T03- Contaminantes atmosféricos (2016)

Resumen Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Evaluación de la Contaminación Ambiental
Año del apunte 2016
Páginas 17
Fecha de subida 02/04/2016
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TEMA 3 Los contaminantes atmosféricos.
1. Material particulado.
Partículas de diversos tamaños, composición o estado físico suspendidas en el aire.
Aerosoles  Material particulado formado por núcleos sólidos o líquidos de tamaño comprendido entre 0,001μm y 500μm, y de composición química muy variable.
Mezcla heterogénea de partículas sólidas o líquidas suspendidas en un gas.
La importancia de las partículas radica en sus propiedades físico-químicas: - Absorben, emiten y reflejan luz (“scattering”)  Afectan el balance radiativo del planeta = Efecto directo.
- Proveen superficies para la deposición de moléculas  Favorecen la condensación y la formación de nubes = Efecto indirecto.
- Proveen superficies sobre las cuales ocurren reacciones químicas  Actúan como catalizadores de reacciones.
- Al ser respirables (<10μm) pueden provocar efectos nocivos sobre la salud.
 Clasificación según el tamaño: - - Partículas ultrafinas (Ø < 0,1μm)  Reciben el nombre de “partículas en suspensión”, pudiendo ser trasladadas a grandes distancias por la acción del viento.
1) Partículas de nucleación (< 0,03) 2) Partículas de Aitken (0,05 – 0,1) Partículas finas (0,1μm < Ø < 10μm) También reciben el nombre de “partículas en suspensión”, y pueden ser trasladadas a grandes distancias por la acción del viento.
Partículas gruesas (Ø > 10μm)  Reciben el nombre de “partículas o material sedimentable”, y están en el aire durante períodos cortos de tiempo.
PST  Partículas en suspensión totales.
PMx  Partículas con distinto diámetro (x es el diámetro).
PM10  Perduran minutos u horas.
PM2,5  Perduran días o incluso semanas en condiciones meteorológicas adecuadas.
Altos niveles de partículas en España (respecto al norte de Europa) influidos por: - Condiciones atmosféricas (menor precipitación y acción eólica).
- Grandes aportes de partículas procedentes del norte de África (polvo sahariano).
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 1  Clasificación según el origen: - Aerosoles de origen natural  Marinos, geológicos, volcánicos, biogénicos, cósmicos.
Aerosoles de origen antropogénico: 1) Aerosoles primarios  Son emitidos directamente como partículas.
2) Aerosoles secundarios  Son el resultado de reacciones químicas.
2. Aerosoles secundarios.
Las partículas pueden ser el resultado de una conversión de “gas a partícula”.
La unión de moléculas gaseosas puede formar partículas extremadamente pequeñas (nucleación).
Los gases también pueden condensarse sobre partículas preexistentes en la atmósfera para dar lugar a aerosoles mayores.
 Núcleos de condensación de las nubes (CCN): Los aerosoles de la atmósfera permiten que se formen las nubes = Efecto indirecto.
No todos los aerosoles sirven como CCN, depende del tamaño de la partícula, su composición química…etc.
Para actuar como CCN, las partículas deben ser lo suficientemente higroscópicas y deben contener suficiente cantidad de material soluble en agua.
El número y tamaño de las partículas cambian las características de las nubes.
Incrementando el número de partículas capaces de formar gotas en la atmósfera, las nubes tendrán más gotas aunque de menor tamaño, lo que hace que disminuyan las nubes de lluvia.
El número y tamaño de las gotas son importantes para la producción de lluvia y determinan las propiedades ópticas de las nubes = Efecto directo (capacidad de alterar la radiación solar.
Como las actividades humanas son importantes productoras de materia particulada, modifican el número y las características de las nubes.
 Aerosoles secundarios naturales: - La mayoría de los aerosoles secundarios provienen de las emisiones naturales de azufre.
En el ambiente marino, la mayor parte del azufre la emite el fitoplancton en forma de dimetil sulfuro, que reacciona con los compuestos atmosféricos formando partículas de SO2 y de sulfatos.
En la tierra, la descomposición natural de la vegetación y de los animales produce H2S.
Los volcanes liberan directamente SO2 que forma en la atmósfera aerosoles de sulfatos.
 Aerosoles secundarios antropogénicos: - Los humanos producen muchas especies nitrogenadas que dan aerosoles de nitratos.
Algunos compuestos antropogénicos, procedentes de procesos de combustión de petróleo y quema de biomasa, dan lugar a aerosoles de carbono.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 2 3. Deposición.
Deposición  Salida de las partículas de la atmósfera.
Deposición seca  Es la caída de las partículas hasta la superficie por gravedad.
Este proceso se llama sedimentación y normalmente afecta a las partículas de más peso, por eso las partículas más grandes se encuentran siempre cerca de la fuente donde se producen.
Una cantidad no superior al 20% de toda la depuración de las partículas atmosféricas tiene lugar mediante deposición seca.
Deposición húmeda  El proceso más importante de depuración es la que se da cuando las partículas son retiradas de la atmósfera asociadas a gotas de agua que favorecen su descenso (lluvia, nieve, hielo…).
Cuando comienza a llover, las partículas que forman los CCN descienden con las gotas de agua de las que forman parte (rainout) y además las gotas de agua pueden arrastrar a otras partículas suspendidas en el aire en su camino descendiente, eliminándolas de la atmósfera (washout).
Es el método más efectivo en la eliminación de partículas superiores a 1μm.
 Efectos de las partículas.
Los principales factores determinantes de los efectos de las partículas son: - El tamaño, ya que condiciona el lugar donde se depositan.
- La composición química, que es la responsable de su toxicidad.
Las partículas más grandes se filtran en la nariz y en la garganta y no causan problemas, pero las PM10 pueden instalarse en bronquios y pulmones, y causar problemas de salud.
Las PM2,5 tienden a penetrar en el sistema de intercambio de gases del pulmón.
Las partículas muy pequeñas (< 0,5 μm) pueden llegar a los alvéolos pulmonares y de allí al torrente sanguíneo y a diversos órganos del cuerpo humano.
Algunos de sus efectos son asma, cáncer de pulmón y problemas cardiovasculares.
Otro efecto importante es que dificultan la visibilidad (bruma contaminante).
La abundancia relativa de material particulado varía según el medio: - Aire rural  70 μm/m3 Ambiente urbano  300 μm/m3 Fábricas y talleres  103 μm/m3 Gases de central térmica  105 μm/m3 Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 3 4. Legislación.
La publicación de la Directiva 96/62/CE del Consejo de la Unión Europea del 27 de septiembre de 1996, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente, exige a los estados miembros la designación de las autoridades competentes y organismos encargados de realizar la evaluación de la calidad del aire ambiente y la autorización de los dispositivos de medición, asegurando la calidad de las mediciones efectuadas y el análisis de los métodos de evaluación.
Establece: - Los criterios para la realización de la evaluación de la calidad del aire ambiente, de forma que sean comunes para todos los estados miembros y, por tanto, comparables entre sí.
- La necesidad de informar a la población en caso de que se superen los umbrales de alerta establecidos para cada uno de los contaminantes atmosféricos.
El Estatuto de Autonomía de la Comunitat Valenciana establece que corresponde a la Generalitat Valenciana el desarrollo legislativo y la ejecución en materia de protección del medio ambiente.
El Decreto 75/2011 de 24 de junio (GV) atribuye a la Consellería d’Infraestructures, Territori i Medi Ambient las competencias en materia de medio ambiente.
Corresponde a la Direcció General de Qualitat Ambiental el ejercicio de las funciones en materia de calidad y educación ambiental, residuos, control de la contaminación, protección del medio ambiente atmosférico, intervención administrativa ambiental, inspección ambiental y cambio climático.
En el Real Decreto 102/2011 de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire, aparecen las siguientes definiciones: - Aire ambiente  El aire exterior de la baja troposfera, excluidos los lugares de trabajo.
- Contaminante  Cualquier sustancia presente en el aire ambiente que pueda tener efectos nocivos sobre la salud humana, el medio ambiente en su conjunto y demás bienes de cualquier naturaleza.
- Nivel  La concentración de un contaminante en el aire ambiente o su depósito en superficies en un momento determinado.
- Evaluación  Cualquier método utilizado para medir, calcular, predecir o estimar el nivel de un contaminante en el aire ambiente o sus efectos.
- Valor límite  Un nivel fijado basándose en conocimientos científicos, con el fin de evitar, prevenir o reducir los efectos nocivos para la salud humana y para el medio ambiente en su conjunto y demás bienes de cualquier naturaleza, que debe alcanzarse en un plazo determinado y no superarse una vez alcanzado.
- Margen de tolerancia  Porcentaje del valor límite o cantidad en que éste puede sobrepasarse con arreglo a las condiciones establecidas.
- Nivel crítico  Nivel fijado con arreglo a conocimientos científicos por encima del cual pueden producirse efectos nocivos para algunos receptores como las plantas, árboles o ecosistemas naturales, pero no para el hombre.
- Valor objetivo  Nivel de un contaminante que deberá alcanzarse, en la medida de lo posible, en un momento determinado para evitar, prevenir o reducir los efectos nocivos sobre la salud humana, el medio ambiente en su conjunto y demás bienes de cualquier naturaleza.
- Umbral de información  Nivel de un contaminante a partir del cual una exposición de breve duración supone un riesgo para la salud humana de los grupos de población especialmente vulnerables, y las administraciones competentes deben suministrar una información inmediata y apropiada.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 4 - Umbral de alerta  Un nivel a partir del cual una exposición de breve duración supone un riesgo para la salud humana que afecta al conjunto de la población y requiere la adopción de medidas inmediatas.
Zona  Porción de territorio delimitada por la administración competente y utilizada para evaluación y gestión de la calidad del aire.
- Aglomeración  Concentración de población superior a 250.000 habitantes o bien, cuando la población sea igual o inferior a 250.000 habitantes, con una densidad de población por km2 que determine la administración competente y justifique que se evalúe y controle la calidad del aire ambiente.
- Ubicaciones de fondo urbano  Lugares situados en zonas urbanas cuyos niveles sean representativos de la exposición de la población urbana en general.
Informaciones mínimas que deberán comunicarse a la población en caso de superación de un umbral de alerta: 1) Fecha, hora, lugar del episodio y causas del episodio (si se conocen).
2) Previsiones  Modificación de las concentraciones, zona geográfica afectada y duración.
3) Tipo de población potencialmente sensible al episodio.
4) Precauciones que debe tomar la población sensible.
 Valores límite para las partículas PM10:  Valor límite para las partículas PM2,5: Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 5 5. Método de medida de partículas.
PM10  Partículas que pasan a través del cabezal de tamaño selectivo, definido en el método de referencia para el muestreo y la medición de PM10 de la norma UNE-EN 12341, para un diámetro aerodinámico de 10μm con una eficiencia de corte del 50%.
PM2,5  Partículas que pasan a través del cabezal de tamaño selectivo, definido en el método de referencia para el muestreo y la medición de PM2,5 de la norma UNE-EN 14907, para un diámetro aerodinámico de 2,5μm con una eficiencia de corte del 50%.
 Técnica de medida de referencia: Normas UNE-EN 12341 y UNE-EN 14907 describen: - Método de referencia.
- Procedimiento para demostrar la equivalencia de otros métodos de medida al de referencia.
El aire se hace pasar a través de un cabezal de tamaño selectivo y las partículas se depositan en un filtro.
Al menos 50% de las partículas que se recogen en el filtro deben ser PM10 o PM2,5 (según se midan unas u otras).
El filtro se pesa antes y después del muestreo según unas condiciones establecidas en la Norma y en una balanza con sensibilidad de al menos 10μg.
6. Plomo.
Tamaño de las partículas = 2/3 del emitido en atmósferas urbanas se encuentra en partículas < 5μm.
Muy peligroso para el medio ambiente debido a: 1) Su elevada toxicidad  Degeneración del tejido nervioso central.
Se producen alteraciones en el crecimiento y en el desarrollo mental, así como en el sentido del oído.
Puede ocasionar anemia al interferir con el hierro en la formación de hemoglobina.
2) No sufre ni degradación química ni biológica  Permanece en el medio durante largos períodos de tiempo, afectando a las cadenas tróficas, debido a la acumulación de plomo en los organismos de los seres vivos (biacumulación).
Fuentes: - Atropogénicas  Industrias químicas, industrias mineras, procesos de fundición y recuperación de metales, incineración de residuos, combustión de carbón y gasolinas… Técnica de medida de referencia  Método de espectrometría de absorción atómica.
Los átomos de los distintos elementos absorben radiación de una longitud de onda característica. Un monocromador (filtro) cumple la función de seleccionar la longitud de onda específica a la que absorbe el elemento que se analiza.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 6 7. Metales.
Dentro de las partículas podemos encontrar diferentes metales. Algunos son netamente tóxicos, otros pueden tener un efecto nocivo a elevadas concentraciones, mientras que muchos metales son elementos esenciales para la vida.
 Se clasifican: - Según su masa específica: 1) Pesados  Densidad > 5 g/m3 2) Ligeros  Densidad < 5 g/m3 - Según su presencia en la corteza terrestre: 1) Abundantes  > 1000 ppmv 2) Trazas  < 1000 ppmv Motivos que convierten algunos metales en tóxicos peligrosos: - - - Persistencia  Se trata de elementos simples que no son degradados ni química ni biológicamente, pueden formar compuestos cuya toxicidad sea menor o mayor que la del elemento puro, pero el metal siempre es recuperable.
Estabilidad  Pueden ser transportados a grandes distancias tanto por aire como por agua, hasta entrar en un organismo vivo, donde su ritmo de eliminación es lento, por lo que se transmiten dentro de la cadena trófica, acumulándose en los animales que ocupan su parte alta.
Efectos crónicos  El hombre acumula metales en su organismo, pues estos pueden tener una permanencia de varios años, pudiéndose producir efectos graves al alcanzar una cierta concentración.
Los procesos que hacen aparecer metales en la atmósfera pueden ser: - Combustión de carburantes fósiles  El carbón libera Ni, Cr, Zn, Hg, Sn y otros.
Minería  Las menas metálicas al aire y los depósitos de residuos mineros sufren meteorización acelerada y pueden liberar metales en forma de partículas en suspensión o gases.
Industria metalúrgica  Libera partículas y gases en los procesos de fundición y refinado.
Corrosión y desgaste de materiales metálicos  Materiales corroídos por su exposición al exterior, baterías gastadas… (Pb, Hg, Cd, Ni).
Incineración de residuos.
Liberación directa  Fumigaciones con compuestos de Hg.
Industria nuclear y espacial  Materiales radiactivos residuales.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 7 8. Derivados del azufre.
 SO2 (Dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso): Contaminante primario emitido en mayor cantidad, después del CO.
Es un gas más pesado que el aire, bastante estable, soluble en agua, incoloro, no inflamable que en altas concentraciones tiene un olor fuerte e irritante para las vías respiratorias.
2-4 días de vida media (tiempo que tarda en que su concentración se reduzca a la mitad).
Concentración normal en la atmósfera es de 24-90 pptv.
Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie, y el resto se convierte en iones sulfato, por lo que es un importante precursor en la lluvia ácida.
Fuentes: - Naturales (60%)  Volcanes, descomposición biológica, oxidación del H2S en la atmósfera.
- Antropogénicas  Aglomeraciones urbanas (calefacción y automóviles), industrias (centrales térmicas, fundiciones, refinerías de petróleo…).
Umbral de alerta = 500 μg/m3.
Se considerará superado el umbral cuando durante tres horas consecutivas se exceda dicho valor cada hora, en lugares representativos de la calidad del aire en un área de como mínimo 100 km2.
Técnica de medida de referencia  Fluorescencia UV.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 8  SO3 (Trióxido de azufre, óxido sulfúrico o anhídrido sulfúrico): Es un contaminante secundario que se forma cuando el SO2 reacciona con el oxígeno de la atmósfera.
2 SO2 + O2 → 2 SO3 Reacciona rápidamente con el agua formando ácido sulfúrico que se disuelve en el agua del aire y puede seguir suspendido en él durante largos períodos de tiempo.
SO3 + H2 O → H2 SO4 Contribuye de forma muy importante a la lluvia ácida.
9. Derivados del carbono.
 CO (Monóxido de carbono): Contaminante primario, es el más abundante y ampliamente distribuido en la troposfera.
Gas incoloro, inodoro, insípido, menos denso que el aire (se acumula en la parte alta de los recintos).
Su vida media en la atmósfera es de 2-4 meses.
Es muy tóxico y puede causar la muerte cuando se respira en niveles elevados.
Se combina con la hemoglobina de la sangre (200-300 veces más afín que el oxígeno), formando carboxihemoglobina, lo cual impide la formación de oxihemoglobina, y por tanto el transporte de oxígeno por la sangre.
Es responsable de la muerte de muchas personas en minas de carbón, incendios y lugares cerrados.
Fuente principal: Combustión incompleta del carbono (cuando hay poco oxígeno)  1 C + 2 O2 → CO TLV-TWA  Concentración media ponderada en el tiempo, para una jornada normal de trabajo de 8 horas y una semana laboral de 40 horas, a la que pueden estar expuestos casi todos los trabajadores repetidamente día tras día, sin efectos adversos.
IPVS  Concentración máxima de un agente químico bajo la cual una persona puede escapar en un período máximo de 30 minutos sin que los daños producidos impidan el escape o provoquen efectos irreversibles.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 9 Fuentes: - Naturales  El mar (se origina por oxidación biológica causada por organismos marinos), vulcanismo, y oxidación del metano en reacciones fotoquímicas.
- Antropogénicas  Después del CO2, es el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales.
Se produce cuando se queman (en ambientes de poco oxígeno = combustión incompleta) materiales combustibles como gas, gasolina, keroseno, carbón, petróleo, en la incineración de residuos urbanos, en los incendios forestales, consumo de tabaco…etc.
Técnica de medida de referencia  Absorción de radiación infrarroja no dispersiva.
Se coloca la muestra de aire con CO a analizar en el interior de una cámara que es atravesada por luz infrarroja.
La atenuación de la radiación que pasa a través de la cámara nos da una medida de la concentración de CO en la muestra, de acuerdo con la ley de Lambert-Beer.
No sólo el CO, sino también otros compuestos que se encuentren en el aire de la muestra absorberán luz infrarroja, en particular el agua y el CO2, que tienen bandas de absorción anchas que pueden interferir con la medida de CO.
Se han desarrollado diferentes soluciones técnicas para suprimir estos efectos, por ejemplo midiendo la absorción IR de una longitud de onda específica (4,7 μm para CO) en la que no absorben los otros compuestos presentes en la muestra.
 CO2 (Dióxido de carbono): Es un gas sin color, olor ni sabor, presente en la atmósfera de forma natural, y no es tóxico.
Enormes cantidades del orden de 1012 Tm, pasan por el ciclo natural del carbono en el proceso de fotosíntesis de las plantas.
Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo una sustancia que contamina, pero se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad: - Contribuye de forma importante al efecto invernadero.
- Su concentración está aumentando (quema de combustibles fósiles y de bosques).
Fuentes: - Naturales  Respiración, descomposición de materia orgánica, incendios forestales naturales.
- Antropogénicas  Procesos de combustión (producción de energía, calefacción y transporte, quema de combustibles fósiles, quema de biomasa…).
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 10  COVs (Compuestos orgánicos volátiles): Engloban tanto los hidrocarburos (alcanos, alquenos, alquinos e HC aromáticos), como otras sustancias (aldehídos, cetonas, ácidos…) todas ellas de temperatura de ebullición < 100ºC.
Los HC se suelen dividir en dos grupos: - Metano  85% del total.
- HC no metánicos  Alcanos (9%), Alquenos (2,7&), Alquinos (1%) y los HC aromáticos (2,3%).
Su importancia estriba en que son precursores de la formación de ozono troposférico.
Los HC aromáticos (los que poseen las propiedades especiales asociadas con el anillo del benceno), son potencialmente cancerígenos, sobre todo los policíclicos (el benceno es un carcinógeno humano demostrado que favorece el desarrollo de todo tipo de leucemias).
Los HC presentan baja toxicidad, pero su reactividad fotoquímica da compuestos oxidados que son los perjudiciales.
Fuentes: - Naturales  Plantas (isoprenos), microorganismos, insectos (metano).
- Antropogénicas  Combustión incompleta, evaporación de combustibles, pinturas, barnices, lacas, y otros productos que emiten HC a la atmósfera por evaporación y en los procesos de fabricación, industrias del petróleo, alimentación y química orgánica.
 COVs (Metano): Es el más abundante e importante de los HC atmosféricos.
Vida media en la troposfera de 7-10 años, y un nivel de fondo de 1,5 ppmv.
Es un contaminante primario que se forma de manera natural en diversas reacciones anaeróbicas del metabolismo: el ganado, las reacciones de putrefacción y la digestión de las termitas forma metano en grandes cantidades.
También se desprende del gas natural, del que es un componente mayoritario.
Es destruido en la baja atmósfera porque reacciona con radicales libres hidroxilo (OH-) y con el CO formando ozono, entre otros compuestos.
Se considera que no produce daños en la salud ni en los seres vivos, pero contribuye al efecto invernadero y también a la desaparición del ozono estratosférico.
Fuentes: - Naturales  Descomposición anaeróbica de materia orgánica y en los sistemas digestivos de termitas y rumiantes.
- Antropogénicas  Cultivos de arroz, quema de biomasa y combustibles fósiles, basureros (los residuos sólidos urbanos contienen una gran cantidad de basuras orgánicas cuya fermentación confinada produce CH4 y gases como el biogás)… Biogás = mezcla de CH4 y CO2 (50-70%) + pequeñas proporciones de H2, N2, O2 y H2S Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 11 10. Derivados del nitrógeno.
 N2O (Óxido nitroso o monóxido de dinitrógeno): Es un gas incoloro, de olor dulce y más denso que el aire que puede resultar tóxico a altas concentraciones (inhibe la producción de glóbulos blancos en la médula espinal), se conoce como gas de la risa.
Se utiliza como anestésico, en aplicaciones industriales (propelente)…etc.
En la troposfera es prácticamente inerte y su vida media es de más de 100 años.
Va desapareciendo en la estratosfera en reacciones fotoquímicas (influencia en la destrucción de la capa de ozono).
Es también un importante gas de efecto invernadero.
Fuentes: - Naturales  Procesos biológicos en océanos y suelos.
- Antropogénicas  Combustiones, producción de nylon y ácido nítrico, agricultura (30-50% del fertilizante nitrogenado es absorbido por los cultivos, un porcentaje significativo del no absorbido se convierte en N2O).
 NOx  NO (Óxido de nitrógeno) y NO2 (Dióxido de nitrógeno): El NO es un gas incoloro y el NO2 es un gas de color rojo pardo intenso.
El NO es emitido en mayor cantidad, pero sufre una rápida oxidación a NO2 (predomina en la atmósfera).
El NO es inocuo, pero el NO2 es un irritante de las vías respiratorias.
Los NOx son muy reactivos por lo que son descompuestos rápidamente (vida media corta).
Se oxidan rápidamente a NO-3 en forma de aerosol o, a través de la reacción del NO2 con el vapor de agua de la atmósfera, se forma ácido nítrico (HNO3), que es un componente importante de la lluvia ácida.
Son precursores de la formación de ozono troposférico (ambiente urbano), y de la formación de partículas secundarias como los nitratos de peroxiacilo (PAN).
No se acumulan en la cadena alimentaria.
Fuente principal: Combustión a alta temperatura en presencia de aire (N2 molécula muy estable, ya que el triple enlace N-N es muy fuerte).
N2 + O2 → 2 NO 2 NO + O2 → 2 NO2 Algunas bacterias han desarrollado mecanismos especiales para romper el triple enlace N-N y formar compuestos oxidados.
Este enlace se rompe por calor, lo que solo ocurre bajo condiciones extremas (ej: combustión de gasolina en el motor de un coche)  La mayoría del NOx antropogénico proviene del transporte.
Pero también puede ocurrir en otras reacciones muy caloríficas, como en la parte más caliente de las llamas que se producen al arder la biomasa o en procesos de fundición, electrochapado…etc.
Pero la mayor fuente son las tormentas eléctricas (rayos) donde se alcanzan temperaturas de 30000ºC y los enlaces de nitrógeno se rompen con gran facilidad.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 12 Umbral de alerta del NO2 = 400μg/m3 Se considerará superado cuando, durante 3 horas consecutivas, se exceda dicho valor cada hora en lugares representativos de la calidad del aire en un área de, como mínimo 100km2 o en una zona o aglomeración entera, tomando la superficie que sea menor.
Técnica de medida de referencia  Quimioluminiscencia.
Se determina el NO por reacción con O3, formándose NO2 excitado que, al volver a su estado fundamental, emite luz entre 590-3000nm, con un pico a 1200nm (IR).
NO + O3 → NO2 + O2 NO2 → NO2 + hv La intensidad de la luz infrarroja emitida es proporcional a la concentración de NO: I = k · CNO Para determinar la concentración de NO2, éste se descompone por fotodisociación con luz UV en NO y O, determinándose la concentración de NO como se ha descrito: NO2 + hv → NO + O Una vez obtenidas las concentraciones de NO y de NO2, se suman para obtener la concentración de NOx.
 NH3 (Amoníaco): Tiene un importante papel en la química de la troposfera.
Es casi el único contaminante atmosférico con carácter básico, neutralizando una parte importante de los ácidos sulfúrico y nítrico formados por la oxidación del SO2 y de los NOx.
Como ión amonio (Se forma cuando se combina una molécula de amoniaco y un ión hidrógeno), es un constituyente importante de los aerosoles con incidencia ene l efecto invernadero.
Fuente principal: Producción de alimentos (agricultura y ganadería).
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 13 11. Cloro-fluoro-carbonos (CFCs).
Son sustancias químicas sintéticas (no naturales, de origen puramente industrial), formadas por cloro, flúor y carbono.
Son prácticamente no reactivos en la troposfera y relativamente insolubles en agua, y por ello no son eliminados de la atmósfera por la lluvia, ni se disuelven en los océanos.
Durante los años 50-60 del siglo XX, los CFCs se utilizaron para diversas aplicaciones: Propelentes en aerosoles, fabricación de plásticos y limpieza de componentes electrónicos (el uso de los CFCs a nivel mundial se duplicaba cada 6 o 7 años).
A principios de la década de los 70 la industria utilizaba 106 Tm por año.
Aunque hace tres décadas, la mayoría de los científicos no aceptaban la idea de que estas sustancias químicas industriales tan inocuas en la troposfera pudieran destruir el ozono de la atmósfera superior, hoy en día se sabe que el cloro contenido en estos productos es uno de los responsables de la creación del agujero de ozono.
Las moléculas de CFC tienen una larga vida activa.
El CFC-11 es activo durante unos 65 años y el CFC-12 durante unos 110 años.
Los más comunes son el CFC-11, CFC-12, CFC-113, CFC-114, CFC-115 que tienen respectivamente, un potencial de agotamiento del ozono (PAO) de 1, 1, 0,8, 1 y 0,6.
Se toma como referencia con valor 1 el potencial del CFC-11.
Además, la producción de CFCs contribuye con el 14% aproximadamente al efecto invernadero.
Cada molécula de CFC-11 y de CFC-12 contribuye 3500 y 7300 veces más, respectivamente, al efecto invernadero que cada molécula de CO2.
El Protocolo de Montreal de 1987 limita la producción de CFCs.
Potencial de agotamiento del ozono (PAO)  Mide la potencia relativa de las sustancias agotadoras del ozono (SAO), en comparación con un compuesto de referencia CFC-11, definido con un PAO de 1, lo que permite comparar diferentes sustancias.
Ejemplo: Una molécula de halón 1301 (PAO=10) es diez veces más dañina para la capa de ozono estratosférico que una molécula de CFC-11.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 14 12. Ozono.
El ozono es una forma alotrópica del oxígeno formada por tres átomos: O3.
Es un gas de bajo punto de fusión (-112ºC), de color azulado y olor característico (tormenta).
El ozono puede tener efectos completamente distintos en función del lugar en que se encuentre: - En la estratosfera, donde se concentra el 90% del ozono del planeta  Desempeña una función esencial al absorber radiaciones UV.
Por debajo de las 200 UD, la falta de ozono estratosférico resulta peligrosa.
- En la troposfera es el componente más dañino del llamado smog fotoquímico  Causa perjuicios importantes a la salud cuando está en concentraciones altas y frena el crecimiento de las plantas y los árboles siendo un poderoso irritante de las vías respiratorias, principal causante de asma en ambiente urbano, incluso en pequeñas concentraciones.
Las concentraciones de ozono pueden alcanzar niveles dañinos a la salud cuando el clima es cálido y soleado, con vientos relativamente ligeros (poca dispersión), ya que se favorecen las reacciones fotoquímicas que lo producen a nivel del suelo.
Fuentes: - Naturales  Fotólisis del O2 por radiación UV.
- Antropogénicas  Descomposición fotoquímica de los NOx (smog urbano).
Los efectos del ozono dependen de su concentración, la duración y del receptor.
Las personas son más sensibles al ozono cuando están activas al aire libre, la actividad física causa que las personas respiren más rápida y profundamente y el ozono penetra más profundamente dentro de las partes del pulmón que son más susceptibles.
 Parámetros de la legislación: Máximo de las medias móviles octohorarias: El máximo de las medias móviles octohorarias del día deberá seleccionarse examinando promedios móviles de ocho horas, calculados a partir de datos horarios y actualizados cada hora.
Cada promedio octohorario así calculado se asignará al día en que dicho promedio termina, es decir, el primer período de cálculo para un día cualquiera será el período a partir de las 17:00h del día anterior hasta la 1:00h de dicho día.
El último periodo de cálculo para un día cualquiera será el período a partir de las 16:00h hasta las 24:00h de dicho día.
AOT40: AOT40 (μg/m3·h)  Suma de la diferencia entre las concentraciones horarias superiores a los 80μg/m3 (=40ppbv) y 80μg/m3 a lo largo de un periodo dado utilizando únicamente los valores horarios medidos entre las 8:00 y las 20:00h, cada día.
N se extiende a todas las medidas horarias entre las 8:00 y las 20:00h durante los días del periodo considerado.
Umbrales de información y de alerta a la población  Valores a partir de los cuales podrían darse efectos adversos sobre la salud de las personas.
Episodios de ozono  Superación de estos umbrales da lugar a lo que se denomina episodios de ozono.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 15 RD 102/2011 establece una serie de umbrales de protección, información y alerta para la protección de la salud y la vegetación.
Técnica de medida de referencia  Absorción de ultravioleta (Fotometría UV).
Cuando un haz de luz UV atraviesa un cierto volumen de aire que contiene moléculas de O3, hay una absorción de radiación UV por las mismas, que será máxima para una longitud de onda de 250nm.
La muestra de aire entra en el analizador de ozono y se hace pasar por un catalizados (absorbente selectivo de ozono), el cual convierte el O3 en O2.
Esta muestra, sin ozono, pasa por la cámara de medida en la que un detector mide la cantidad de radiación UV que se transmite en el rango de los 253,7nm.
Esta medida de intensidad se define como medida de referencia “I0 ” y su valor incluye cualquier otro gas que pudiera estar presente en la muestra.
A continuación, la muestra de aire que contiene O3 se dirige directamente a la cámara de medida sin pasar por el absorbente de ozono.
La medida de la radiación UV transmitida por esta “muestra” con ozono será “I”.
Ley de Lambert-Beer: Aplicando esta ecuación, donde L es la longitud de la cámara atravesada por la radiación UV y σ es la sección transversal de absorción del ozono a 253,7nm (que es conocida), obtenemos la concentración de O3.
Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 16 13. Sustancias químicas tóxicas.
Existen más de 70000 productos químicos y todos los años se crean nuevos productos que deben ser probados previamente a su uso, ya que pueden presentar efectos perniciosos.
Los efectos agudos de estas sustancias pueden determinarse normalmente con rapidez.
Los efectos crónicos pueden tardar en manifestarse hasta 40 años, siendo el cáncer la manifestación más habitual y peligrosa.
La industria química es la principal generadora de estos contaminantes, aunque también son emitidos por incineradoras, plantas de tratamiento de residuos sólidos, estaciones depuradoras de agua…etc.
Algunos ejemplos de productos químicos tóxicos son: - Triclorofenol (TCP)  Elaboración de pesticidas.
Acompañó a las dioxinas en el accidente industrial de Seveso (Cloracné).
Metil-Isocianato (MIC)  Fabricación de plásticos.
Provocó el accidente industrial de Bhopal (Ácido cianhídrico).
Poli-cloro difenil (PCB)  Se utiliza como líquido refrigerante, componente de colas y algunas pinturas, aislamientos de transformadores de alto voltaje, etc… Materia orgánica policíclica (POM)  Producida por la quema de combustibles domésticos.
Resumen de los principales contaminantes químicos y sus fuentes: Irene Lizarán / Unybook: ilizaran Página 17 ...