mol aire seco (por cada
millon de partes de aire seco cuantas partes de CO2)
• 10 000 ppm = 1 %
• ppb O3 = nanomol/mol = 10-9 mol O3/mol aire seco (por cada mil
millones de partes de aire seco)
• 1 Pg = 1 Petagram = 1x1015g = 1.000 millones tons = 1 Gigaton
• 1 Tg = 1 Teragram = 1x1012g = 1 millon tons
Contaminación atmosférica
• Contaminación, del latín contaminare;
manchar ensuciar
Contaminación atmosférica
• Presencia de uno o más contaminantes en
concentraciones o niveles tales que
perjudiquen o molesten la vida, salud,
bienestar humano, flora o fauna o degraden la
calidad del aire, bienes, recursos nacionales o
de particulares.
Contaminación atmosférica
Academia de Cs española
Cualquier “cosa” que se añada al aire, al agua,
al suelo o a los alimentos y que amenace la
salud, la supervivencia, o las actividades de los
seres humanos o de otros organismos vivos, se
denomina contaminación o polución
Ministerio Ambiente Chile.
Contaminación atmosférica
"La introducción en la atmósfera, por el hombre,
directa o indirectamente, de sustancias o de
energía que tengan una acción nociva de tal
naturaleza que ponga en peligro la salud del
hombre, que cause daños a los recursos biológicos
y a los ecosistemas, que deteriore los bienes
materiales y que dañe o perjudique las actividades
recreativas y otras utilizaciones legítimas del
medio ambiente".
Contaminación atmosférica
CEE
NOAA (Administracion Nacional del Oceano y del Espacio)
Carbon Cycle Greenhouse Gases global air sampling network
Marzo 2011
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Marzo 2012
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Principales fuentes de emisión de CO2
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(ej. Costo de las Enfermedades debidas al SO2)
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Impacto
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• Los principales contaminantes son:
• MONÓXIDO DE CARBONO
• ÓXIDOS DE NITRÓGENO
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• HIDROCARBUROS o VOCs
• PARTÍCULAS
Contaminación atmosférica
III REUNIÓN DE SALUD AMBIENTAL “PRIORIDADES
DE ACTUACIÓN PARA DETENER Y REVERTIR LA
CONTAMINACIÓN EN LAS CIUDADES”
GESTIÓN AMBIENTAL, CALIDAD DEL AIRE EN
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-EXPERIENCIAS Y EXIGENCIAS-
GUADALAJARA, 25 DE JULIO DE 2006
PORQUÉ VINCULAR SALUD Y MEDIO AMBIENTE ?
* Se estima que entre el 25 y el 33% de los problemas de salud
en el mundo aparecen como consecuencia de condiciones
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* Se estima que en el año 2000 murieron cerca de 4.7 millones de
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* Las condiciones ambientales dañinas están vinculadas con mala
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de residuos sólidos, deficiencia y malos hábitos alimentarios y
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ANÁLISIS CON UNA PERSPECTIVA ADECUADA
Malnutrición
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Contaminación atmosférica
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• Procesos derivados de la acción
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2010
•37.000.000.000 tn CO2e
•Equivalente a un cono de superficie igual a la
ciudad de Buenos Aires y 2.87 km de altura
Lluvia Acida PH < 5,6
Causas
•CO2, Óxidos de N y S se oxidan y forman acido
carbónico, sulfúrico, nítrico bajando el
pH de la lluvia
•Importante en los 50 y 60 en Europa y a fines
de los 70s en EEUU
Consecuencias
•Baja del pH del suelo y del agua
•Fertilización con N
•Liberación de elementos alcalinos, aluminio y
metales pesados de los suelos
•Daño a infraestructura
•Mortandad de anfibios, peces y bosques de
coníferas
Bosque afectado por lluvia ácida
Construcciones afectadas por lluvia
ácida
• Procesos de origen natural:
Fuentes
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Contaminantes
Volcanes SOx,partículas
Incendios forestales
CO,CO2,NOX,
partículas
Vegetación Hidrocarburos VOCs
Vegetación en
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Espuma de mar Partículas de sal
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Producción
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Producción
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NOx 88,7% 11,3%
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ACT HUMANA
CONTAMINACION
ACT HUMANA
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FUENTES
NATURALES
O3
• El ozono se genera por la acción de la luz
ultravioleta sobre el dióxido de nitrógeno
• NO2 NO + O
• O + O2 O3
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
¿Por qué varía su concentración?
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OZONO
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solventes
• EL HOMBRE (combustibles fósiles) (1/3)
Hidrocarburos VOCS antropogenicos importantes son:
• METANO,
• TOLUENO,
• BUTANO,
• ETANO,
• BENCENO
• PROPANO Y
• ETILENO
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
• BIOGENICAS (suelo y plantas) (2/3)
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• ETILENO
• ISOPRENOS
• TERPENOS
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VOC
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Suelo, Disponibilidad
de agua, C, N
Densidad de hojas
Potencial de
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especie vegetal
Plagas/
enfermedades
• BIOGENICAS (suelo y plantas) (2/3)
Mediciones de ozono troposférico
20
40
60
1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990
80
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O
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Concentration
(ppbv)
20
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80
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O
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Concentration
(ppbv)
Redrawn from: Marenco et al. 1994.
J. Geophy. Res. 99: 16,617-16,632
Distribución global del ozono
troposférico
El ozono puede dañar el revestimiento de los
pulmones
Daño del ozono en las hojas
Disminución en el rendimiento
trigo soja
Gases con Efecto Invernadero
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CO2 1 1 1 1
CH4 12 72 25 7.6
Oxido de
N
114 289 298 153
CFC-12 100 11 000 10 900 5 200
Gas Formula Contribución
(%)
Vapor de Agua H2O 36 – 72 %
Dióxido de C CO2 9 – 26 %
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Ozono O3 3 – 7 %
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Ozono bueno y Ozono
malo
ACT HUMANA
CONTAMINACION
FUENTES
NATURALES
Cambios en la composición química
EMISIONES
CONTAMINACION
LOCAL
CONTAMINACION
REGIONAL
CONTAMINACION
GLOBAL
NOx
SOx
CO VOCs
metales pesados
lluvia acida
O3
SOx
NOx
NOx CFC
Aumento de
UVB
H2O CO2 O3
CH4 N2O
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absorción
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Disminución
O3
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humanas/naturales
ACT HUMANA
CONTAMINACION
FUENTES
NATURALES
Preguntas sin responder !!
• Los árboles en los bosques secuestrarán más o
menos carbono ante un aumento en los
niveles de CO2 ?
• Una mayor concentración de CO2 podrá aliviar
otros estreses (e.g. ozono, sequía, baja
fertilidad en los suelos)?
• Cuales serán los efectos de la interacción de
aumento en los niveles de CO2 y ozono?
Efectos de CO2 y Ozono
Efectos de CO2 :
+ fotosintesis
+ crecimiento
+ eficiencia uso del agua
Efectos de O3 :
– fotosíntesis
– crecimiento
+ muerte de hojas
Efectos de CO2 and O3 en el
crecimiento de los árboles
0
2000
4000
6000
8000
Alamo Abedul
Arce
Productividad
acumulada
g
m
-2
Ramas
Raices finas
Raices gruesas
Hojas
Control
CO
2
O
3
CO
2
+
O
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Control
CO
2
O
3
CO
2
+
O
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Control
CO
2
O
3
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Contaminación atmosferica

  • 1. Contaminación atmosférica María Alejandra Martínez-Ghersa Cátedra de Ecología martinez@agro.uba.ar Taller de Problemáticas Ambientales 2012
  • 2.
  • 3. Nitrogeno 78.1 % Oxigeno 20.9 % Argon Ar 0.9 % Vapor de agua Dioxido de carbono 0.39 % 0.039 % Metano 0.00018 % Oxido nitroso 0.000032 % Sulfur Hexafluoride 0.00000000067 % 99,6 % 0,4 % 0.01 % N2 O2 CO2 CH4 N2O SF6
  • 4. Unidades • ppm CO2= micromol/mol =10-6 mol CO2/mol aire seco (por cada millon de partes de aire seco cuantas partes de CO2) • 10 000 ppm = 1 % • ppb O3 = nanomol/mol = 10-9 mol O3/mol aire seco (por cada mil millones de partes de aire seco) • 1 Pg = 1 Petagram = 1x1015g = 1.000 millones tons = 1 Gigaton • 1 Tg = 1 Teragram = 1x1012g = 1 millon tons
  • 6. • Contaminación, del latín contaminare; manchar ensuciar Contaminación atmosférica
  • 7. • Presencia de uno o más contaminantes en concentraciones o niveles tales que perjudiquen o molesten la vida, salud, bienestar humano, flora o fauna o degraden la calidad del aire, bienes, recursos nacionales o de particulares. Contaminación atmosférica Academia de Cs española
  • 8. Cualquier “cosa” que se añada al aire, al agua, al suelo o a los alimentos y que amenace la salud, la supervivencia, o las actividades de los seres humanos o de otros organismos vivos, se denomina contaminación o polución Ministerio Ambiente Chile. Contaminación atmosférica
  • 9. "La introducción en la atmósfera, por el hombre, directa o indirectamente, de sustancias o de energía que tengan una acción nociva de tal naturaleza que ponga en peligro la salud del hombre, que cause daños a los recursos biológicos y a los ecosistemas, que deteriore los bienes materiales y que dañe o perjudique las actividades recreativas y otras utilizaciones legítimas del medio ambiente". Contaminación atmosférica CEE
  • 10. NOAA (Administracion Nacional del Oceano y del Espacio) Carbon Cycle Greenhouse Gases global air sampling network Marzo 2011 392,40 ppm Marzo 2012 394,45 ppm 36 % los ultimos 150 anios, la mitad en los ultimos 30
  • 12. Principales fuentes de emisión de CO2
  • 13. Un contaminante es toda sustancia • ajena a la composición de la atmósfera que pasa a ella y permanece allí durante un tiempo. • conforman la atmósfera pero que se presentan en concentraciones superiores a las naturales. Contaminantes
  • 14. • Toda sustancia química, física o biológica que al agregarse al aire en cantidades suficientes puede causar efectos medibles sobre los humanos, animales, plantas o materiales Contaminantes
  • 16. Análisis impacto contaminantes Emisiones (ej. kg/año de SO2) Incremento de las Concentraciones Ambientales (ej.mg/ m3 de SO2 para las regiones afectadas) Impacto (ej. Casos de Enfermedad debidos al SO2) Costo (ej. Costo de las Enfermedades debidas al SO2) Concentración Impacto Función Dosis-Respuesta
  • 17. • Los principales contaminantes son: • MONÓXIDO DE CARBONO • ÓXIDOS DE NITRÓGENO • ÓXIDOS DE AZUFRE • HIDROCARBUROS o VOCs • PARTÍCULAS Contaminación atmosférica
  • 18. III REUNIÓN DE SALUD AMBIENTAL “PRIORIDADES DE ACTUACIÓN PARA DETENER Y REVERTIR LA CONTAMINACIÓN EN LAS CIUDADES” GESTIÓN AMBIENTAL, CALIDAD DEL AIRE EN AMERICA LATINA -EXPERIENCIAS Y EXIGENCIAS- GUADALAJARA, 25 DE JULIO DE 2006
  • 19. PORQUÉ VINCULAR SALUD Y MEDIO AMBIENTE ? * Se estima que entre el 25 y el 33% de los problemas de salud en el mundo aparecen como consecuencia de condiciones ambientales adversas (World Health Report 1999) * Se estima que en el año 2000 murieron cerca de 4.7 millones de niños por condiciones ambientales dañinas (Banco Mundial 2002) * Las condiciones ambientales dañinas están vinculadas con mala calidad del aire en las ciudades, del agua, inadecuada disposición de residuos sólidos, deficiencia y malos hábitos alimentarios y contaminación química
  • 20. ANÁLISIS CON UNA PERSPECTIVA ADECUADA Malnutrición Suministro de agua Alcohol Enfermedades ocupacionales Tabaquismo Drogas Contaminación atmosférica YDL: Del inglés years of life diseased YLL: Del inglés years of life lost
  • 21. • Procesos derivados de la acción humana – De origen urbano – De origen industrial. • Estos procesos pueden ser debidos a: – Focos fijos de emisión – Focos móviles de emisión (vehiculos y aviones))
  • 22. Fuentes antropogénicas Contaminantes Procesos urbanos Fijos Móviles Óxidos de nitrógeno (NOx), Monóxido de C (CO) Hidrocarburos (HC), Metales pesados Procesos industriales Fijos Dióxido de azufre (SO2) Óxidos de nitrógeno (NOx), Hidrocarburos (HC), Compuestos de plomo. Fuentes antropogénicas de emisiones primarias
  • 23. Composición de los combustibles fósiles Combustible Contenido especifico de C (kgC/kg) Contenido especifico de energía (kWh/kg) Emisiones de CO2 (kgCO2/kg) Emisiones de CO2 (kgCO2/kWh) Composición Carbon 0.75 7.5 2.3 0.37 C, O, H, S Nafta 0.90 12.5 3.3 0.27 C, O, H, S, N Gasoil 0.86 11.8 3.2 0.24 C, O, H, S, N Gas Natural 0.75 12.0 2.8 0.23 C, O, H 2010 •37.000.000.000 tn CO2e •Equivalente a un cono de superficie igual a la ciudad de Buenos Aires y 2.87 km de altura
  • 24. Lluvia Acida PH < 5,6 Causas •CO2, Óxidos de N y S se oxidan y forman acido carbónico, sulfúrico, nítrico bajando el pH de la lluvia •Importante en los 50 y 60 en Europa y a fines de los 70s en EEUU Consecuencias •Baja del pH del suelo y del agua •Fertilización con N •Liberación de elementos alcalinos, aluminio y metales pesados de los suelos •Daño a infraestructura •Mortandad de anfibios, peces y bosques de coníferas
  • 25. Bosque afectado por lluvia ácida
  • 27. • Procesos de origen natural: Fuentes naturales Contaminantes Volcanes SOx,partículas Incendios forestales CO,CO2,NOX, partículas Vegetación Hidrocarburos VOCs Vegetación en descomposición CH4, H2S Suelo Polvo Espuma de mar Partículas de sal
  • 28. Gas Producción natural Producción antropogénica NOx 88,7% 11,3% CO 90,6% 9,4% SO2 55,6% 43,7% HC 84,5% 15,5% Porcentaje de emisión de los contaminantes
  • 31. O3
  • 32. • El ozono se genera por la acción de la luz ultravioleta sobre el dióxido de nitrógeno • NO2 NO + O • O + O2 O3 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
  • 33. ¿Por qué varía su concentración? + OZONO O3 O2 O NO2 NO + luz + OZONO O3 O2 O NO2 NO + luz VO C +
  • 34. automóviles industrias servicios Fuentes de NOX industrias automóviles Fuentes de VOC solventes • EL HOMBRE (combustibles fósiles) (1/3)
  • 35. Hidrocarburos VOCS antropogenicos importantes son: • METANO, • TOLUENO, • BUTANO, • ETANO, • BENCENO • PROPANO Y • ETILENO CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
  • 36. • BIOGENICAS (suelo y plantas) (2/3) VOCc naturales importantes son: • ETILENO • ISOPRENOS • TERPENOS • MONOTERPENOS
  • 37. VOC NOX Suelo, Disponibilidad de agua, C, N Densidad de hojas Potencial de emision de la especie vegetal Plagas/ enfermedades • BIOGENICAS (suelo y plantas) (2/3)
  • 38. Mediciones de ozono troposférico 20 40 60 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 80 0 O 3 Concentration (ppbv) 20 40 60 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 80 0 O 3 Concentration (ppbv) Redrawn from: Marenco et al. 1994. J. Geophy. Res. 99: 16,617-16,632
  • 39.
  • 40. Distribución global del ozono troposférico
  • 41.
  • 42.
  • 43. El ozono puede dañar el revestimiento de los pulmones
  • 44. Daño del ozono en las hojas
  • 45. Disminución en el rendimiento trigo soja
  • 46. Gases con Efecto Invernadero Gas Vida media Potencial de calentamiento global (GWP) para diferentes períodos 20-años 100- años 500- años CO2 1 1 1 1 CH4 12 72 25 7.6 Oxido de N 114 289 298 153 CFC-12 100 11 000 10 900 5 200 Gas Formula Contribución (%) Vapor de Agua H2O 36 – 72 % Dióxido de C CO2 9 – 26 % Metano CH4 4 – 9 % Ozono O3 3 – 7 % Cambio climático
  • 47. Dr Jekill and Mr Hyde Ozono bueno y Ozono malo
  • 48.
  • 49.
  • 50.
  • 52. Cambios en la composición química EMISIONES CONTAMINACION LOCAL CONTAMINACION REGIONAL CONTAMINACION GLOBAL NOx SOx CO VOCs metales pesados lluvia acida O3 SOx NOx NOx CFC Aumento de UVB H2O CO2 O3 CH4 N2O Aumento de absorción de IR Calentamiento global Disminución O3 Estratosférico Fuentes humanas/naturales
  • 54. Preguntas sin responder !! • Los árboles en los bosques secuestrarán más o menos carbono ante un aumento en los niveles de CO2 ? • Una mayor concentración de CO2 podrá aliviar otros estreses (e.g. ozono, sequía, baja fertilidad en los suelos)? • Cuales serán los efectos de la interacción de aumento en los niveles de CO2 y ozono?
  • 55. Efectos de CO2 y Ozono Efectos de CO2 : + fotosintesis + crecimiento + eficiencia uso del agua Efectos de O3 : – fotosíntesis – crecimiento + muerte de hojas
  • 56. Efectos de CO2 and O3 en el crecimiento de los árboles 0 2000 4000 6000 8000 Alamo Abedul Arce Productividad acumulada g m -2 Ramas Raices finas Raices gruesas Hojas Control CO 2 O 3 CO 2 + O 3 Control CO 2 O 3 CO 2 + O 3 Control CO 2 O 3 CO 2 + O 3 a c a a a a b b b a a ab
  • 57. ACT HUMANA Composicion gases atmosfera Clima Cambios en el uso de la tierra Diversidad especies ? ? ? ? ? ? ?