Existen 27
metales que se consideran tóxicos en mayor o menor proporción. Se ha
considerado la posibilidad de un peligro debido a la contaminación por
mercurio, níquel, cadmio, plomo, berilio y antimonio. El níquel es un activo
contaminante atmosférico, debido a la toxicidad de su carbonilo volátil,
emitido en la utilización de catalizadores de óxido de níquel. El antimonio es
muy volátil y muy tóxico, pasando a la atmósfera cuando se desgastan el cobre y
el plomo, ya que se encuentra como metal metamórfico junto con ellos.
viernes, 29 de agosto de 2014
Contaminación por cadmio
La exposición al cadmio normalmente sólo ha ocurrido a obreros que trabajan en las industrias del plomo y cinc. Pero sin embargo, este compuesto permanece en el cuerpo humano mucho tiempo, provocando una enfermedad, llamada osteomalacia, que produce fragilidad en los huesos. También se le ha relacionado con la incidencia de enfermedades coronarias.
Contaminación por plomo
El plomo se encuentra como contaminante en el aire desde el momento en que se comenzó a añadir tetraetilplomo a la gasolina, por su efecto antidetonante.
Las emisiones procedentes de las fundiciones y operaciones de recuperación de metales producen fuentes locales importantes de plomo. Pero la mayor parte del plomo en el aire se debe a los vehículos.
Es bien conocida la toxicidad aguda del plomo, por lo que su contaminación resulta preocupante.
Posiblemente, en el futuro irán disminuyendo los niveles de este metal en la atmósfera, debido a la sustitución de la gasolina con compuestos de plomo por gasolina sin plomo.
Contaminación por berilio
Existen dos
enfermedades de pulmón asociadas con el berilio, una es la forma aguda de
neumonitis química y otra enfermedad crónica y progresiva (beriliosis). Al
contrario del mercurio, el berilio se halla próximo a su fuente. Por esta
razón, es importante que se controle en las mismas fuentes.
Contaminación por asbesto
La enfermedad asociada con la inhalación de asbesto o amianto es la asbestosis, una enfermedad fibrótica no maligna. Pero también la inhalación prolongada de asbesto está relacionada con el cáncer de pulmón.
Una de las fuentes más importantes de asbesto es la pulverización de este material, como agente retardante del fuego, sobre las superficies de las vigas de acero utilizadas para construir.
Por todas estas razones, está prohibida la utilización de asbesto en la mayor parte de los países.
Contaminación por mercurio
La mayor parte de los compuestos de mercurio se degradan bajo la acción de la luz solar a mercurio elemental, o se oxidan rápidamente a óxido de mercurio. Pero este contaminante atmosférico puede ser inhalado por el hombre e ingerido junto con los alimentos y el agua, afectando, sobre todo, al sistema nervioso central.
Los compuestos de mercurio entran en la atmósfera originados por volatilizaciones de fusiones metálicas y de la combustión de del carbón y otros combustibles fósiles. Otra fuente es el proceso de fabricación del cloro, en la que se usa una célula de contacto de mercurio metálico.
Es muy preocupante la movilidad del mercurio en el medio ambiente. Se han encontrado concentraciones atmosféricas preocupantes en las proximidades de grandes ciudades.
Contaminación por metales e iones metálicos
En los últimos años ha aumentado su concentración en la atmósfera, por lo que la legislación se ha endurecido, con el fin de evitar su emisión a la atmósfera. Es particularmente preocupante la presencia de mercurio, berilio y asbesto.
jueves, 28 de agosto de 2014
La destrucción de la capa de ozono
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Imagen del agujero de ozono en la Antártida |
El ozono es una forma alotrópica del oxígeno, que está constituida por tres moléculas de oxígeno. Se genera en la estratosfera por la fotodisociación del oxígeno molecular, seguida de la recombinación átomo-molecular de oxígeno. Al ser los procesos de eliminación más lentos que las reacciones de formación, se produce una acumulación neta de ozono.
La velocidad máxima de producción de ozono tiene lugar sobre el ecuador, que es donde la radiación solar es máxima, y a una altitud de 22 km. Esto es debido a la tendencia a una mayor intensidad de la luz solar al aumentar la altitud y a una menor concentración de oxígeno molecular fotodisociable con la altura.
Una vez producido el ozono, éste se desplaza horizontalmente hacia los polos, siguiendo los movimientos de las masas de aire estratosférico, al tiempo que disminuye de altitud. A altitudes medias, una pequeña parte del ozono estratosférico se introduce en la troposfera, donde es destruido parcialmente, aunque manteniéndose un determinado nivel de fondo, por la emisión natural desde la superficie terrestre. Debido a toda esta dinámica se forma una capa de ozono que envuelve a todo el planeta.
Existen compuestos naturales que destruyen el ozono estratosférico, pero su concentración siempre se mantiene dentro de un equilibrio. Los clorofluorocarbonos (CFC) son compuestos inocuos usados principalmente como refrigerantes y propelentes. Al ser estables, alcanzan la capa de ozono estratosférica y allí se descomponen fotoquímicamente. De esta manera, el cloro liberado ataca la capa de ozono. Existen otros gases, como N2O, CO2 y CH4, que también atacan a la capa de ozono, pero lo hacen en menor medida.
La erosión de la capa de ozono provoca un mayor paso de rayos ultravioleta a la Tierra, ya que actúa de filtro. Un aumento de la radiación ultravioleta provoca mayor incidencia del cáncer de piel, puede afectar a organismos acuáticos, sobre todo larvarios, afectar a la vegetación y a los materiales, e incluso provocar alteraciones en clima.
Por todas circunstancias, se va limitando progresivamente, con el impulso de acuerdos internacionales, el consumo y producción de CFCs. Surgen otras alternativas, como la utilización de hidroclorofluorocarbonos (HCFC), más fácilmente degradables que los CFC, aunque su uso no parece estar exento de peligro.
Contaminación por cloro
El cloro es uno de los elementos más utilizados en la industria. Se utiliza principalmente para la obtención de productos orgánicos clorados, incluyendo los plásticos (especialmente el cloruro de polivinilo (PVC), insecticidas (organoclorados) y herbicidas. También se utiliza como agente blanqueante en la industria del papel y como desinfectante en aguas.
Normalmente se halla en la atmósfera como irritante, raramente como tóxico, a no ser en accidentes industriales.
miércoles, 27 de agosto de 2014
Contaminación por flúor
El flúor se encuentra en escasas ocasiones en los gases de deshechos industriales, debido a los procesos de fluoración, pero los compuestos de fluoruro son constituyentes de las emisiones industriales, aunque en bajas concentraciones. El flúor se presenta la mayor parte de las veces como HF y más raramente como SiF4, que en aire húmedo se convierte rápidamente en HF.
Las fuentes más importantes de la contaminación por flúor son:
1.- Plantas de producción de fertilizantes fosfatados.
2.- Plantas de producción de aluminio.
3.- Fabricación de ladrillos y cerámicas.
El efecto tóxico crónico de la exposición al flúor provoca debilidad en los huesos y la aparición de manchas en los dientes, debidos principalmente al metabolismo del calcio.
Contaminación por halógenos
Las sales de los haluros alcalinos, como fluoruros, cloruros, bromuros y yoduros de sodio y potasio, pasan al aire ambiental procedentes en general de procesos que suponen calentar minerales, como caliza o menas que contienen minerales, como en el refinado del hierro. Los fluoruros son los de mayor interés desde el punto de vista de la contaminación del aire.
El destino de los halógenos en el medio ambiente consiste, generalmente, en pasar a sedimentos del terreno a través de su precipitación, seguida de arrastre de las sales menos solubles (yoduro y fluoruro cálcico), por las aguas ácidas del terreno.
La contaminación por amoniaco
El amoniaco se encuentra libre en el aire, en cantidades traza, o en forma de sales, dependiendo sus niveles en una determinada zona de la proximidad con que se encuentren los procesos de descomposición artificial o natural, especialmente de sustancias orgánicas y del tiempo que haya pasado desde la última precipitación.
Es un producto final de la descomposición (putrefacción) de las sustancias orgánicas que contienen nitrógeno. En mayor concentración, se forma al descomponerse la urea y el ácido úrico, y de esta manera se encuentra junto con el H2S en los estercoleros de las granjas.
El amoniaco es ampliamente utilizado en la industria química y puede encontrarse en las plantas de producción de amoniaco, en las de síntesis de ácido nítrico, fertilizantes, ácido cianhídrico, urea, plásticos, y en la industria farmacéutica. El amoniaco también es utilizado en las plantas de refrigeración.
La contaminación por óxidos de nitrógeno
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| Fuentes de óxido de nitrógeno |
Se conocen muchos óxidos de nitrógeno distintos, pero generalmente sólo se detectan tres en la atmósfera: el óxido nitroso (N2O), el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2).
Tanto las fuentes naturales como las antropogénicas contribuyen a los niveles atmosféricos de óxidos de nitrógeno. Casi todo el óxido nitroso atmosférico N2O proviene de fuentes naturales debido a la actividad bacteriana en el suelo. El óxido nítrico NO proviene de fuentes naturales en un 80% debido a la actividad bacteriana del suelo y el restante 20 % de fuentes antropogénicas tiene su origen principalmente en la combustión. Casi todo el dióxido de nitrógeno atmosférico NO2 es de origen antropogénico, debido a la combustión.
Casi todos los NO y NO2 antropogénicos se producen por la oxidación del nitrógeno atmosférico durante la combustión a temperaturas elevadas. La mayor parte de los NOx emitidos son en forma de NO en lugar de NO2. Una vez en la atmósfera, el NO y el NO2 entran en un proceso natural de reacciones fotoquímicas que desembocan en el aumento de las concentraciones de NO2 y en una disminución de las de NO.
En lo que respecta a los efectos del NOx sobre el hombre, el NO2 es cuatro veces más tóxico que el NO, considerado este último irritante y no un peligro para la salud. En cambio el NO2 produce lesiones en el aparato respiratorio. La presencia de NOx en la atmósfera provoca lesiones y daños en las plantas. También los NOx causan destrucción y distintos daños en los materiales.
martes, 26 de agosto de 2014
La lluvia ácida
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Efectos de la lluvia ácida en un bosque de la República Checa |
El SO2 existente en la atmósfera por combustión de compuestos que contienen azufre, se puede convertir en SO3 por oxidación y seguidamente en H2SO4 por hidratación. El ácido sulfúrico es mucho más fuerte que el sulfuroso.
Por otra parte, el NO2 presente en la atmósfera se transforma en HNO3.
De esta manera, los óxidos de nitrógeno y azufre pueden viajar por la troposfera a largas distancias y depositarse en forma de lluvia ácida lejos de su lugar de origen. La lluvia ácida altera la química del suelo y destruye la vegetación. Grandes masas forestales del norte de Europa están afectadas. También afecta a los materiales, sobre todo a la piedra. Ello es la causa de la destrucción de numerosos monumentos
Contaminación por óxidos de azufre
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Fuentes de óxido de azufre |
Las emisiones de SO2 proceden casi exclusivamente de fuentes antropogénicas, principalmente de la combustión del carbón, aunque también contribuyen la combustión del fuel-oil y la fundición de minerales sulfurados. No se conocen fuentes naturales importantes, aunque probablemente sea producido en la actividad volcánica.
La fuente de H2S atmosférico es la descomposición de la materia orgánica, siendo productivos especialmente los pantanos, turbas y lodazales de marea; otras fuentes son los océanos y fuentes biológicas terrestres, siendo una pequeña proporción resultado de las operaciones industriales. La oxidación completa del H2S da lugar a la producción de SO2.
La combustión de cualquier sustancia que contenga azufre producirá SO2 y SO3, formándose siempre el dióxido en cantidades superiores. La cantidad de SO3 depende principalmente de la temperatura y oscila entre el 1 y el 10 % de los óxidos de azufre totales, conocidos como SOx.
En la atmósfera, una gran parte del SO2 se oxida para formar SO3, que reacciona con el vapor de agua para formar H2SO4. La oxidación del SO2 es rápida debido a un proceso catalítico y fotoquímico.
El SO2 es irritante para el sistema respiratorio y los ojos, pudiendo provocar daños en el sistema respiratorio, sobre todo en personas asmáticas, ancianos y otras personas con problemas crónicos.
Las plantas se ven dañadas por los SOx, provocando dificultades en el mecanismo sintetizador de la clorofila. Las lesiones crónicas están caracterizadas por un amarilleo gradual de las hojas.
También los materiales se ven afectados por los SOx. El secado y endurecimiento de pinturas cambia en presencia de estos compuestos, se aumenta la corrosión de los metales, atacan a una amplia variedad de materiales, como mármol y caliza, afectan a monumentos, etc.
viernes, 22 de agosto de 2014
El calentamiento global
La temperatura media de la Tierra ha ido claramente en aumento desde 1900. La primera etapa pudo tener causas naturales, probablemente por la actividad solar. Una explicación para la segunda etapa es el aumento de las emisiones de aerosoles de origen industrial que aumentaron el albedo de la atmósfera. Las medidas de control, en especial de la lluvia ácida, eliminaron en su mayor parte este problema. La tercera etapa se produce a partir de 1970.
Existe una correlación entre la concentración de CO2 en la atmósfera y la temperatura de la Tierra en las últimas cuatro glaciaciones, constatada a partir de datos obtenidos de testigos de hielo en la Antártida.
En los últimos 100 años el incremento de CO2 ha sido de un 36 %, debido principalmente a la quema de combustibles fósiles, aunque no es el único gas implicado en el efecto invernadero. Otros gases serían el metano, el óxido de nitrógeno y los halocarbonos.
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| Concentración de dióxido de carbono y flujo atmosférico en función del tiempo |
Causas naturales de la variación del clima
Las principales causas naturales de la variación del clima a lo largo de la historia terrestre son:
- Excentricidad de la órbita: la órbita terrestre es una elipse, pudiendo oscilar ligeramente cada 100.000 años por la atracción gravitatoria de otros planetas.
- Oblicuidad del eje de rotación terrestre: las estaciones se deben al ángulo del eje de rotación de la Tierra respecto del plano que forma con el Sol (eclíptica). Se producen ligeras variaciones cada 40.000 años.
- Precesión del eje de rotación terrestre: el eje de la Tierra está girando alrededor de un eje perpendicular a la eclíptica de manera parecida a un trompo, con un período de 25.000 años.
La relación entre los ciclos orbitales y el clima se conoce como teoría de Milankovich, que explica el origen de las glaciaciones, aunque no implica que fueran estas la única causa de este cambio climático.
Otras causas son:
- Deriva de los continentes: por una lado, la distribución continental modifica las corrientes oceánicas, que constituyen un modo eficaz de transportar calor desde la zona intertropical a las zonas polares, y por otro lado, el albedo o reflexión del océano depende de la inclinación de los rayos solares.
- Cambios en la composición de la atmósfera: por actividad volcánica o impacto de cuerpos celestes.
- Cambios en la actividad solar: la actividad solar está directamente relacionada con el número de manchas solares. Explicaría el denominado Mínimo de Maunder, el período más frío de la llamada pequeña edad de hielo, entre 1643 y 1715, en el que prácticamente no hubo manchas solares.
Por otra parte, está la llamada paradoja del sol débil, que indica que hace 3000 millones de años existía una temperatura similar a la actual a pesar de que el Sol emitía un 70-80 % de la energía actual, por la presencia de una atmósfera con un intenso efecto invernadero.
El efecto invernadero
El efecto invernadero se basa en el hecho de que concentraciones crecientes de dióxido de carbono, principalmente y junto con otros gases (N2O, CH4 y clorofluorocarbonos (CFC), resultantes de las actividades humanas, pueden causar cambios climáticos al verse afectada la temperatura superficial de la Tierra.
El efecto invernadero procede de la interacción entre la cantidad creciente de CO2 y la radiación que escapa de la Tierra. La mayor parte de la radiación solar incidente, compuesta por muchas longitudes de onda, no llega a la superficie de la Tierra. El ozono atmosférico filtra la mayor parte de la radiación ultravioleta, mientras que el vapor de agua y el CO2 atmosférico absorben buena parte de la radiación infrarroja, que se puede detectar en la piel en forma de calor. Como resultado, casi toda la luz que llega a la superficie se halla en la gama del visible.
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| Aumento de la temperatura global (año/temperatura media) |
Aproximadamente la tercera parte de la luz que llega a la superficie terrestre, vuelve a reflejarse hacia el espacio. La mayor parte de los dos tercios restantes es absorbido por materias inanimadas, tales como rocas, cemento, etc. Esta luz absorbida vuelve a emitirse en forma de radiación infrarroja, cuando la tierra se enfría. La luz de estas longitudes de onda más largas es absorbida por el CO2 atmosférico, liberándose calor, que hace subir la temperatura de la atmósfera. El CO2 se comporta, en realidad, como un filtro de un solo sentido, permitiendo que pase la luz visible en una dirección, pero impidiendo que la luz de una longitud de onda mayor se desplace en sentido opuesto.
Contaminación por dióxido de carbono
El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro, que se encuentra en la atmósfera en un 0,033 %. No es venenoso; sus efectos son nocivos cuando está concentrado debido a la falta de oxígeno (asfixia).
El CO2 es producido por los animales y las plantas, produciéndose un nivel atmosférico constante de CO2. Pero el hombre ha modificado el ciclo del carbono al talar los árboles, lo que disminuye las plantas disponibles al quemar carburantes fósiles y al convertir la caliza en cemento. La primera de estas actividades disminuye la capacidad de la atmósfera para eliminar el CO2 atmosférico, mientras que las otras dos aumentan su capacidad en la atmósfera. El efecto neto es un incremento del nivel atmosférico de CO2.
Un aumento desmesurado del CO2 puede contribuir a aumentar la temperatura global del planeta. Es lo que se conoce como efecto invernadero, que además del CO2, están implicados otros gases, aunque éste contribuye en mayor medida que los demás.
Contaminación por monóxido de carbono
Las fuentes de CO pueden ser naturales o antropogénicas. Las antropogénicas son debidas a la presencia de este gas en los escapes de los automóviles debido a una combustión pobre. Las fuentes naturales aportan mucho más CO que las antropogénicas, en una proporción aproximada de diez a uno.
El metano origina más del 77 % del CO atmosférico. Procede de la descomposición de sustancias orgánicas sumergidas en los pantanos, arrozales y regiones tropicales del mundo. A partir del metano atmosférico, por oxidación, se produce el CO. Los océanos son la segunda fuente de CO atmosférico. Posiblemente este CO provenga de las algas y otras fuentes biológicas. Este CO se libera después a la atmósfera.
Las fuentes antropogénicas son un 9,4 % del total. Es un porcentaje pequeño, pero hay que tener en cuenta que las fuentes naturales de CO están distribuidas por todo el mundo, mientras que las antropogénicas se concentran en zonas muy pequeñas, que pueden sobrepasar la capacidad de eliminación natural.
La formación de CO antropogénico es debido a:
a) Combustión incompleta del carbono.
b) Reacción a temperatura elevada entre el CO2 y materiales que contienen carbono.
c) Disociación del CO2 a temperaturas elevadas.
El automóvil es la fuente más importante de CO. Las zonas urbanas muy pobladas presentan las mayores concentraciones ambientales en zonas de gran tráfico de vehículos.
El mecanismo natural de eliminación del CO es a través de los suelos, habiéndose identificado especies microbianas como agentes activos.
El CO es una amenaza para la salud humana, ya que reacciona con la hemoglobina de la sangre, disminuyendo la capacidad de la sangre para transportar oxígeno.
Fuentes de monóxido de carbono atmosférico
Contaminantes atmosféricos y principales fuentes antropogénicas
Cualquier sustancia extraña a la composición atmosférica, significa de por sí una contaminación. Esta contaminación puede producirse por dos tipos de elementos:
1.- Gases: siguen muy aproximadamente las leyes generales de los gases perfectos y, en general, se encuentran en muy pequeñas proporciones por unidad de volumen.
El gas más característico y utilizado como indicador general del estado de la contaminación es el SO2. Otros contaminantes que se encuentran en atmósferas urbanas son CO2, NO2, O3, hidrocarburos y otros más específicos como mercaptanos, plomo, etc.
2.- Partículas: son contaminantes no gaseosos que pueden tomar la forma de corpúsculos líquidos, como pueden ser los hidrocarburos no quemados, o partículas sólidas. Se dividen en los tipos siguientes:
a) Partículas submicrométricas: su diámetro está entre 0 y 10 micras. Pueden permanecer en suspensión o flotando durante largos períodos de tiempo.
b) Partículas micrométricas: su diámetro medio es superior a 10 micras. Por estar más sujetas a la fuerza de la gravedad pueden caer y depositarse.
c) Aerosoles: son un producto de interacción física de contaminantes sólidos y líquidos, presentándose bajo la forma de suspensiones coloidales, con un diámetro medio entre 0,1 y 50 micras. Producen dos problemas importantes: dispersión y absorción de la luz solar y una segunda dispersión de la luz y calor irradiado por la superficie caliente de la tierra.
Las causas más importantes de contaminación atmosférica son:
1) Vehículos automóviles
2) Generadores de calor (calefacciones)
3) Industrias
Tipo
|
Contaminantes primarios
|
Contaminantes secundarios
|
Compuestos del
azufre
|
SO2,
H2S
|
SO3,
H2SO4
|
Compuestos del
nitrógeno
|
NO, NH3
|
NO2
|
Compuestos del
carbono
|
Compuestos C
1-C 3
|
Aldehídos,
cetonas, ácidos
|
Óxidos de
carbono
|
CO, CO2
|
Ninguno
|
Compuestos de
los halógenos
|
HF, HCl
|
Ninguno
|
Clasificación de los contaminantes atmosféricos gaseosos
Gas
|
Fuentes artificiales
|
Fuentes naturales
|
Vida estimada
|
SO2
|
Combustión de
carbón y de petróleo
|
Volcanes
|
3 días
|
H2S
|
Procesos
químicos
|
Biológicas
|
1 día
|
CO2
|
Combustión
|
Oxidación de
CH, y de océanos
|
0,1 año
|
NO-NO2
|
Combustión
|
Acción
bacteriana en el suelo
|
5 días
|
NH3
|
Tratamiento de
desechos
|
Descomposición
biológica
|
2 semanas
|
N2O
|
Ninguna
|
Acción
biológica en el suelo
|
4 años
|
CH4
|
Combustión,
procesos químicos
|
Pantanos y
arrozales
|
1,5 años
|
Principales contaminantes atmosféricos gaseosos
Contaminante
|
Síntomas
|
Tiempo de exposición
|
Ozono
|
Manchas blancas, paro en el crecimiento, decoloración. En las coníferas
las puntas marrones y necrosificadas
|
4 horas
|
SO2
|
Manchas decoloradas entre las venas, clorosis, parada y reducción del
crecimiento
|
8 horas
|
Nitrato de peroxiacetilo
|
Superficie interior de las hojas blanca o parda.
|
6 horas
|
Cl2
|
Zonas decoloradas en las puntas entre las venas y el corte de hojas
|
2 horas
|
Etileno
|
Hojas blanquecinas
|
6 horas
|
Lesiones causadas por la contaminación del aire en la vegetación
Enfermedad
|
Índice de contaminación
atmosférica
|
Relación
|
Bronquitis
|
Concentración de azufre; concentración total de partículas
|
Relación entre la mortalidad por bronquitis e índices de contaminación
atmosférica
|
Cáncer de pulmón
|
Zonas urbanas frente a
zonas rurales
|
Con correcciones de la edad y el tabaco, el cáncer ocurre 1,5 veces más
en zonas urbanas que en rurales
|
Otros tipos de cáncer
|
Partículas en suspensión; densidad de humos
|
El cáncer de estómago está relacionado de manera significativa con un
índice de partículas depositadas
|
Enfermedad cardiovascular
|
Zonas urbanas frente a
zonas rurales
|
Una reducción sustancial de la contaminación reduciría la mortalidad y
la morbilidad debidas a las enfermedades cardíacas, del 10 al 15 %.
|
Enfermedad respiratoria en general
|
Sulfatos; partículas
|
Gran relación entre el enfisema, la bronquitis y la contaminación
atmosférica. Relaciones con la neumonía y la gripe
|
Mortalidad total
|
Sulfatos; partículas
|
Una reducción del 10 % de las concentraciones de partículas y sulfatos
haría bajar la mortalidad total de un
0,5 % y 0,4 % respectivamente
|
Relación entre mortalidad y morbilidad y los índices de contaminación atmosférica
Formas de expresar las concentraciones de los contaminantes atmosféricos
Son las siguientes:
- Partes por millón: ppm (volumen/volumen).
- Partes por billón: ppm (volumen/volumen).
- Miligramo/metro cúbico: mg/m³
- Miligramo/metro cúbico normal: mg/Nm³
Respecto a esta última, el metro cúbico normal (N) es el metro cúbico normal (m3) seco, es decir con las siguientes condiciones normales:
- Temperatura: 0ºC = 273 ºK
- Presión = 1.013 mb = 101,3 kPa = 1 atm
¿Por qué el metro cúbico normal? Porque si la temperatura de emisión es mayor que la atmosférica, un mol de gas emitido ya no ocupa 22,4 litros, por lo que a temperatura y presiones no normales, o sea no estándar, hay que hacer varias correcciones.
En condiciones normales (0º C y 1 atm) 1 mol de gas ideal ocupa 22,4 l.
Pero si esas condiciones son no normales o no estándar, el volumen ocupado será:
1 mol = 22,4 x T / 273 K x 101 kPa / P
Donde T es la temperatura del gas en grados Kelvin y y P es la presión en kPa. Si esta es en atmósferas, entonces hay que sustituir 101 kPa por 1 atm.
Por ejemplo, si la temperatura del gas es 28 º C, entonces:
1 mol = 22,4 x 301/273 = 24,69 l
Si la temperatura del gas fuera 800 ºC:
1 mol = 22,4 x 1073/273 = 88,04 l
Tal y como se puede comprobar, el volumen varía enormemente en condiciones alejadas de las normales o estándar.
Ejemplo 1. El monitor de una estación de control de la contaminación atmosférica da una concentración diaria promedio para el SO2 de 460 μg/m³ a 25 ºC y 1 atm.
Expresar esta concentración en las siguientes unidades:
a) ppm
b) ppb
Solución:
a) Concentración en ppm
El volumen que ocupa la masa de contaminación se obtiene a través de la ecuación de estado de los gases ideales:
Teniendo en cuenta que ppm en volumen es cm³ contaminante / m³ aire:
b) Concentración en ppb
Como ppb en volumen es mm³ contaminante / m³ aire:
Teniendo en cuenta que ppb en volumen es mm³ contaminante / m³ aire:
Ejemplo 2. Para una concentración de NO de 0,033 ppm, expresar la misma en mg/m³, teniendo en cuenta que se halla a una temperatura de 25 ºC y 750 mm de presión.
Solución:
Como se conoce la concentración de NO en ppm, y en aire 1 ppm = 1 cm³ de contaminante/m³ de aire, se puede calcular directamente el porcentaje en volumen de este contaminante. Posteriormente se calcula la concentración en mg/m³ aire utilizando la ecuación de estado de los gases ideales:
Convertimos los 750 mm a atm:
750 mm x 1 atm / 760 mm = 0,98 atm
A 750 mm y 298 K, tenemos:
jueves, 21 de agosto de 2014
3. CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS Y PRINCIPALES FUENTES ANTROPOGÉNICAS
Contaminantes atmosféricos y principales fuentes antropogénicas. Óxidos de carbono: contaminación por monóxido de carbono, contaminación por dióxido de carbono, el efecto invernadero, causas naturales de la variación del clima, el calentamiento global. Óxidos de azufre: contaminación por óxidos de azufre, la lluvia ácida. Compuestos de nitrógeno: la contaminación por óxidos de nitrógeno, la contaminación por amoniaco. Halógenos: contaminación por flúor, contaminación por cloro, la destrucción de la capa de ozono. Metales e iones metálicos: contaminación por mercurio, contaminación por asbesto, contaminación por berilio, contaminación por plomo, contaminación por cadmio, contaminación por otros metales tóxicos. Hidrocarburos y oxidantes fotoquímicos: contaminación por hidrocarburos y oxidantes fotoquímicos, el smog fotoquímico. Partículas.
Cuestiones y problemas sobre los contaminantes atmosféricos
Contaminación atmosférica
Cuestiones y problemas sobre los contaminantes atmosféricos
Contaminación atmosférica
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