04 Emisiones Atmosféricas

Universidad de Concepción

EMISIONES ATMOSFÉRICAS


Material Particulado

Monóxido de Carbono

Óxidos de Azufre

Óxidos de Nitrógeno

Compuestos Orgánicos Volátiles

Metales Pesados

Sales Inorgánicas

Vibraciones

Radiaciones

etc

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA




Óxidos de Azufre



Metales Pesados

Sales Inorgánicas

Vibraciones

Radiaciones

etc

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Impactos sobre la Salud y Calidad de Vida de las Personas

Impactos sobre los Ecosistemas Naturales


La atmósfera terrestre tiene 1000 km de espesor,

pero los primeros 10 km contienen la casi totalidad de los contaminantes emitidos por el hombre.


GASES ATMOSFERICOS

% volumen (seco)

N2 78,09

O2 20,95

Ar 0,92

CO2 0,036

Otros gases nobles <0,002

CO, CH4, SO2, NOX, COV <0,00001

¡Sólo una millonésima parte de los componentes atmosféricos puede tener efectos sobre la salud de las personas!

99,998 %


Fuentes Naturales (volcanes, erosión,

aerosol marino, plantas, etc)

Fuentes Humanas (procesos de combustión,

procesos industriales)

MP CO CH4 SO2

NH3 NOX COV

MP CO CH4 SO2

NH3 NOX COV


LAS PRINCIPALES EMISIONES OCURREN DEBIDO A LA COMBUSTION DE LEÑA, CARBON, GAS, DERIVADOS DEL PETROLEO, RESIDUOS ORGANICOS, etc

GENERACIÓN DE VAPOR, ELECTRICIDAD, CALOR Y ENERGIA MECÁNICA

Actividades Productivas

Transporte

Actividad Doméstica

Fuentes Fijas vs Fuentes Móviles

Fuentes Puntuales vs Fuentes Difusas

Contaminantes Primarios vs Contaminantes Secundarios


Material Particulado,

CO SO2 NOX


Leña

Carbon

Gas Natural

Derivados del petróleo

Residuos orgánicos

CxHyOwSzNn + O2 CO2 + H2O + otros

Hidrocarburos Aromáticos

Dioxinas y Furanos

TECNOLOGÍAMotores, Hornos, Calderas, Estufas, Fogones.

Sistemas de Depuración de Gases de Combustión


38-50 % CELULOSA

15-31 % LIGNINA

25-38 % POLIOSAS Y EXTRAIBLES

Terpenos, Polifenoles (ej. Taninos), Resinas, ácidos y ésteres

resinosos, grasas, ácidos y ésteres grasos, Hidrocarburos alifáticos y

aromáticos, Ácidos alifáticos y aromáticos, Aceites esenciales,

Esteroides y otros

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MADERA

C = 50 %

O = 44 %

H = 6 %

Cenizas < 1%

Xilanos, Mananos, Glucanos, Galactanos, Galacturanos, ArabanosMacromoléculas

aromáticas poliméricas complejas


C18H12

Más de 100 HAP (2-7 anillos). ej: naftaleno, antraceno, pireno, criseno, benzopireno,

benzonaftaleno, naftaceno, etc.

Residuo volatil en la combustion y pirolisis de biomasa y fosiles (ej. madera, tabaco,

carbón, petróleo).

HAP condensados presentes en los alimentos asados y ahumados.

C20H12

1 g HAP totales / kg madera

2 g HAP totales / kg Diesel

6 mg benzo pireno / kg madera

20 mg benzo naftaleno / kg madera


TÍPICAMENTE, SE GENERAN:

EN PROCESOS DE COMBUSTION DE COMPUESTOS ORGÁNICOS, A TEMPERATURAS 200-300ºC.

O

OCl Cl

Cl Cl

2,3,7,8 Dibenzo-para-dioxina

Existen 75 congéneres de Dibenzo Dioxinas Policloradas


OCl Cl

Cl Cl

2,3,7,8 Dibenzo-Furano

Existen 135 congéneres de Dibenzo Furanos Policlorados


Dibenzo Dioxinas Policloradas LD50 Conejillo de Indiasg / kg

2,3,7,8 2

1,2,3,7,8 3

1,2,3,7,8,9 60

1,2,3,6,7,8 70

1,2,3,4,7,8 73

1,2,3,4,6,7,8 600

1,2,4,7,8 1.125

2,3,7 29.444

2,8 300.000

O

O

8 2

7 3

46

9

1

Toxicidad Aguda de Dioxinas

Universidad de Concepción INVENTARIO DE EMISIONES DE DIOXINAS Y FURANOS. POR

RUBRO. CHILE 2002

Fuente: “Inventario Nacional de Fuentes de Emisión de Dioxinas y Furanos”. Proyecto GEF/UNEP. UDT-Universidad de Concepción (2002)

Em

isió

n d

e T

EQ

g

/ a

ño

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

PROCESOS DE

COMBUSTION NO

CONTROLADOS

GENERACION DE

ENERGIA Y

CALEFACCION

INCINERACION DE

DESECHOS

INDUSTRIA

QUIMICA

METALÚRGICA TRANSPORTE OTROS

Quemas Agrícolas Biomasa Residuos Hospitalarios

Producción de Celulosa


Estufas a leña sin control de emisiones: 0,1 µg / ton leña

Quemas agrícolas: 30 µg / ton

Incendios forestales: 10-100 µg / ha

Motores Diesel 0,1 µg / ton Diesel

Cigarrillos: 10 pg / 100 unidades

Fuente: UNEP Chemicals (2001)

Medido como µg TEQ : equivalente tóxico a 2,3,7,8 TCDD

¡En 2002, el consumo nacional anual de cigarrillos fue de 13.259.350.421 unidades!

US$ 1.500.000.000

500 pg TEQ/ persona / año+ formaldehido + benzopireno + benceno + hidrazina


Factor 2,3,7,8 TCDD para leña : 0,0001 µg / kg leña

Factor de Benzopireno para quema de leña: 1 - 5 mg / kg leña

Emisiones Cancerígenas de la Leña totales: 0,1 - 0,5 µg TEQ/ kg leña

O

O

Cl Cl

Cl Cl

Benzo (a) pireno

2,3,7,8 TCDD

Equivalente Cancerígeno entre 2,3,7,8 TCDD y Benzopireno:

1 mg Benzopireno = 0,1 µg TCDD

¿Cuáles son las implicancias para la salud de la población expuesta?


Luz solar

Oxígeno (O2)

Radicales Libres (OH, O2H)

Ozono (O3)

Radicales nitrogenados (NO3 y N2O5)

Ácidos: HNO2 HNO3 H2SO4

TRANSFORMACIONES FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

Los contaminantes atmosféricos sufren transformaciones debido a los siguientes agentes ambientales:

La velocidad de los procesos de transformación depende de la radiación solar, temperatura, humedad, precipitaciones y otras características climáticas

CONTAMINANTES PRIMARIOS CONTAMINANTES SECUNDARIOS


Partículas sólidas y líquidas que se encuentran en suspensión estable en la atmósfera. 0,0002 m - 100 m

Composición compleja:

Carbono Elemental (Hollín)

Compuestos Orgánicos

Óxidos de Si, Fe, Al

Carbonatos

Sulfatos

Nitratos

Amonio

Cloruros

Metales traza

Polen, Hongos, Bacterias

MATERIAL PARTICULADO


Material Particulado Natural


Material Particulado Grueso, mayor de 10 m

500 X 50 m


Material Particulado Fino

<10 m

2.000 X 10 m


Material Particulado Fino

< 2 m

8.000 X 2 m


Material Particulado UltraFino

< 0,1 m

20.000 X 1 m


Núcleo de Carbón Elemental o de Sales Inorgánicas (Sulfato,

Nitrato, Amonio)

Compuestos Adsorbidos:

Compuestos Orgánicos Condensados, Sales Inorgánicas, Metales Traza


0,005 – 0,05 m

0,05 – 1 m

Partículas UltrafinasPartículas Finas

1-20% masa total

Centro de Sulfato Inorgánico, Sales de Amonio y/o Nitrato,

rodeado de Compuestos Orgánicos Condensados

50-90% masa total

Centro de Carbono Elemental rodeado de Compuestos Orgánicos Condensados,

Sulfatos, Nitratos, Metales traza, etc


Procesos de Nucleación y Condensación

Procesos de Nucleación, Condensación y Coagulación

Material Particulado de Mayor Tamaño, altamente heterogéneo


Mat. Orgánica NitratosC Elemental AmonioSulfatos

12.56 ± 9.024.55 ± 2.135.21 ± 2.733.64 ± 1.172.12 ± 0.44

16.37 ± 10.726.13 ± 1.995.28 ± 1.873.41 ± 1.121.53 ± 1.03

38.35 ± 16.4618.01 ± 6.036.54 ± 2.056.23 ± 1.585.97 ± 1.86

35.29 ± 20.1111.98 ± 7.436.02 ± 2.077.85 ± 2.236.52 ± 2.03

SiFeAlCaMgCuKClZnPbSMo

3.11 ± 1.052.37 ± 0.231.94 ± 0.042.16 ± 0.220.39 ± 0.040.25 ± 0.021.01 ± 0.220.35 ± 0.040.09 ± 0.030.01 ± 0.030.02 ± 0.030.01 ± 0.02

9.17 ± 2.334.71 ± 0.523.23 ± 0.503.62 ± 0.230.40 ± 0.050.26 ± 0.060.54 ± 0.310.31 ± 0.040.25 ± 0.130.01 ± 0.140.01 ± 0.030.02 ± 0.01

1.36 ± 3.440.97 ± 0.110.39 ± 0.050.44 ± 0.120.26 ± 0.050.17 ± 0.114.24 ± 0.830.44 ± 0.210.41 ± 0.150.03 ± 0.140.05 ± 0.030.07 ± 0.04

1.03 ± 2.010.31 ± 0.090.21 ± 0.140.24 ± 0.030.13 ± 0.040.12 ± 0.132.00 ± 0.040.25 ± 0.210.54 ± 0.210.03 ± 0.200.11 ± 0.020.09 ± 0.02

Primavera Verano Otoño Invierno

Composición Elemental del Material Particulado Urbano. Chillán, 2002-2003, (g/m3)


Contenido de Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos

Presentes en el Material Particulado Urbano (Santiago, 2002)

HAP Concentración (ng/m3)

Benzo fluoranteno 0,062 - 0,228

Benzo perileno 0,30 - 0,72

Benzo pireno 0,227 - 0,385

Criseno 0,085 - 0,207

Fenantreno 0,074 - 0,134

Fluoranteno 0,066 - 0,116

Indeno pireno 0,20 - 0,62

Pireno 0,071 - 0,129

Antraceno 0,0127 - 0,0265

Benzo antraceno 0,039 - 0,141

Benzo fluoranteno 0,07 - 0,31

Dibenzo antraceno 0,035 - 0,075


Dispersión OxidaciónAbsorción

CondensaciónAdsorción

Coagulación Precipitación

Inhalación directa

Ingesta de alimentos



Óxidos de Azufre


Compuestos Orgánicos

etc

Puede Afectar la Salud de las PersonasCantidad y Tipo de Contaminantes Emitidos

Forma de Emisión (altura, densidad de fuente)

Capacidad de Ventilación (Características Climáticas y Geográfica)


DAÑO REVERSIBLE A LA SALUD

DAÑO PERMANENTE A LA SALUD

MUERTE

REACCIONES ALERGICAS

ALTERACIONES GASTRICAS

ALTERACIONES RESPIRATORIAS

ALTERACIONES NEUROLOGICAS

PROBLEMAS CARDIOVASCULARES

PARALISIS MUSCULAR

TUMORES

CANCER


MP-10: se acumula en los pulmones.Daño en el tejido pulmonar, disminuye función pulmonar, agrava el asma

MP-2.5: penetra profundo en los pulmones Síntomas respiratorios agudos, bronquitis crónicas y muertes prematuras

Efectos sobre la Salud

Grupos vulnerables: niños, ancianos, individuos con problemas cardiovasculares ó respiratorios, asmáticos..


MORTALIDAD DE ESPECIMENES

LD50 DOSIS (mg/kg) o o

LC50 CONCENTRACIÓN (mg/l)

RELACIÓN DOSIS – RESPUESTA .ENSAYOS DE TOXICIDAD

100%

50%

Universidad de Concepción Datos Epidemiológicos: efectos del MP10 en

la salud de las personas

Fuente: Pope, et al. 1995. Particulate air pollution as a predictor of mortality in a prospective study of U.S. adults. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 151:669-674

MP emitido de central

termoeléctrica a carbón

0 5 10 15 20 25

Partículas de Sulfato (g / m3)

Mo

rtal

idad

aju

stad

a (

mu

erte

s /

año

/ 1

00.0

00

hab

)

1000

900

800

700

600


EMISION SO2

ABSORCION(LLUVIA ACIDA)

RECEPTORES HUMANOSEFECTOS SOBRE SALUD,CALIDAD DE VIDA, ACTIVIDAD ECONOMICA, ETC. RECEPTORES

NATURALESEFECTOS SOBRE

CALIDAD DEL AIRE, RECURSOS NATURALES,

SUELO, AGUA Y BIOTA ASOCIADA

SO3 + H2O H2SO4

FOTO OXIDACION

O2

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION

SO2 SO3 SO4=

Material Particulado Secundario

Primario Secundario

Normas Primarias de Calidad

de Aire

Normas Secundarias

de Calidad de Aire

Normas de Emisión


NORMAS DE CALIDAD AMBIENTAL


Normas de Emisión

Normas de Calidad Ambiental:Primarias y Secundarias

Resoluciones de Calificación Ambiental

Compromisos Voluntarios

Normas de Protección al Patrimonio Ambiental, Histórico,

Cultural, etc

Constitución PolíticaLey de Bases del Medio Ambiente

Acuerdos Internacionales.


Normas de Emisión: DS 90/2000 Residuos Líquidos a Aguas SuperficialesDS 46/2002 Residuos Líquidos a Aguas SubterráneasDS 609/1998 Residuos Líquidos a AlcantarilladoEmisiones de Incineración Residuos SólidosDS 148/2003 Manejo de Residuos PeligrososDS 4/1992 Emisiones de MP de Fuentes Fijas (RM) DS 1905/1993 Emisiones de MP en calderas

Otras Normas: ej. Transporte de cargas peligrosas (DS298), Almacenamiento de combustibles (DS 90/96), etc.

Normas de Calidad Ambiental:DS 113/2002 Calidad Primaria SO2

DS 114/2002 Calidad Primaria NO2

DS 59/1998 Calidad Primaria MP10

DS 136/2000 Calidad Primaria CODS 146/1997 Ruidos MolestosNorma de Calidad Primaria Aguas Superficiales DS 594/2000 Condiciones Ambientales en Lugar de Trabajo

Cuerpos Legales: Constitución Política de ChileLey General de Bases del Medio AmbienteCódigo Sanitario. Código del TrabajoAcuerdos Internacionales Ratificados por Chile

Ejemplos

Servicios de Salud

Conama

SEC

SISS

DIRECTEMAR

DGA

Min Trabajo

Min RREE

Bienes Nacionales

CONAF

Sernageomin

Agricultura

Municipios

Etc..

Universidad de Concepción NORMAS DE CALIDAD PRIMARIA DE AIRE EN CHILE

Tiempo de Exposición

Concentración Límite

Unidades

SO2 24 h 250 g/m3

SO2 1 año 80 g/m3

NO2 1 h 400 g/m3

NO2 1 año 100 g/m3

O3 8 h 120 g/m3

CO 1 h 30 mg/m3

CO 8 h 10 mg/m3

MP-10 24 h 150 g/m3

MP-10 anual 50 g/m3

EPA: MP-2,5 24 h 65 g/m3

anual 15 g/m3


TEMPERATURA ºC

-1 ºC / 100 m

MAYOR TEMPERATURA:

MENOR DENSIDAD

MENOR TEMPERATURA:

MAYOR DENSIDAD

Alt

ura

(m

)

10 km


TEMPERATURA ºC

-1 ºC / 100 m

MAYOR TEMPERATURA:

MENOR DENSIDAD

MENOR TEMPERATURA:

MAYOR DENSIDAD

MAYOR TEMPERATURA:

MENOR DENSIDAD

MENOR TEMPERATURA:

MAYOR DENSIDAD

Alt

ura

(m

)


INVERSIÓN TÉRMICA

La temperatura aumenta con la altura

Inversión por radiación (ej. inversión nocturna)

Inversión por subsidencia (ej. sistemas de alta presión).

Inversión frontal (ej. encuentro de frentes cálidos y fríos)


Pluma

Chimenea


CO

NC

EN

TR

AC

ION

(m

g/m

3)

DISTANCIA DESDE LA FUENTE EMISORA (km)


Utilización de modelos de dispersión atmosféricas para

predecir el efecto de una emisión sobre la calidad atmosférica.

Y

Z

X

Hh

Perfil vertical de concentración

Velocidad del viento, v

X

X = 0

Z

Pluma instantánea

Envoltura promedio

h

04 Emisiones Atmosféricas

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