EFECTOS DE LOS CONTAMINANTES
(si se superan los niveles de inmisión)
Los cambios en las proporciones normales de los componentes del aire ocasionan efectos negativos en los seres vivos, en los materiales y en los ecosistemas que pueden valorarse a corto plazo (daños en la salud humana) o a largo plazo (cambio climático).
Existe evidencia real de que la contaminación del aire afecta la salud de las personas y de los animales, daña la vegetación, ensucia y deteriora los materiales, afecta al clima, reduce la visibilidad y la radiación solar, aumenta los riesgos, etc.
Los factores que influyen en el grado y el tipo de efectos son
- la clase de contaminante,
- su concentración y tiempo de exposición al mismo,
- la sensibilidad de los receptores y
- las posibles reacciones de combinación entre contaminantes (sinergias) que provocan un aumento de
los efectos.Si tenemos en cuenta su radio de influencia podemos hablar de:
Efectos LOCALES
Cada contaminante
Smog reductor y fotoquímicoEfectos REGIONALES
Lluvia ácida
Efectos GLOBALES:
Deterioro de la capa de ozono
Aumento del efecto invernadero terrestre
http://www.jmarcano.com/recursos/contamin/catmosf6.html
EFECTOS LOCALES DE LA CONTAMINACIÓN
Son los ocasionados por cada uno de los contaminantes y la formación de nieblas contaminantes.
EFECTOS DE LOS DIFERENTES CONTAMINANTES
Efectos sobre las propiedades atmosféricas- reducción de la visibilidad
- reducción de la radiación solar
- formación y precipitación de neblina
Efectos de la contaminación sobre los materiales
- sedimentación
- abrasión
- ataque químico de forma directa e indirecta
- mal de la piedra
Monumento afectado con el mal de la piedra
Efectos de la contaminación en los seres vivos
= Sobre la vegetación
Contaminantes fitotóxicos son el SO2, el NPA y el etileno. El cloro, el ClH y el NH3 son menos tóxicos.
Normalmente los contaminantes gaseosos penetran en la planta por los estomas y una vez ya en la hoja, los contaminantes destruyen la clorofila e interrumpen la fotosíntesis.
Los efectos pueden ir desde una reducción en la velocidad de crecimiento hasta su muerte por completo
= Sobre los animalesEl efecto sobre los animales es doble:
- por inhalación directa de productos tóxicos
- por consumir vegetales impregnados por contaminantes
Las consecuencias son reducción en la fecundidad o en su productividad.
= Sobre la salud humanaAunque los contaminantes pueden afectar a la piel, ojos y otros sistemas del cuerpo, el principal perjudicado es el sistema respiratorio (y cardiovascular).
Las personas no tienen otra más opción que respirar el aire que hay a su alrededor. Cuando el aire está contaminado, las personas respiran ozono, partículas y gases peligrosos que pueden dañar los pulmones, corazón, y atentar contra la salud en general. La contaminación del aire puede generar tos, congestión de los ojos y problemas de respiración.
Algunos datos: En 1930, en Bélgica, fallecieron 63 personas debido a la contaminación del aire; en 1948, en Pennsylvania, fallecieron 20; y el Londres, en el año 1952, fallecieron más de 4 000 personas como resultado de una severa contaminación del aire. El respirar pequeñas cantidades de aire contaminado durante muchos años puede considerarse como algo peligroso. Igualmente, puede contribuir a que una persona sea víctima de enfermedades que atentan contra su vida, como el cáncer.
CO (monóxido de carbono)
Se combina con la hemoglobina dando lugar a la carboxihemoglobina (COHb) disminuyendo la capacidad de esta proteina de transportar oxígeno a las células. El CO tienen 200 veces mayor afinidad por la Hb que el O2. Los sintomas de envenenamiento por CO dependen de la cantidad de Hb secuestrada por el CO, normalmente el 0.1% de CO ene l aire afecta al 50% de la Hb de un individuo manifestándose peligro de muerte.A niveles bajos de COHb afecta a la habilidad para estimar intervalos de tiempo, reduce la sensibilidad visual en la oscuridad y amentan los tiempos de reacción, lo que obliga a suponer que el CO contribuye a aumentar el número de accidentes.
Oxidos de azufre
El SO2 es muy soluble y como consecuencia es absorbido por los conductos húmedos del sistema respiratorio. Niveles de 1 ppm produce constricción de las vias respiratorias: accion irritante si aumenta la concentración y por la presencia de partículas.
Oxidos de nitrógenoel NO2 en los pulmones se transformsan en nitrosaminas, algunas de las cuales son cancerígenas; además puede pasar a la sangre donde forma un compuesto llamado metahemoglobina, que tiene la misma composición que la oxihemoglobina pero con el oxígeno más intimamente unido. Produce una irritación de los alveolos con síntomas parecidos a los del enfisema, tras una exposición prolongada a concentraciones de 1 ppm.
Oxidantes fotoquímicos
El O3 en concentraciones de 1 ppm produce un estrechamiento de las vias respiratorias que causa mayor resistencia al paso del aire. Envejecimiento acelerado de los tejidos pulmonares por la oxidación de ciertas proteinas.
Un efecto generalizado del smog fotoquímico es la irritación de los ojos. Entre los compuestos irritantes están el formaldehido, la acroleina y los nitratos de peroxiacilo (NPA)
Plomo
Inhibe la formación de la hemoglobina
Los contaminantes de aire, tanto gaseosos como particulados, pueden tener efectos negativos sobre los pulmones. Las partículas sólidas se pueden impregnar en las paredes de la tráquea, bronquios y bronquiolos. La mayoría de estas partículas se eliminan de los pulmones mediante la acción de limpieza (barrido) de los cilios, pequeños filamentos de las paredes de los pulmones. Esto es lo que ocurre cuando se tose o estornuda.
Las partículas sólidas se pueden impregnar en las paredes de la tráquea,
bronquios y bronquiolos.
Una tos o estornudo transporta las partículas a la boca. Las partículas se eliminan cuando son ingeridas o expulsadas del cuerpo. Sin embargo, las partículas sumamente pequeñas pueden alcanzar los alveolos, donde a menudo pasan semanas, meses o incluso años para que el cuerpo las elimine. Los contaminantes gaseosos del aire también pueden afectar la función de los pulmones mediante la reducción de la acción de los cilios. La respiración continua de aire contaminado disminuye la función de limpieza normal de los pulmones, lo que puede ocasionar que gran número de partículas lleguen a las partes inferiores del pulmón.
Resulta difícil para los pulmones remover las partículas sumamente pequeñas.
El sistema respiratorio reacciona de dos maneras diferentes a los contaminantes atmosféricos: la primera reaccion es aguda, la bronquitis irritante y la segunda es crónica, como la bronquitis crónica y el enfisema pulmonar.
La bronquitis es una enfermedad consistente en una inflamación del arbol bronquial acompañada por un aumento de la produccion de mucosidad y tos. Se produce una mayor resistencia al paso del aire por la mucosidad (debido a sustancias antigénicas) acompañado con tos
El enfisema es la destrucción de las paredes alveolares con lo que los alveolos se vuelven rugosos y distendidos. La destrucción de los alveolos esprogresiva ocasionando un mayor flujo de sangre para transportar el O2 y una incapacidad para eliminar los antígenos
Sinergias entre contaminantesLos agentes contaminantes que se vierten a la atmósfera pueden reaccionar entre sí y dar lugar a nuevos compuestos. La interacción de contaminantes en ocasiones da como resultado un efecto mucho mayor (y peligroso) que la simple suma de los efectos por separado.
Esta sinergia o aumento de la perturbación entre compuestos se agudiza sobre todo en las ciudades o en los polígonos de desarrollo industrial, lugares en los que las emisiones son diversas y los agentes se mezclan al difundirse en el aire.
Las interacciones entre los productos vertidos a la atmósfera se deben a mecanismos de acción complejos, como pueden ser reacciones fotoquímicas, oxido-reducción, catálisis, polimerización, etc.
A titulo de orientación indicaremos los casos de sinergias más característicos:
FORMACION DE NIEBLAS CONTAMINANTES O SMOG
La formacion de nieblas contaminantes o smog es uno de los ejemplos en los que observamos la actividad de la atmósfera en su relación con la contaminación del aire. Estas nieblas provocan una elevada pérdida de calidad del aire y graves alteraciones en la salud humana. Existen dos tipos de smog: clásico (Londres) y fotoquímico (Los Angeles)
Smog clásico (ácido o reductor)
Smog es una palabra que nace como la mezcla de smoke (humo) y fog (niebla).
Los principales casos se dieron en Europa, en la época en la que el carbón era el combustible principal tanto para la calefacción como para la industria.
El smog clásico se caracteriza por altas concentraciones de óxidos de azufre y material particulado lo que da lugar a la aparición de una niebla color pardo-gris sobre la ciudad que produce alteraciones respiratorias graves y tos, además de agravar los procesos asmáticos.
Cuando los altos niveles de emisión, se combinaban con largos períodos de estabilidad atmosférica (lo que impedía la dispersión de los contaminantes), los niveles de contaminación provocaban directamente la muerte.
El caso más grave se dio en Londres, entre el 5 y el 11 de diciembre de 1952, cuando el promedio de muertes esperado tuvo un incremento de 4500 muertes, fundamentalmente personas ancianas y con enfermedades respiratorias.
Situaciones meteorológicas que favorecen este tipo de smog: nieblas con una elevada humedad, vientos en calma y anticiclones.
Smog fotoquímico (oxidante)
Algunos de los contaminantes pueden sufrir transformaciones químicas apareciendo los contaminantes secundarios que dan lugar a una de las principales alteraciones atmosféricas, es el smog fotoquímico o smog de Los Angeles.
El smog fotoquímico se caracteriza por la presencia de bruma de color pardo-rojiza, aparición en la atmósfera de oxidantes fotoquímicos (O3, PAN) que emanan de las reacciones de los oxidos de nitrógeno, los hidrocarburos y el oxigeno por la acción de los rayos ultravioletas que producen irritación ocular y daños en la vegetación.Este proceso se potencia y favorece en un sistema de altas presiones estacionario, asociado a una fuerte insolación y vientos débiles, es decir ante situaciones anticiclónicas que dificulten la dispersión de los contaminantes.
Fases de la formación del Smog fotoquímico
El proceso de formación de los oxidantes fotoquímicos depende fundamentalmente de tres tipos de reacciones:
1) Formación de ozono a partir del ciclo fotolítico del NO2
NO2 + Luz = NO + O;
O + O2 = O3
NO + O3 = NO2 + O2
El O3 reacciona con el NO para formar de nuevo NO2. No se desequilibra el ciclo y no se acumula O3
Ciclo fotolítico del NO2
2) Formación de radicales libres activos a partir de radicales de hidrocarburos, que producen la oxidación del NO a NO2
La presencia en el aire de hidrocarburos
(C2H6, C3H8....)
Se les representa por:
R-Oxhace que compitan con el O3 y reaccionen con el NO produciendo nuevos radicales hidrocarbonados activos
R-Ox + NO= R-Oy + NO2
3) Acumulación de O3
Como consecuencia el O3 se queda sin reaccionar con el NO y se produce su acumulación en la troposfera
4) Formación de radicales libres muy reactivos a partir de los nuevos radicales tras reaccionar con el O3
R-Oy + O3 = RO -
(formación de radicales libres
muy reactivos)
5) Formación de otros oxidantes fotoquímicos: PAN (nitrato de peroxiacetilo), formaldehido...
Los radicales libres formados reaccionan con otros radicales, con contaminantes primarios y con los constituyentes normales del aire, dando lugar a los contaminantes fotoquímicos: Una mezcla compleja de oxidantes entre los que destacan el PAN y los aldehidos (además del ozono).
Paralelamente disminuye la concentración de HC (como consecuencia de su participación en el proceso oxidativo) y de la de NO y aumenta la de NO2.
El O3 es el más destacado y por tanto nos sirve como medida de la gravedad de contaminación fotoquímica.
La mezcla de los productos resultantes de estas reacciones constituye la contaminación fotoquímica o smog fotoquímico.
Ozono
PAN (Nitrato de peroxiacetilo)
Formaldehido
Este fenómeno es muy frecuente en grandes ciudades con gran industria y alta densidad de tráfico.Las concentraciones de los contaminantes atmosféricos varía regularmente durante el día dependiendo de la variación de las actividades humanas (que condiciona los contaminantes primarios emitidos) y la intensidad de la radiación solar (necesaria para que las reacciones tengan lugar).
Así el mecanismo de formación de oxidantes fotoquímicos tiene lugar en el tiempo de la siguiente manera. A primeras horas de la mañana tiene lugar una fuerte emisión de HC y NOx al comenzar la actividad humana en las grandes ciudades. Al aumentar la cantidad de radiación solar disminuye la concentración de NO y aumenta la de NO2, apareciendo niveles de ozono significativos. Después del mediodía los niveles de ozono bajan, así como la concentración de HC.
ver animación formación smog fotoquímico
DIFERENCIAS ENTRE TIPOS DE SMOG
