Introducción (capa fluida de unos 10000 km., según autores, que rodea la Tierra. Formada por gases, líquidos y sólidos en suspensión; el 95% de su masa se encuentra en los primeros 15 Km )




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títuloIntroducción (capa fluida de unos 10000 km., según autores, que rodea la Tierra. Formada por gases, líquidos y sólidos en suspensión; el 95% de su masa se encuentra en los primeros 15 Km )
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fecha de publicación28.10.2016
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Partículas.


Sin considerar el agua pura, en la atmósfera se encuentran pequeños sólidos y gotitas líquidas que, en conjunto, reciben el nombre de partículas. Varían muchísimo tanto por la composición química como por el tamaño. Las de tamaño mayor de 10 µm se llaman partículas sedimentables y precipitan pronto, pero las de menor tamaño se llaman partículas en suspensión porque pueden permanecer mucho tiempo en la atmósfera, aunque en general, son eliminadas por la lluvia.
- Partículas sedimentables: son un contaminante primario que tiene alta velocidad de sedimentación. Con un tamaño superior a 10 μ. Origen. Polvo del suelo. Trituración y pulverización de rocas y áridos. Movimientos de tierra. Industrias cementeras… Efectos. Por su rápida sedimentación no son perjudiciales.
- Partículas en suspensión: son un contaminante primario con un tamaño inferior a 10 μ. Origen. Polvo del suelo, erupciones volcánicas, incendios, combustión de combustibles fósiles, sal marina, canteras, minería, industrias cementeras… Efectos: variados, depende de su naturaleza, algunas incluso pueden ser metales pesados (efectos muy graves), en general enfermedades del aparato respiratorio, incremento del efecto invernadero, interfiere en la fotosíntesis (obstruyen los estomas y forman costras que interfieren en la fotosíntesis), reflejan la radiación solar (albedo)…


        1. Compuestos de azufre.


El más abundante es el SO2 (gas incoloro, no inflamable, olor picante e irritante) que resulta principalmente de la oxidación del azufre presente en los combustibles fósiles al quemarse, sobre todo del carbón que es rico en azufre, también procede de incendios y volcanes (todo esto puede formar también SO3). El SO2 se puede transformar en SO3 por oxidación en la atmósfera (en este caso seria contaminante secundario y no se estudia en este apartado de contaminantes primarios), o bien el SO3 se puede formar, al igual que el anterior, sobre todo en las combustiones. El SO3 se puede transformar en ácido sulfúrico (H2SO4) que además de ser muy perjudicial para la salud, es uno de los contaminantes secundarios responsables de la lluvia ácida. El SO2 es muy corrosivo para materiales de construcción (calizas, cementos, pizarras…), metales (hierro, acero galvanizado…), agrietamiento de pinturas, deterioro del cuero… también puede depositarse sobre la vegetación y el suelo, el SO2 produce lesiones en las hojas de las plantas, influye en la actividad fotosintética. En humanos el SO2 produce problemas respiratorios (aunque se necesitan concentraciones superiores a las que causan daños a las plantas) y puede afectar a mucosas como a la ocular. Otro compuesto de azufre es el H2S (gas incoloro, fuerte olor desagradable) se distingue a baja concentración por su mal olor a huevos podridos, procede principalmente del metabolismo anaerobio (descomposición de materia orgánica en pantanos, turberas …), aunque también de volcanes, escapes de refinerías de petróleo y fábricas de gas. De forma natural se oxida en muy pocos días transformándose en SO2. Excepto el H2S todos los demás son óxidos de azufre (SOx).


        1. Compuestos de nitrógeno.


NO (gas incoloro, inodoro, tóxico), NO2 (gas pardo rojizo, olor asfixiante, muy tóxico), N2O (gas incoloro, no tóxico), NH3 (amoníaco de olor irritante). Gran parte del NO se transforma en NO2 mediante reacciones fotoquímicas y el amoníaco se oxida a óxidos de nitrógeno. Óxidos de nitrógeno (NOx) son todos excepto el amoniaco NH3.
Origen. Combustibles, motores, vehículos, aviones. Industria química. Fabricación de fertilizantes. Descargas eléctricas en tormentas. Incendios forestales. Erupciones volcánicas. Acción bacteriana en el suelo. En resumen el NO2 procede casi en su totalidad de las combustiones de origen antrópico, el NO tiene varios orígenes entre ellos también las combustiones y el N2O procede de la desnitrificación bacteriana, cada vez más abundante por el uso de abonos nitrogenados a gran escala (aunque también puede proceder de las combustiones). El amoníaco procede sobre todo de la descomposición anaerobia.

Efectos. Sobre los tintes textiles, las corrosiones en estructuras metálicas y el aparato respiratorio (en los 3 casos NO2), sobre el crecimiento de las plantas (NO2), incremento del efecto invernadero (N2O). El NO2 es de color marrón-rojizo muy abundante en las ciudades (debido al tráfico) dando este color tan típico en las cúpulas de contaminación que envuelven muchas ciudades, al reaccionar el NO2 con el agua origina ácido nítrico (contaminante secundario muy reactivo que además participa en la formación de la lluvia ácida junto con el ácido sulfúrico).


        1. Óxidos de carbono.


Óxidos de carbono. El CO (gas incoloro, inodoro, insípido, inflamable, tóxico, es el contaminante del aire más abundante (porque el CO2 no se considera contaminante propiamente dicho, por ser producido en la respiración y usado en la fotosíntesis de forma natural) y de más amplia distribución), CO2 (gas incoloro, inodoro, no tóxico).

Origen. Combustión de combustibles fósiles y de biomasa genera CO2 si hay suficiente oxígeno, si no forma CO (combustión incompleta, los vehículos generan mucho CO), erupciones volcánicas e incendios forestales generan ambos óxidos de carbono. El CO2 se forma en la respiración celular de los seres vivos e incluso en algunas fermentaciones. La degradación de la clorofila, la emisión por los océanos y descomposiciones anaerobias de metano (CH4) son otras fuentes de CO (esta última es la fuente más abundante de CO). El CO se puede transformar en CO2 (por hongos del suelo no presentes en las ciudades).

Efectos. Sobre los aparatos respiratorio y circulatorio (CO) ya que el monóxido de carbono bloquea la capacidad de la hemoglobina para transportar el oxígeno ya que se une a la hemoglobina, puede causar muerte por asfixia incluso a muy bajas concentraciones ya que su afinidad por la hemoglobina es más de 200 veces mayor que la del oxígeno (a los vegetales y animales inferiores no afecta porque no tienen hemoglobina). Incremento del efecto invernadero (CO2).



        1. Hidrocarburos.


La mayor parte de los hidrocarburos de la atmósfera son de origen natural como la descomposición anaerobia de la materia orgánica (pantanos, marismas, aparatos digestivos sobre todo de herbívoros…) que produce el más abundante y menos reactivo de los hidrocarburos que es el metano (CH4), aunque produce efecto invernadero. Las plantas liberan los hidrocarburos terpenos (componentes volátiles de resinas y esencias).
Los de origen antrópico se forman en arrozales, depuradoras y vertederos (CH4 por descomposición), evaporación de disolventes orgánicos (usados en pinturas, barnices, lacas…) y sobre todo por industrias petrolíferas y vehículos. Los hidrocarburos son muy abundantes en las ciudades.
Además del efecto invernadero producido por el metano, el principal efecto de los hidrocarburos es que pueden reaccionar en la atmósfera (por procesos de oxidación fotoquímica) dando contaminantes secundarios muy perjudiciales como el ozono troposférico que a su vez induce la formación de otros oxidantes fotoquímicos (intervienen en el smog fotoquímico) como PAN (nitrato de peroxiacetilo), PPN (nitrato de peroxipropionilo), NPBz (nitrato de peroxibenzoilo) y ácidos nítrico y sulfúrico.
Es muy importante destacar otros compuestos orgánicos de carbono, aunque no son estrictamente hidrocarburos (sólo C y H), como las dioxinas y furanos y los policlorobifenilos (PCB), los 3 tienen efectos cancerígenos y mutagénicos y son producidos en la incineración de residuos que contienen sustancias cloradas y en reacciones durante el tratamiento de productos químicos clorados (como sucede en la industria química de pesticidas).


        1. Compuestos halogenados y sus derivados.


Son sustancias que contienen cloro y flúor, destacan: Cl2 (muy tóxico), HCl (ácido clorhídrico o cloruro de hidrógeno, de olor fuerte e irritante), CFCs (clorofluorocarbonos) y HF (ácido fluorhídrico o fluoruro de hidrógeno, gas incoloro, olor irritante y muy corrosivo).
Origen. Erupciones volcánicas, emisiones marinas. Industrias químicas, aerosoles, vehículos e industrias. Los plásticos conocidos como PVC (policloruros de vinilo) desprenden cloro por incineración, la industria libera poca cantidad de cloro, pero éste se encuentra entre los gases expulsados por los vehículos. El HF y sus derivados tienen su origen en la actividad de industrias de aluminio, fertilizantes, vidrio, cerámicas…
Efectos. Los CFCs no son tóxicos ni inflamables y son muy estables por lo que se emplean en aerosoles, formación de espumas, refrigerantes y frigoríficos, pero en la estratosfera provocan la destrucción de la capa de ozono, irritación de las vías respiratorias y mucosas (sobre todo el cloro), decoloración de las plantas, los derivados del flúor son muy corrosivos.


        1. Metales pesados.


Son elementos químicos de masa atómica y densidad elevadas presentes en la atmósfera como partículas y en pequeñas concentraciones. Se consideran muy peligrosos, puesto que no se degradan ni química ni biológicamente (vida media de miles o millones de años), por lo que se acumulan en los seres vivos transfiriéndose a través de las cadenas alimentarias, entre los más nocivos destacan: Pb, Cd, Hg, Ar, Ni. (aprender sobre todo el plomo y el mercurio que son los más conocidos).
Origen. Combustión de combustibles fósiles, industria metalúrgica, nuclear y espacial, minería, incineración de residuos. Por su peligrosidad destacar el mercurio que se desprende de la combustión del carbón y de la incineración de residuos urbanos e industriales, aparece en algunos fungicidas usados en agricultura. Y destacar también el plomo que hasta hace poco estaba en gasolinas y en pinturas.
Efectos. Son acumulativos. Actúan sobre los aparatos respiratorio, circulatorio y sistema nervioso, además son carcinógenos (cancerigenos).


        1. Ruido.


Se puede definir como todo sonido molesto e intempestivo que produce efectos fisiológicos y psicológicos en las personas. Origen. Cualquier actividad humana que produzca vibraciones: tráfico, industrias, obras, aeropuertos, sirenas, electrodomésticos, lugares de ocio (cafeterías, discotecas…), TV… Efectos. Sobre las personas: efectos fisiológicos y psicológicos, entre los que destacan pérdida de audición, dolor de cabeza, aceleraciones del ritmo cardíaco y respiratorio, aumento de la presión sanguínea, úlcera, pérdida de apetito, náuseas, disminución de la secreción salivar, vómitos, alteraciones del equilibrio y vértigos, alteraciones hormonales como exceso de adrenalina, irritabilidad, estrés, neurosis, alteraciones del sueño, disminución de la concentración en el trabajo (accidentes laborales y errores) y en los estudios (dificultades en el aprendizaje)… Las vibraciones también pueden afectar a edificios y monumentos.


        1. Radiaciones ionizantes.


Las radiaciones ionizantes son una serie de partículas u ondas electromagnéticas que se caracterizan por producir cambios en la materia que atraviesan al ionizar los átomos que la forman. Son los rayos X, y γ (gamma) y las partículas α y β. Las más penetrantes, y por tanto, las más peligrosas son los rayos X (poder de penetración de decímetros) y gamma (metros).
Origen. Desintegración natural de átomos presentes en rocas y minerales. Residuos explosivos nucleares, actividades de investigación que emplean marcadores radiactivos, actividades médicas de tratamiento y exploración (rayos X, gammagrafías…) y todo lo relacionado con las centrales nucleares como la minería del uranio, el enriquecimiento del uranio, los residuos de las centrales nucleares, accidentes en las centrales, escapes…
Efectos. El gran peligro de estas radiaciones es que pueden afectar al ADN, hasta provocar mutaciones que pueden transmitirse genéticamente, cáncer, malformaciones genéticas, etc.


      1. Secundarios.


Son los que se forman por interacción química entre contaminantes primarios o entre éstos y componentes normales de la atmósfera, especialmente el vapor de agua y la radiación solar, formándose otros compuestos nuevos por transformación de los ya existentes.


        1. Anhídrido sulfúrico (SO3) y ácido sulfúrico (H2SO4)


El SO3 formado a partir del SO2, es un gas incoloro que participa en el smog clásico (corrosivo y peligroso para el aparato respiratorio) y se condensa rápidamente y reacciona con el agua para formar el H2SO4 que es un contaminante secundario responsable de la lluvia ácida, junto con el HNO3.


        1. Tritóxido de nitrógeno (NO3)


El NO3 procede de la oxidación del NO2 por el ozono, juega un papel destacado en el smog fotoquímico u oxidante que irrita las vías respiratorias y daña a las plantas.

Curiosidad:




        1. Nitrato de peroxiacetileno (PAN)


Se forma a partir de los hidrocarburos mediante una reacción fotoquímica (ver reacción química anterior). Es una de las sustancias responsables del smog fotoquímico y como todas las otras sustancias contaminantes del smog fotoquímico es un oxidante (irrita las vías respiratorias y daña a las plantas).


        1. Ozono troposférico (O3).


Gas azul pálido, irritante y picante. Se descompone fácilmente, lo que explica su poder oxidante.

Origen. Acción de la radiación ultravioleta sobre el O2, acción de la luz ultravioleta sobre los NOx e hidrocarburos, descargas eléctricas sobre el O2 atmosférico.

Efectos. Irritación del aparato respiratorio. Dolores de cabeza, efecto invernadero (aunque en la estratosfera es beneficioso, en la troposfera el ozono es un contaminante), participa en el smog fotoquímico. Ataca a las plantas y materiales.



    1. DispersiÓn de contaminantes. Emisión e inmisión.




  • Emisión; es la cantidad de contaminante emitido desde cualquier medio emisor (fuente contaminante) en un período de tiempo determinado. Se suele expresar en µg/m3 o en ppm. Ejemplo la cantidad de contaminante que sale del tubo de escape de un coche o de la chimenea de una fábrica.




  • Inmisión; es la cantidad de contaminante que llega al receptor una vez transportados y difundidos por la atmósfera. Por ejemplo la cantidad de contaminante presente en la clase, la calle o cualquier otro lugar.


La dispersión de los contaminantes, para evitar valores altos de inmisión en un lugar determinado, depende de las características de las emisiones, de las condiciones atmosféricas y de características geográficas y topográficas.

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