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BLOQUE TEMATICO III ALTERACIONES DEL MEDIO. PERTURBACIONES DE LOS SISTEMAS

NATURALES

Unidad 8. La contaminación atmosférica A. Tipos de contaminantes atmosféricos: concepto de contaminante primario y

secundario B. Factores que influyen en la dinámica de dispersión de los contaminantes. C. Impactos sobre la atmósfera: efectos locales, regionales y globales. D. Las nieblas contaminantes: Smogs. E. Destrucción de la capa de ozono. F. Lluvias ácidas. G. Efecto invernadero y el cambio climático. H. Contaminación sonora. I. Detección de la contaminación atmosférica.

Uso de bioindicadores para el control de la contaminación atmosférica. J. Medidas de prevención y corrección de la contaminación atmosférica.

La contaminación de origen humano, o antrópica, es sin lugar a dudas la que más problemas produce.

Antes de estudiar los diferentes tipos de contaminantes debemos definir varios conceptos:

– FOCO EMISOR: Origen de la contaminación

– NIVEL DE EMISIÓN: cantidad de contaminantes emitidos por un foco, es decir los que salen de la fuente contaminante.

– NIVEL DE INMISIÓN: concentración de contaminantes en el medio.

Esta concentración depende en gran medida de la vida media de dicho contaminante. Es decir, de su estabilidad química.

Contaminación atmosférica

Clasificación de los contaminantes

La clasificación clásica distingue entre contaminantes de naturaleza física y química

CONTAMINANTES DE TIPO FÍSICO

– Contaminación térmica: Es un efecto contaminante debido principalmente, a focos difusos

efecto de la isla de calor.



– Contaminación por radiaciones: puede tener diversos orígenes, como la telefonía móvil, las líneas de alta tensión, o la luz emitida por las ciudades…


Mapa de la polución lumínica mundial

Contaminación electromagnética



O el uso de compuestos radiactivos.



Además de su composición química, es muy importante su tamaño . Normalmente se clasifican en dos tamaños PM10 y PM2,5

< de 10 μm

< de 2,5 μm

μm

μm


Valores límite para las partículas PM10

Periodo de promedio

Valor límite

Valor límite diario para la protección de la salud humana

24 horas 50 μg/m3 de PM10 que no podrán superarse en más de 7 ocasiones por año

Valor límite anual para la protección de la salud humana

1 año 20 μg/m3 de PM10

Partículas de Asbestos


Uralita resarcirá a tres mujeres

afectadas de amianto por lavar la ropa

El Supremo confirma las indemnizaciones de entre

22.000 y 99.000 euros para las esposas de tres

trabajadores de las fábricas de Getafe y Valdemoro

El PAÍS 28 de diciembre de 2015

Contaminante químico primario y secundario

Los contaminantes de naturaleza química se producen por la presencia de sustancias químicas en la atmósfera.

Estas sustancias pueden ser…

– ►Originadas directamente como tales por el foco emisor: contaminantes químicos primarios.

– ►Originadas en la atmósfera a partir de los contaminantes primarios que reaccionan con los gases atmosféricos y se convierten en contaminantes químicos secundarios.


Contaminantes químicos secundarios Como ya vimos anteriormente, se producen a

partir de contaminantes primarios que reaccionan entre si y con los gases atmosféricos.


Contaminantes químicos secundarios

SO3 y H2 SO4

– Producidos por la oxidación del SO2

NO3, N2O4 y HNO3

– Producidos a partir de los NOx

H2SO4 y HNO3 son los principales sustancias responsables de la “lluvia ácida”



Compuestos Orgánicos Volátiles: C.O.V.

– Generados a partir de hidrocarburos

O3

– Es un componente del Smog fotoquímico

– Se produce con altas temperaturas, baja humedad y mucha radiación solar



Nitrato de Peroxiacetileno (o peroxiacetilnitrato): P.A.N.

– Generado a partir de NOx (NO2), O2 (O3) e Hidrocarburos (C.O.V.) en ambientes secos y soleados.

– Es el contaminante típico del Smog fotoquímico


Un foco emisor que dispersa mal la contaminación


La altura de la chimenea facilita la dispersión Refinería de Repsol Petróleo en Puertollano 140 m de altura


Factores que afectan la dinámica de dispersión de los contaminantes atmosféricos

Condiciones atmosféricas

– Régimen de vientos dominantes

– Régimen de lluvias

– Horas de insolación

– Temperaturas medias anuales

– Formación de inversiones térmicas


Inversión térmica


W

S

N

E

Valle de Puertollano


Brisas marinas

Brisa marina diurna

Brisa marina nocturna


Refinería de Petronor en Castellón de la Plana. Efecto de las brisas marinas


A continuación vamos a estudiar los principales problemas de contaminación del aire. Y lo vamos a agrupar de acuerdo al ámbito de su actuación, en…

Efectos locales: Isla de calor y nieblas contaminantes

Efectos regionales: lluvia ácida

Efectos globales: Cambio climático y alteración de la capa de ozono



Efectos locales


Efectos regionales


Efectos globales

ISLA DE CALOR

Es un efecto debido al aumento de temperatura que se produce en las ciudades

Se origina tanto porque las ciudades tienen múltiples focos de calor: vehículos, chimeneas, compresores de aire acondicionado…

como porque la estructura de la ciudad retiene el calor y/o impide su pérdida: asfalto, calles, falta de vegetación…



Observatorio del Parque del Retiro

1971-2000 ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic Total

Temperatura máxima (°C)

9,7 12,0 15,7 17,5 21,4 26,9 31,2 30,7 26,0 19,0 13,4 10,1 19,4

Temperatura mínima (°C)

2,6 3,7 5,6 7,2 10,7 15,1 18,4 18,2 15,0 10,2 6,0 3,8 9,7

Precipitaciones (mm)

37 35 26 47 52 25 15 10 28 49 56 56 436

Observatorio del Aeropuerto de Madrid-Barajas

1971-2000 ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic Total

Temperatura máxima (°C)

10,6 12,9 16,3 18,0 22,3 28,2 33,0 32,4 27,6 20,6 14,7 11,0 20,6

Temperatura mínima (°C)

0,3 1,5 3,2 5,4 8,8 13,0 16,1 16,0 12,7 8,3 3,8 1,8 7,6

Precipitaciones (mm)

33 34 23 39 47 26 11 12 24 39 48 48 386

Amplitud térmica media en el retiro 9,7 º C

Amplitud térmica media en Barajas 13º C


Imágenes de New York en los que se ve la relación entre la presencia de vegetación y la temperatura. Colores azules más frio, blancos más calor.

Manchas de vegetación Temperaturas

Las nieblas contaminantes: Smog


“Smog” es un termino formado por las palabras Smoke (humo) y fog (niebla)


El PAÍS 14 de enero de 2013

La fuerte contaminación en Pekín obliga a sus habitantes a refugiarse en casa Pekín está inmerso en una niebla tóxica (smog). La contaminación ha alcanzado hoy en la capital niveles considerados peligrosos, hasta el punto que el Gobierno ha instado a la gente a que no salga a la calle. La visibilidad es de unos pocos cientos de metros. Las autoridades han advertido que la situación continuará siendo grave hasta el martes probablemente. El Centro Municipal de Control Medioambiental ha asegurado en su página web que la densidad de partículas finas o PM2,5 –las que miden 2,5 micras o menos de diámetro (las más dañinas para la salud)- ha alcanzado 700 microgramos por metro cúbico en muchas partes de la ciudad, un nivel considerado muy peligroso. Esta cifra se sale del gráfico, que va de 0 a 500. Se califica la calidad del aire como excelente cuando el índice es menor de 50, y buena cuando es menor de 100. Por encima de 300, es considerado peligroso. Hoy, Pekín ha superado gran parte del día este valor. De ahí que el Gobierno municipal haya aconsejado a las personas mayores, niños y quienes sufren enfermedades respiratorias o cardiovasculares que eviten salir fuera o hacer ejercicio enérgico. El valor de PM2,5 ha llegado a 886 microgramos a las ocho de la noche, según las mediciones de la embajada de Estados Unidos.

Nieblas contaminantes

SMOG TIPO LONDRES

(Reductor, sulfuroso, gris o húmedo)

•ORIGEN: debido al uso de combustibles fósiles, principalmente carbón.

•CONTAMINANTES:

Partículas en suspensión

SO2

CO

•CONDICIONES:

Poca insolación y humedad alta


SMOG fotoquímico o tipo Los Ángeles.

•ORIGEN:Debido a la quema de combustibles fósiles, principalmente en los vehículos.

•CONTAMINANTES:

De tipo secundario, mezclas muy complejas

O3, P.A.N, Aldehidos, NOx

•CONDICIONES: alta insolación y poca humedad Estabilidad atmosférica


Formación del SMOG fotoquímico

H2O + O2 + NO2 +Hidrocarburos

PAN + O3 + Aldehidos + Nox + HNO3

Radiación Ultravioleta


Imagen del smog fotoquímico sobre Los Angeles

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Los_Angeles_Pollution.jpg

Lluvia Ácida

Es un problema de contaminación de efectos a escala regional

•ORIGEN: Debido a la quema de combustibles fósiles, principalmente carbón en centrales térmicas

•CONTAMINANTES:

Secundarios: SO3, H2SO4 y HNO3, producidos a partir de la emisión de SO2, y NOx

•CONDICIONES: Ambiente oxidante y humedad



Dispersión de los contaminantes

Dep

osi

ció

n s

eca

Dep

osi

ció

n s

eca

Deposición húmeda

Contaminantes gaseosos

Contaminantes en nubes de agua y

precipitación

Contaminantes particulados

Lluvia Ácida

Frecuentemente produce contaminación transnacional.


Lluvia Ácida en Europa


Lluvia Ácida en España


As Pontes de Gracía Rodríguez

Andorra

¿ ?

¿ ?

Lluvia Ácida

En su dimensión local produce el mal de la piedra

La piedra caliza (CaCO3) es atacada por el agua cargada de ácidos fuertes (H2SO4 y HNO3) y se forman sulfatos y nitratos que son sales solubles y menos resistentes a la erosión que la caliza.


Portada de la catedral de León

Los problemas a escala global son principalmente dos: la alteración de la capa de ozono y el calentamiento global.

Alteración de la Ozonosfera (agujero de la capa de O3)

•ORIGEN: Uso de compuestos clorofluorocarbonados (C.F.C.) en refrigeración y como propelentes.

•CONTAMINANTES: principalmente CFCs y otros como NOx

•CONDICIONES: Ambiente oxidante y radiación U.V. en la estratosfera , principalmente sobre el polo sur terrestre.


Alteración de la Ozonosfera

En la estratosfera se producen una serie de reacciones que favorecen la formación de O3 a partir de O2 y radiación ultravioleta:

El O3 ,a su vez, capta la radiación ultravioleta de mayor longitud de onda e impide su llegada a la superficie:

O2 → 2 O + O2 → O3

Rad UV 242 nm

O3 → O2 + 2 O

Rad UV 310 nm


Una serie de acuerdos internacionales: Convenio de Viena (1985), Protocolo de Montreal (1987), Cumbre de la tierra (1992) y otros… han limitado la producción de compuestos clorofluorocarbonados.

En el 2004 las economías industrializadas dejaron de producirlos y en este 2016 lo harán el resto de países.


Efecto invernadero y Cambio Climático

•ORIGEN: Quema de combustibles fósiles

•CONTAMINANTES: principalmente CO2

Otros: CH4,, N2O, hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6)

•CONDICIONES: Acumulación de CO2 en la atmósfera y disminución de la fijación del carbono


Efecto invernadero


Contribución de los diferentes gases contaminantes al efecto invernadero antrópico


Columna1 NOx 10,8%

CO2 77,7%

CH4 9,9%

CFCs y otros 1,6%

Térmica de As Pontes de García Rodriguez

Emisión de CO2: cualquier proceso que implique la combustión de materia orgánica generará este gas.


El reparto de la emisión de gases de efecto invernadero por sectores de actividad es el siguiente: (datos del año 2008)


Ciclo del Carbono Contaminación atmosférica


Las consecuencias del desequilibrio en el ciclo del carbono conducen a un aumento del CO2 atmosférico. Y esto produce , a su vez, un aumento del efecto invernadero. Es decir, incrementa la temperatura media del planeta.

Este proceso es el llamado CALENTAMIENTO GLOBAL.

Puesto que la temperatura es una variable que oscila diariamente, y a lo largo del año y de la superficie del planeta; no resulta fácil medir ese aumento de las temperaturas medias.

Anomalía promedio de la temperatura en la superficie

Fuente: Observatorio de La Tierra de la NASA


Fuente NASA


2015 fue el año más cálido desde que arrancaron los registros en 1880

El pasado mes fue el diciembre con la temperatura media más alta de los últimos 136 años la "temperatura promedio global" de las superficies terrestre y oceánica estuvo 0,9 grados Celsius por encima del promedio del siglo XX. Esa media está en los 13,9 grados centígrados. El PAÍS 21-1-2016

2 de febrero de 2007

Datos sobre calentamiento global Fuente IPCC


Acuerdo de KIOTO En la Cumbre de la Tierra de Río de Janeiro (1992) se

suscribió la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.

El 11 de diciembre de 1997 los países industrializados se comprometieron, en la ciudad de Kioto, a ejecutar un conjunto de medidas para reducir el calentamiento global.

Los gobiernos firmantes pactaron reducir en un 5,2% de media las emisiones de gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global: CO2, CH4 y N2O, además de tres gases industriales (HFC, PFC y SF6), entre 2008 y 2012, tomando como referencia los niveles de 1990


Acuerdos internacionales sobre cambio climático

Posición de los países en 2011 respecto del Protocolo de Kioto


Firmado y ratificado (Anexo I y II) Firmado y ratificado

Firmado y no ratificado Abandonó en diciembre de 2011 No posicionado.

Reparto de emisiones de CO2 hasta el año 2000


Mapa de la emisión proporcional de CO2 por países en el año 2009


Datos del año 2015


FRANCFORT (Reuters) - Las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO2) en 2011 subieron un 2,5 por ciento, a 34.000 millones de toneladas, dijo el martes el instituto de energías renovables en Alemania. La IWR, que asesora a los ministerios alemanes, citó como motivo la recuperación de la actividad industrial tras los últimos años de crisis. "Si continúa la actual tendencia, las emisiones mundiales de CO2 subirán otro 20 por ciento, a más de 40.000 millones de toneladas, al 2020", dijo el director de IWR, Norbert Allnoch. Martes 13 de noviembre de 2012

Para los científicos el calentamiento global no es una controversia científica.

Si lo es cómo se manifestará. Es decir, en que sentido se producirá el CAMBIO CLIMÁTICO


Modelos de cambio climático según el IPCC


Protocolo de Kioto (1996) en España


Acuerdos internacionales sobre cambio climático


CUMBRE DEL CLIMA DE PARÍS

La Cumbre de París allana el camino para que EEUU firme el acuerdo El borrador suprime la vinculación jurídica de la reducción de emisiones para que Washington pueda suscribir el pacto contra el calentamiento global Usted también puede reducir las emisiones de CO2 en su casa 10-diciembre de 2016

Enlace a swissinfo

http://www.swissinfo.ch/spa/emisiones-de-co2_cuatro-gr%C3%A1ficos-para-entender-la-cumbre-del-clima-en-par%C3%ADs/41809416

http://www.swissinfo.ch/spa/emisiones-de-co2_cuatro-gr%C3%A1ficos-para-entender-la-cumbre-del-clima-en-par%C3%ADs/41809416

El ruido como contaminante

Intensidad o nivel Es la cantidad de energía inherente a la onda por

unidad de tiempo y superficie:

Se mide en Belios o, más frecuentemente, en Decibelios dB. Estas unidades siguen una escala logarítmica.

0 dB sería el nivel mínimo audible en humanos y 140 dB el nivel del dolor

St

EI


Intensidad o nivel La energía asociada a un sonido es muy pequeña:

0 dB son… ¡¡10-12 Watios!! (20 micropascales)



Características del sonido

Frecuencia (υ):

El oído humano distingue las frecuencias comprendidas entre 20 y 20000 Hz

– Sonido grave 80 Hz (6 dB)



Características del sonido

Frecuencia (υ):

El oído humano distingue las frecuencias comprendidas entre 20 y 20000 Hz

– Sonido grave 80 Hz (6 dB)

– Sonido agudo: 12500 Hz (6 dB)



Rango de audiabilidad

Frecuencia en Hz

Inte

nsi

dad

en

dB

20 2 K 1 K 20 K

20

100

80

60

40

120

Zona de conversación

Límite superior de percepción

Infr

aso

nid

os

Ult

raso

nid

os


Umbral de audiabilidad

Medidas Correctoras

Son, básicamente, técnicas de insonorización. Esto consiste en combinar diversas técnicas como:

– Reducir la emisión

– Evitar materiales que fomenten la reverberación

– Utilizar materiales absorbentes

– Suprimir puentes acústicos


Los materiales reverberantes

– Producen un efecto de rebote del sonido, pero no lo dejan escapar


Los materiales absorbentes

– Evitan la reverberación amortiguándolo pero no impiden que salga el sonido.

– Por tanto una combinación de materiales apropiada va facilitar el aislamiento


Medidas de control de la contaminación del aire

Las medidas para el control de la calidad del aire, y en general para otros problemas de gestión ambiental, constan de tres puntos básicos:

►Detección y diagnóstico de la contaminación

►Medidas de prevención

►Medidas de corrección



Redes de vigilancia de la contaminación Calidad del aire. Concentración de contaminante

que llega a un receptor, más o menos lejano de la fuente de emisión una vez transportado y difundido por la atmósfera (valor de inmisión)

La capacidad de la atmósfera para diluir las concentraciones de contaminantes es fundamental para preservar una buena calidad del aire

El ICA: Índice de Calidad del Aire


http://pagina.jccm.es/medioambiente/rvca/calidad/ica.htm


Redes de vigilancia de la contaminación (RVCA)

Datos de calidad del aire de la red de vigilancia de Castila La Mancha

Calidad del Aire en Madrid


http://pagina.jccm.es/medioambiente/rvca/estaciones/ultimos/temporales_gen.htm

http://pagina.jccm.es/medioambiente/rvca/estaciones/ultimos/temporales_gen.htm

http://www.mambiente.munimadrid.es/opencms/opencms/calaire


Variación horaria de contaminantes químicos primarios y secundarios

Para controlar la contaminación existe otra alternativa que es utilizar seres vivos como indicadores de la calidad del medio: son los llamados BIOINDICADORES

Las ventaja de los bioindicadores son varias:

►Son muy sensibles y fiables.

►Responden tanto a los niveles agudos como a los mantenidos en el tiempo.

►Nos dan un reflejo más real de la calidad del medio porque actúan como medidores en continuo frente a las medidas discretas de los detectores


En ambientes contaminados no existen líquenes de ningún tipo, pero además podemos encontrar distintas especies para niveles diferentes de contaminación

Existen tres morfologías básicas de los líquenes:

Crustáceos Xanthoria parietina

Foliosos Parmelia sulcata

Fruticulosos Pseudoevernia purpuracea

Mayor sensibilidad a la contaminación

Más resistencia a la contaminación


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