Prof. María Eugenia Gutiérrez BOB-417 Tema 2 Contaminación atmosférica y lluvias ácidas

2.1 La contaminación atmosférica, Composición de la atmosfera Contaminación atmosférica Fuentes contaminantes Tipos de contaminación 2.2 Las lluvias ácidas, sus principales fuentes, consecuencias y posibles medidas de prevención y mitigación. 2.3 Las principales leyes, convenios internacionales y normas vigentes. Tema 2: Contaminación atmosférica y lluvias ácidas

Definición: Presencia en el aire de materias o formas de energía que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas, animales, plantas y bienes de cualquier naturaleza. Los contaminantes atmosféricos pueden encontrarse en estado sólido, líquido o gaseoso.

Contaminantes atmosféricos 1.Óxidos de Carbono (CO y CO 2 ) 2.Óxidos de Azufre (SO 2 y SO 3 ) 3.Óxidos de Nitrógeno (NO, NO 2 y N 2 O) 4.Componentes orgánicos volátiles (COV): Metano (CH 4 ), benceno (C 6 H 6 ), formaldehído (CH 2 O), clorofluorocarburos (CFC) 5.Materia Particulada Suspendida (MPS): polvo, hollín, polen, asbesto y plomo. Gotas de sustancias químicas líquidas: H 2 SO 4, petróleo, BPC, plaguicidas 6.Oxidantes fotoquímicos: O 3, peroxiacil nitratos PAN, H 2 O 2, OH -, CH 2 O 7.Sustancias radiactivas: radon 222, yodo 131, estroncio 90, plutonio Compuestos peligrosos: Cantidades mínimas de al menos 600 sustancias peligrosas (60 de ellas carcinógenos conocidos) 9.Ruido

Composición de la atmosfera Atmósfera Composición La atmósfera terrestre es la capa gaseosa que rodea a la Tierra ELEMENTOS % (en vol) Nitrógeno Oxígeno Argón0.934 CO

Algunas fuentes de contaminación natural son:  Volcanes: partículas y gases  Vegetación: granos de polen, compuestos orgánicos volátiles  Materia orgánica: gases  Incendios: partículas y gases  Hongos: esporas Las fuentes antropogénicas pueden clasificarse en: Fuentes fijas: Chimeneas industriales, quema de vegetación con fines agrícolas, plantas generadoras de energía y quema de basura. Fuentes móviles: vehículos automotores, trenes, barcos, aviones.

Contaminantes Primarios: Los que provienen directamente de las fuentes naturales y antropogénicas. Ej. SO 2, NOx, CO 2, CO, partículas, metales, HC. Contaminantes Secundarios: Los generados por las reacciones que tienen lugar entre los contaminantes primarios, los componentes básicos del aire y la luz solar. Ej. Oxidantes fotoquímicos e hidrocarburos oxidados (O 3, COV, aldehídos).

Smog fotoquímico (smog marrón): Mezcla de contaminantes primarios y secundarios formada en presencia de la luz solar. Smog Industrial (smog gris): mezcla formada por SO 2, gotitas de H 2 SO 4 y una variedad de partículas y aerosoles procedente de las industrias químicas.

 Durante el día el dióxido de nitrógeno se disocia en monóxido de nitrógeno y radicales oxígeno: ◦ NO 2 + hν → NO + O·  El O· se combina con oxígeno molecular generando ozono:ozono ◦ O· + O 2 → O 3  En ausencia de COVs este ozono oxida al monóxido de nitrógeno de la etapa anterior:ozono ◦ O 3 + NO → O 2 + NO 2  Pero en presencia de COVs, éstos se transforman en radicales peroxi que a su vez oxidan al NO: ◦ ROO· + NO → RO· + NO 2 De esta forma el NO no está disponible para reaccionar con el ozono y éste se acumula en la atmósfera (tropósfera). ozono Muchos de los radicales RO· generados terminan formando aldehídos. Éstos, cuando la concentración de NO es baja (conforme avanza el día), pueden reaccionar con NO 2 dando lugar a compuestos del tipo RCOONO 2 (cuando R es un metilo se denomina peróxido de acetilnitrato, PAN, un compuesto tóxico). aldehídos

La frecuencia y severidad del smog depende de: 1) El clima (temperatura y pluviosidad) y la orografía locales (presencia de montañas) 2) La densidad de población (edificaciones y parque automotor) 3) La cantidad de industrias presentes 4) Los combustibles utilizados

Métodos para enfrentar la contaminación del aire Prevención ( Control de Entrada ) Eliminación ( Control de Salida ) Regular el crecimiento poblacional. Incrementar el reciclaje y la reutilización. Diseñar productos que duren más. Reducir y utilizar eficazmente la energía. Cambiar el carbón y la gasolina por gas natural. De combustible fósil y energía nuclear a energía solar, eólica e hidráulica. Identificar la fuente de contaminación, eliminarla y sustituirla por un proceso más benigno. Ingeniería ambientalmente compatible. Tecnologías limpias. Limpiadores o filtros de chimenea. Remoción de partículas con precipitadores y separadores. Prevención de la contaminación del aíre

Cuando estos contaminantes se combinan con vapor de agua, luz solar y oxígeno en la atmósfera, crean una “sopa” diluida de ácidos sulfúrico y nítrico. Una vez que esta mezcla es arrastrada por las lluvias, o en forma de partículas secas, aumenta la acidez de los lagos y arroyos de agua dulce (y en algunos casos del suelo), reduciendo así el valor de su pH. La escala pH mide la acidez y la alcalinidad. Una solución con un pH 7 es neutra, cualquier valor superior es alcalino y los valores inferiores son ácidos. Es una escala logarítmica, por lo que cada entero es equivalente a un factor de 10. Así, un pH 6 es diez veces más ácido que un pH neutro, y un pH 5 cien veces más (Blank et al., 1988).

 El concepto de “Lluvia Ácida” se atribuye al químico británico Robert Angus Smith, quien en 1852 lo utilizó para describir el deterioro de los edificios de la ciudad de Manchester causado por la contaminación atmosférica a inicios del período industrial.  No fue sino hasta un siglo después, durante la Conferencia de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente en 1972, que fue considerado por primera vez la gravedad de este problema.

2NO + O 2 2NO 2 3NO + H 2 O 2HNO 3 + NO 2SO 2 + O 2 2SO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Lluvias ácidas: origen y reacciones Las emisiones provenientes de:  La quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y sus derivados)  Vehículos automotores  Platas termoeléctricas  Procesos industriales en general Óxido de azufre (SO X ) Óxido de nitrógeno (NO x ) SO 2 : Dióxido de Azufre SO 3 : Trióxido de Azufre NO 2 : Óxido Nitroso NO 3 : Peróxido de Nitrógeno Estas sustancias reaccionan en presencia de la luz y con la humedad del aire produciendo ácidos minerales La lluvia ácida o precipitación, cae sobre la tierra de varias maneras: lluvia, nieve, aguanieve, granizo y niebla, disminuyendo el pH en cuerpos de agua y el suelo.

Ácidos minerales Drenaje desde las minasLluvias ácidas Drenan hacia los cuerpos de agua, disminuyendo el pH Destrucción de la vida: Disminución de la población de peces en áreas afectadas Pérdida de la fertilidad de los suelos Movilización de metales pesados desde el suelo Deterioro del área foliar pH < 4 Destrucción de animales y plantas Corrosión: pH < 6 Corrosión ácida de cañerías, buques, embarcaciones, equipos de bombeo y diversos materiales. H 2 SO 4 HNO 3 Lluvias ácidas

 La lluvia normalmente presenta un pH aproximado entre 5.6 (ligeramente ácido) y 7, debido a la presencia del CO 2 en la atmósfera, que forma ácido carbónico, H 2 CO 3.  Se considera lluvia ácida si presenta un pH menor a 5 (generalmente entre 3 y 5).  La lluvia ácida huele, se ve y se siente igual que la lluvia normal. El daño que produce a las personas no es directo, es más inmediato el efecto de los contaminantes que producen esta lluvia y que llegan al organismo cuando éste los respira, afectando su salud.  En la actualidad hay datos que indican que la lluvia es en promedio 100 veces más ácida que hace 200 años.

Cuerpos de agua: Acidificación de las aguas de los lagos afectando los seres vivos que ahí habitan. Solubilización del aluminio del suelo al agua, obstruyendo las branquias de los peces. Desaparición de especies. Vegetación: Deficiencias en la concentración de calcio y otros nutrientes en los suelos. Reducción en el crecimiento de los árboles. Mayor disposición al ataque de plagas. Deterioro del follaje.

 Materiales: Deterioro en las construcciones y estatuas, afectando sus colores, durabilidad y composición.  Suelos: Reducción en la fertilidad de los suelos. Daño a los microorganismos de la tierra Reducción en el rendimiento de las cosechas.  Salud humana: Daño en las vías respiratorias y en los pulmones. Ocasiona enfermedades como asma y bronquitis. Irritación de las mucosas y la vista.

 Reducir significativamente la emisión de gases de óxidos de nitrógeno y azufre para estabilizar el problema de depósitos ácidos.  Reducir el uso del petróleo, el gas y el carbón, fortaleciendo en un futuro el uso de energías alternativas en la industria y el transporte.  Hacer uso de la energía de una forma más eficiente y racional para conservarla. De este modo estaremos contribuyendo a la disminución de quema de combustibles.

 Usar combustibles con bajo contenido de azufre.  Controlar el tránsito terrestre, establecimiento de límites de velocidad y días de parada.  Fortalecer el estudio del uso de energías renovables y más “limpias” en la industria y el transporte.  Usar filtros y catalizadores en autos y fábricas.  Procesar y reutilizar los óxidos de nitrógeno y azufre como abono.

Convencion marco de las naciones unidas sobre calentamiento global (1994). Protocolo de kyoto, Reuniones en la haya (2000), bonn (2001), bali (2007). Convenio de viena para la protección de la capa de ozono (1985). Protocolo de montreal (1989). Enmiendas en londres (1992), copenhague (1994) y montreal (1999). Convenio sobre la contaminación atmosférica transfronteriza (ginebra, 1979).

Constitución Nacional (1999). Ley Orgánica del Ambiente (2006). Ley Penal del Ambiente (1992). Normas sobre el control de la contaminación generada por ruido (1992). Normas sobre calidad del aire y control de la contaminación atmosférica (1995). Normas sobre Emisiones de Fuentes Móviles (1998). Ley aprobatoria de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Calentamiento Global (1994). Ley aprobatoria de la Convención de Estocolmo sobre Compuestos Orgánicos Persistentes (2005). Ley aprobatoria de la enmienda del Protocolo de Montreal, relativa a las sustancias agotadoras de la capa de ozono (2006).

¿ PREGUNTAS ? La deposición ácida es un problema regional de contaminación, y se necesitan acuerdos internacionales para limitar las concentraciones atmosféricas. Sin control, las emisiones de las plantas de fuerza motriz y de los vehículos de motor causan un daño considerable a los bosques, lagos y ríos. No solamente hacen la deposición ácida al agregar grandes cantidades de azufre y nitrógeno a estos sistemas, sino que el descenso en el pH también incrementa la disponibilidad de algunos metales tóxicos (Miranda, et al., 2009) Conclusiones