CONTAMINACION


CONTAMINACION..


La contaminación del aire y su origen

Nuestra actividad, incluso la más normal y cotidiana, origina contaminación. Cuando usamos electricidad, medios de transporte, metales, plásticos o pinturas; cuando se consumen alimentos, medicinas o productos de limpieza; cuando se enciende la calefacción o se calienta la comida o el agua; etc. se producen, directa o indirectamente, sustancias contaminantes.

En un país industrializado la contaminación del aire procede, más o menos a partes iguales, de los sistemas de transporte, los grandes focos de emisiones industriales y los pequeños focos de emisiones de las ciudades o el campo; pero no debemos olvidar que siempre, al final, estas fuentes de contaminación dependen de la demanda de productos, energía y servicios que hacemos el conjunto de la sociedad.
  
 

Conceptos básicos en contaminación atmosférica

Definición

Hay un gran número de definiciones distintas de contaminación atmosférica, dependiendo del punto de vista que se adopte. Así tenemos:

"Cualquier circunstancia que añadida o quitada de los normales constituyentes del aire, puede llegar a alterar sus propiedades físicas o químicas lo suficiente para ser detectado por los componentes del medio".

Lo habitual es considerar como contaminantes sólo aquellas substancias que han sido añadidas en cantidades suficientes como para producir un efecto medible en las personas, animales, vegetales o los materiales.

Así, otra definición es: "Cualquier condición atmosférica en la que ciertas substancias alacanzan concentraciones lo suficientemente elevadas sobre su nivel ambiental normal como para producir un efecto mensurable en el hombre, los animales, la vegetación o olos materiales".

Substancias que pueden ser contaminantes

Puede ser un contaminante cualquier elemento, compuesto químico o material de cualquier tipo, natural o artificial, capaz de permanecer o ser arrastrado por el aire. Puede estar en forma de partículas sólidas, gotas líquidas, gases o en diferentes mezclas de estas formas. 

Contaminación primaria y secundaria

Resulta muy útil diferenciar los contaminantes en dos grandes grupos con el criterio de si han sido emitidos desde fuentes conocidas o se han formado en la atmósfera. Así tenemos:

- Contaminantes primarios.- Aquellos procedentes directamente de las fuentes de emisión

- Contaminantes secundarios:- Aquellos originados en el aire por interacción entre dos o más contaminantes primarios, o por sus reacciones con los constituyentes normales de la atmósfera. 

Figura 10-1 > Contaminación primaria y secundaria

Figura 10-1 > Contaminación primaria y secundaria



Sustancias que contaminan la atmósfera
Los contaminantes atmosféricos son tan numerosos que resulta difícil agruparlos para su estudio. Siguiendo una agrupación bastante frecuente los incluiremos en los siguientes grupos:
  1. Óxidos de carbono
  2. Óxidos de azufre
  3. Óxidos de nitrógeno
  4. Compuestos orgánicos volátiles
  5. Partículas y aerosoles
  6. Oxidantes
  7. Substancias radiactivas
  8. Calor
  9. Ruido
  10. Otros contaminantes


Tabla de datos de contaminantes con carbono
CompuestoFuentes principales
C Producido

(Tg y -1)

Concentración típicaTiempo de VidaSumideros
NaturalContaminado
Dióxido de carbono

(CO2)

Océano, Biosfera, Combustibles fósiles,7.8 x 104350 ppmv380 ppmv50-200 años Océano
Monóxido de carbono

(CO)

Quema de biomasa, Transporte, Fotoquímica660<50 ppbv150-200 ppmv1-2 mesesOxidación a CO2
Metano

(CH4)

Animales, Vegetación en putrefacción, Humedales6101650 pptv>1800 pptv10 añosOxidación a CO, Suelos
Hidrocarburos (no metano) (NMHC)Vegetación, Origen humanovarfew ppvvarvarReacciones fotoquímicas
Partículas de Carbono Orgánico

(POC)

Fotoquímica secundariapequeña0.1m g/m3>2 m g/m31 semanaDeposición húmeda y seca
Elemento Carbono

(EC)

Quema de biomasa, Origen humanopequeña0.02 m /g3>1m g/m31 semanaDeposición húmeda y seca

Tabla de datos de contaminantes con azufre
CompuestoFuentes principales
S Producido

(Tg y -1)

Concentración típicaTiempo de VidaSumidero
NaturalContaminado
Sulfuro de carbonilo

(COS)

Suelos, Marismas, Quema de biomasa4.7 500 pptv?44 añosFotolisis Océanos , Estratosfera
Disulfuro de carbono

(CS)

Océanos, Suelos10615-30 pptv100-200 pptv12 díasPor fotolisis produce SO2
Disulfuro de dimetilo DMS ((CH3) 2S)Descomposición de algas en el océano27-56<10 pptv100 pptv0.6 díasDeposición en océano Oxidación a SO2
Sulfuro de hidrógeno

(H2 S)

Reducción bacteriana, Suelos y humedalesvariable30-100 pptv*330-810 pptv4.4 díasFotolisis
Dióxido de azufre (SO2)Origen humano, Volcanes, Oxidación de H2S10324-90 pptv>5 ppbv2-4 díasDeposición seca y húmeda, Oxidación a SO4-2
Sulfato 

(SO4-2)

Superficie mar Oxidación desde SO2380.01 mgs/m3>2.5m gs/m31 semanaDeposición seca y húmeda

Procedencia de contaminación atmosférica
 
LECTURA E 
      INTERPRETACIÓN LEER CON MUCHA 
                ATENCIÓN
En los países desarrollados las dos fuentes principales de contaminación son los vehículos con motor y la industria.

Figura 10-3 > Emisiones de SO2Figura 10-4 > Emisiones de CO2

Figuras 10-3 y 10-4 > Emisiones de SO2 y de CO2

Vehículos

Los automóviles y los camiones liberan grandes cantidades de óxidos de nitrógeno, óxidos de carbono, hidrocarburos y partículas al quemar la gasolina y el gasóleo. 

Centrales térmicas e industria

Las centrales térmicas y otras industrias emiten la mayoría de las partículas y de los óxidos de azufre, además de cantidades importantes de los otros contaminantes. Los tres tipos de industria más contaminante, hablando en general, son la química, la metalurgia y siderurgia y la papelera. En definitiva la combustión de combustibles fósiles, petróleo y carbón, es responsable de la mayoría de las emisiones y la industria química es la principal emisora de productos especiales, algunos muy dañinos para la salud. Otra fuente importante de contaminación atmosférica suele ser la destrucción de los residuos por combustión.

Contaminación interior

Desde el punto de vista de la salud humana un tipo de contaminación a la que cada vez se le está dando más importancia es a la del interior de los edificios: viviendas, industrias, oficinas, etc. Los contaminantes más frecuentes en este ambiente son el radón (gas radiactivo de origen natural), el humo de los cigarrillos, el monóxido de carbono, formaldehído, asbestos, etc.


Cuando respiramos el aire en el interior de un automóvil, en casa, en la escuela o en la oficina, la cantidad de contaminantes que entra a nuestros pulmones puede ser mayor que en muchos lugares al aire libre. En un atasco de tráfico, por ejemplo, la concentración de algunos contaminantes como el monóxido de carbono, el benceno y las partículas que salen por los tubos de escape, puede ser de cinco a diez veces mayor en el interior del automóvil que fuera.

Los efectos sobre la salud de esta contaminación interior son especialmente importantes porque pasamos del 70 al 90% de nuestro tiempo en lugares cerrados. Los más afectados son los niños, las personas mayores y las que sufren enfermedades respiratorias y cardiovasculares.

Los contaminantes mas frecuentes en interiores son el humo del tabaco, el gas radiactivo radón 222, el asbesto, el formaldehído, el monóxido de carbono, el dióxido de nitrógeno, el ozono, etc. 

El tabaco provoca más muertes y enfermedades que cualquier otro contaminante del ambiente. Está demostrado que causa importantes enfermedades del corazón y los vasos sanguíneos, cáncer de pulmón, bronquitis, enfisema, etc. Se calcula que en todo el mundo, al menos 2,5 millones de fumadores mueren prematuramente por los efectos del humo de los cigarros. El fumador pasivo también está expuesto a un riesgo mayor de contraer estas enfermedades, siempre que se encuentre en un ambiente cargado varias horas al día.

El radón 222 es un gas radiactivo incoloro, inodoro e insípido que se forma de manera natural en las rocas del suelo, especialmente en los granitos y esquistos. Puede penetrar desde el suelo y acumularse en el interior de los edificios poco ventilados, alcanzando concentraciones peligrosas. El que sale a la atmósfera se diluye con rapidez y no llega a niveles de riesgo. Estudios serios demuestran que la radiactividad emitida por este gas cuando entra en los pulmones es responsable de entre el 10 y el15% de los cánceres de pulmón. Su efecto se suma al del tabaco, porque las moléculas del gas se adhieren a las partículas del humo y se depositan en la pared de los alvéolos, sometiendo a sus células a intensas dosis de radiactividad. El efecto de este contaminante hay que tenerlo en cuenta especialmente en los edificios construidos en suelos que por sus características geológicas son productores de altas cantidades de radón.

El asbesto (o amianto) es un mineral fibroso incombustible y muy mal conductor del calor y la electricidad, lo que hace que sea muy usado como aislante en la construcción y algo también en los automóviles. Al ser fibroso desprende pequeñas partículas que entran en los pulmones, dañándolos, por lo que son responsables de enfermedades y muertes prematuras, especialmente entre las personas que trabajan con este material, instalándolo, fabricándolo, etc. Sin embargo, si el asbesto está formando parte de los elementos de construcción de tal forma que no suelte partículas o fibras al aire, su uso no plantea problemas especiales, según muchos expertos.

El formaldehído es un producto muy usado en la fabricación de contrachapeados, aglomerados, espumas de relleno y aislamiento, etc. La exposición prolongada a niveles bajos de esta sustancia provoca problemas respiratorios, vértigos, dolores de cabeza, etc.

En los países subdesarrollados la principal contaminación en el aire del interior de las casas procede de las combustiones en cocinas mal diseñadas y ventiladas. Las partículas que se liberan al quemar madera, estiércol u otros combustibles son responsables de la gran incidencia de enfermedades respiratorias en estos países.



CONTAMINACIÓN SONORA


Los sonidos muy fuertes provocan molestias que van desde el sentimiento de desagrado y la incomodidad hasta daños irreversibles en el sistema auditivo. La presión acústica se mide en decibelios (dB) y los especialmente molestos son los que corresponden a los tonos altos (dB-A). La presión del sonido se vuelve dañina a unos 75 dB-A y dolorosa alrededor de los 120 dB-A. Puede causar la muerte cuando llega a 180 dB-A. El límite de tolerancia recomendado por la Organización Mundial de la Salud es de 65 dB-A.

El oído necesita algo más de 16 horas de reposo para compensar 2 horas de exposición a 100 dB (discoteca ruidosa). Los sonidos de más de 120 dB (banda ruidosa de rock o volumen alto en los auriculares) pueden dañar a las células sensibles al sonido del oído interno provocando pérdidas de audición. 

España es el país más ruidoso de Europa y los datos obtenidos de 23 ciudades españolas en las que se ha realizado el mapa de ruidos, señalan que el nivel de ruido equivalente, durante el día, está en valores que varían de los 62 a los 73 dB.

Reducción de la contaminación sonora

La contaminación sonora se puede reducir, obviamente, produciendo menos ruido. Esto se puede conseguir disminuyendo el uso de sirenas en las calles, controlando el ruido de motocicletas, coches, maquinaria, etc. En muchos casos, aunque tenemos la tecnología para reducir las emisiones de ruido, no se usan totalmente porque los usuarios piensan que una máquina o vehículo que produce más ruido es más poderosa y las casas comerciales prefieren mantener el ruido, para vender más. 

La instalación de pantallas o sistemas de protección entre el foco de ruido y los oyentes son otra forma de paliar este tipo de contaminación. Así, por ejemplo, cada vez es más frecuente la instalación de pantallas a los lados de las autopistas o carreteras, o el recubrimiento con materiales aislantes en las máquinas o lugares ruidosos.

Escala de ruidos y efectos que producen

dB-A
ejemplo
Efecto. Daño a largo plazo
10Respiración. Rumor de hojasGran tranquilidad
20SusurroGran tranquilidad
30Campo por la nocheGran tranquilidad
40BibliotecaTranquilidad
50Conversación tranquilaTranquilidad
60Conversación en el aulaAlgo molesto
70Aspiradora. Televisión altaMolesto
80Lavadora. FábricaMolesto. Daño posible
90Moto. Camión ruidosoMuy molesto. Daños
100Cortadora de céspedMuy molesto. Daños
110Bocina a 1 m. Grupo de rockMuy molesto. Daños
120Sirena cercanaAlgo de dolor
130Cascos de música estrepitososAlgo de dolor
140Cubierta de portaavionesDolor
150Despegue de avión a 25 mRotura del tímpano


SMOG


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. A veces, no muy frecuentemente, se traduce por neblumo (niebla y humo). Hay dos tipos muy diferentes de smog:

Smog Industrial

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, en instalaciones industriales y de calefacción. En estas ciudades se formaba una mezcla de dióxido de azufre, gotitas de ácido sulfúrico formada a partir del anterior y una gran variedad de partículas sólidas en suspensión, que originaba una espesa niebla cargada de contaminantes, con efectos muy nocivos para la salud de las personas y para la conservación de edificios y materiales.

En la actualidad en los países desarrollados los combustibles que originan este tipo de contaminación se queman en instalaciones con sistemas de depuración o dispersión mejores y raramente se encuentra este tipo de polución, pero en países en vías de industrialización como China o algunos países de Europa del Este, todavía es un grave problema en algunas ciudades.

Smog fotoquímico

Figura 10-5 > Formación del smog fotoquímico

Figura 10-5 > Formación del 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, peroxiacilo, radicales hidroxilo, etc.) que se forman por reacciones producidas por la luz solar al incidir sobre los primeros. 

Esta mezcla 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.

Figura 10-6 > Situación normalEn la situación habitual de la atmósfera la temperatura desciende con la altitud lo que favorece que suba el aire más caliente (menos denso) y arrastre a los contaminates hacia arriba. 
  
 

Figura 10-7 > Situación de inversión térmicaEn una situación de inversión térmica una capa de aire más cálido se sitúa sobre el aire superficial más frío e impide la ascensión de este último (más denso), por lo que la contaminación queda encerrada y va aumentando.

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. Estas sustancias, en conjunto, pueden producir importantes daños en las plantas, irritación ocular, problemas respiratorios, etc


LLUVIA ÁCIDA

Algunas de las moléculas que contaminan la atmósfera son ácidos o se convierten en ácidos con el agua de lluvia. El resultado es que en muchas zonas con grandes industrias se ha comprobado que la lluvia es más ácida que lo normal y que también se depositan partículas secas ácidas sobre la superficie, las plantas y los edificios. Esta lluvia ácida ya no es el don beneficioso que revitalizaría tierras, ríos y lagos; sino que, al contrario, trae la enfermedad y la decadencia para los seres vivos y los ecosistemas.

Figura 10-8 > Deposición ácida

Figura 10-8 > Deposición ácida

Causas de la deposición ácida

Algunas industrias o centrales térmicas que usan combustibles de baja calidad, liberan al aire atmosférico importantes cantidades de óxidos de azufre y nitrógeno. Estos contaminantes pueden ser trasladados a distancias de hasta cientos de kilómetros por las corrientes atmosféricas, sobre todo cuando son emitidos a la atmósfera desde chimeneas muy altas que disminuyen la contaminación en las cercanías pero la trasladan a otros lugares. 

En la atmósfera los óxidos de nitrógeno y azufre son convertidos en ácido nítrico y sulfúrico que vuelven a la tierra con las precipitaciones de lluvia o nieve (lluvia ácida). Otras veces, aunque no llueva, van cayendo partículas sólidas con moléculas de ácido adheridas (deposición seca). 

La lluvia normal es ligeramente ácida, por llevar ácido carbónico que se forma cuando el dióxido de carbono del aire se disuelve en el agua que cae. Su pH suele estar entre 5 y 6. Pero en las zonas con la atmósfera contaminada por estas sustancias acidificantes, la lluvia tiene valores de pH de hasta 4 o 3 y, en algunas zonas en que la niebla es ácida, el pH puede llegar a ser de 2,3, es decir similar al del zumo de limón o al del vinagre. 

Daños provocados por la deposición ácida

Es interesante distinguir entre:

a) Ecosistemas acuáticos.- En ellos está muy demostrada la influencia negativa de la acidificación. Fue precisamente observando la situación de cientos de lagos y ríos de Suecia y Noruega, entre los años 1960 y 1970, en los que se vio que el número de peces y anfibios iba disminuyendo de forma acelerada y alarmante, cuando se dio importancia a esta forma de contaminación. 

La reproducción de los animales acuáticos es alterada, hasta el punto de que muchas especies de peces y anfibios no pueden subsistir en aguas con pH inferiores a 5,5,. Especialmente grave es el efecto de la lluvia ácida en lagos situados en terrenos de roca no caliza, porque cuando el terreno es calcáreo, los iones alcalinos son abundantes en el suelo y neutralizan, en gran medida, la acidificación; pero si las rocas son granitos, o rocas ácidas pobres en cationes, los lagos y ríos se ven mucho más afectados por una deposición ácida que no puede ser neutralizada por la composición del suelo. 

b) Ecosistemas terrestres.- La influencia sobre las plantas y otros organismos terrestres no está tan clara, pero se sospecha que puede ser un factor muy importante de la llamada "muerte de los bosques" que afecta a grandes extensiones de superficies forestales en todo el mundo. También parece muy probable que afecte al ecosistema terrestre a través de los cambios que produce en los suelos, pero se necesita seguir estudiando estos temas para conocer mejor cuales pueden ser los efectos reales.

c) Edificios y construcciones.- La corrosión de metales y construcciones es otro importante efecto dañino producido por la lluvia ácida. Muchos edificios y obras de arte situadas a la intemperie se están deteriorando decenas de veces más aprisa que lo que lo hacían antes de la industrialización y esto sucede por la contaminación atmosférica, especialmente por la deposición ácida. 
  
  

Figura 10-9 > Zonas del planeta con más lluvia ácida

Figura 10-9 > Zonas del planeta con más lluvia ácida