VI Sistemas Ambientales y Sociedades

Belén Ruiz IES Santa Clara.

1ºBACHILLER “SISTEMAS AMBIENTALES Y SOCIEDADES” Dpto Biología y Geología.

http://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-sociedades/

6. SISTEMAS ATMOSFÉRICOS Y SOCIEDADES (10 HORAS)

6.1. Introducción a la atmósfera

6.2 Ozono estratosférico

6.3 Nieblas contaminantes fotoquímicas

6.4 Deposición (lluvia) ácida

CONTENIDOS

Preguntas fundamentales: Este tema puede resultar especialmente apropiado para considerar las preguntas

fundamentales B, E y F.

VI Sistemas Ambientales y Sociedades

Belén Ruiz IES Santa Clara.

1ºBACHILLER Dpto Biología y Geología.

http://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-sociedades/

6.3. NIEBLAS CONTAMINANTES FOTOQUÍMICAS

6.3:  NIEBLAS  CONTAMINANTES  FOTOQUÍMICAS  

Ideas  significa>vas:  •  La  combus*ón  de  combus*bles   fósiles  produce  contaminantes  primarios  que  pueden  generar  otros  contaminantes  secundarios  y  causar   las  nieblas  contaminantes  

fotoquímicas,  cuyos  niveles  pueden  variar  con  la  topogra;a,  la  densidad  de  población  y  la  climatología.  •  Las  nieblas  contaminantes  fotoquímicas  *enen  efectos  importantes  sobre  las  sociedades  y  los  sistemas  vivos.  •  Las  nieblas  contaminantes  fotoquímicas  se  pueden  reducir  disminuyendo  la  dependencia  de  los  seres  humanos  de  los  combus*bles  fósiles.  

Conocimiento  y  comprensión:  §  Los   contaminantes   primarios   derivados   de   la   combus*ón   de   combus*bles   fósiles   incluyen   el   monóxido   de  

carbono,   el   dióxido   de   carbono,   el   carbono  negro  u  hollín,  hidrocarburos   sin  quemar,  óxidos  de  nitrógeno  y  óxidos  de  azufre.  

§  En   presencia   de   la   luz   solar   se   forman   los   contaminantes   secundarios,   cuando   los   contaminantes   primarios  experimentan  una  serie  de  reacciones  con  otras  sustancias  químicas  ya  presentes  en  la  atmósfera.  

§  El   ozono   troposférico   es   un   ejemplo   de   un   contaminante   secundario,     formado   cuando   las   moléculas   de  oxígeno  reaccionan  con  átomos  de  oxígeno  liberados  del  dióxido  de  nitrógeno  en  presencia  de  la  luz  solar.  

§  El  ozono  troposférico  es  muy  reac*vo  y  causa  daños  a  las  plantas  (cul*vos  y  bosques),  irrita  los  ojos,  provoca  enfermedades  respiratorias  y  daña  los  tejidos  y  los  materiales  de  goma.  La  niebla  contaminante  (smog)  es  una  mezcla   compleja   de   contaminantes   primarios   y   secundarios,   de   la   cual   el   ozono   troposférico   es   el   principal  contaminante.  

§  La   frecuencia   y   la   severidad   de   la   niebla   contaminante   en   un   área   depende   de   la   topogra;a   local,   la  climatología,  la  densidad  de  población  y  el  uso  de  combus*bles  fósiles.  

§  Las  inversiones  térmicas  se  producen  debido  a  una  falta  del  movimiento  del  aire,  cuando  una  capa  de  aire  frío  y  denso   queda   atrapada   debajo   de   una   capa   de   aire   caliente   menos   denso.   Ello   provoca   que   se   acumulen  concentraciones   de   contaminantes   del   aire   cerca   del   suelo   en   lugar   de   ser   disipados   por   los   movimientos  "normales"  del  aire.  

§  La  deforestación  y  la  quema  de  combus*bles  también  contribuye  a  generar  nieblas  contaminantes.  

§  Las  pérdidas  económicas  causadas  por  la  contaminación  del  aire  urbano  pueden  ser  importantes.  

§  Entre  las  estrategias  de  ges*ón  de  la  contaminación  se  incluyen  las  siguientes:  

–  Modificación  de  la  ac*vidad  humana  para  consumir    menos  combus*bles  fósiles;  entre  los  ejemplos  de  ac*vidades   se   incluyen   la   adquisición   de   tecnologías   con   elevada   eficiencia   energé*ca,   el   uso   de  transporte  público  o  compar*do,  y  desplazarse  andando  y  en  bicicleta.  

–  Regulación   y   reducción   de   contaminantes   en   el   punto   de   emisión   mediante   reglamentos       o      impuestos      fiscales      dispuestos      por        los  gobiernos  

–  Uso  de  conver*dores  catalí*cos  para  depurar  los  gases  de  escape  de  los  vehículos  de  contaminantes  primarios.  –  Regulación  de  la  calidad  de  los  combus*bles  por  parte  de  los  gobiernos.  –  Adopción  de  medidas  de   limpieza  como   la   reforestación,   resembrado  y  conservación  de  áreas  para  capturar  

dióxido  de  carbono.  Aplicaciones  y  habilidades:  

•  Evaluar  las  estrategias  de  ges*ón  de  la  contaminación  para  reducir  las  nieblas  contaminantes  fotoquímicas.  

Orientación:  §  No  se   requiere  el  uso  de   símbolos  químicos  ni  

de  fórmulas  o  ecuaciones  químicas.  §  Consultar  la  figura  3.  

Mentalidad  internacional:  §  El   aumento   global   de   la   urbanización   y   la  

industrialización  ha  llevado  a  un  aumento  de  la  contaminación  del  aire  en  las  ciudades.  

Teoría  del  Conocimiento:  §  Los   problemas   ambientales   suelen   tener   una  

gran   carga   emo*va.   ¿Bajo   qué   circunstancias  deberíamos  mantener  una  relación  distanciada  con  el  objeto  de  la  inves*gación?  

Conexiones:  §  Sistemas   Ambientales   y   Sociedades:   Cambio  

climá*co:   causas   y   efectos   (7.2),   deposición  (lluvia)   ácida   (6.4),   ozono   estratosférico   (6.2),  seres   humanos   y   contaminación   (1.5),  inves*gación  de  ecosistemas  (2.5)  

§  Programa   del   Diploma:   Química   (tema   5),  Geogra;a  (opción  G),  Economía  

Según   la   ley  de  Protección  del  Ambiente  Atmosférico,   la  contaminación  atmosférica  se  define  como:  “La   presencia   en   el   aire   de   materias   o   energías   que  impliquen  riesgo,  daño  o  moles6a  para  las  personas  y    bienes  de  cualquier  naturaleza”  

CONTAMINACIÓN  ATMOSFÉRICA  

FUENTES  DE  CONTAMINACIÓN  

Fuentes   emisoras   de   contaminación:     las   naturales   y   las  antropogénicas.    

CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN LAS CIUDADES

Se estima que: § 1 billón de personas se exponen al aire contaminado al año. § Un millón de personas mueren prematuramente debido al aire contaminado. § El 2% de la productividad es perdido en los países desarrollados (MEDCs) y un 5% en los países en vías de desarrollo (LEDCs). § Alrededor de un 90% de la contaminación de las ciudades en los países en vías de desarrollo viene de los motores de los coches viejos.

La contaminación atmosférica puede ser causado por sustancias químicas, partículas en suspensión o material biológico

Contaminantes primarios Contaminantes secundarios

Proceden directamente de la fuente de emisión y se encuentran tal y como fueron emitidos.

Se generan a partir de los primarios al reaccionar entre sí o con la radiación solar o el vapor de agua. No provienen directamente de los focos emisores y poseen un gran poder oxidante.

Pueden ser: §  Naturales: erupciones volcánicas, incendios forestales. §  Antropogénico: industria, motores de los vehículos, incendios

forestales, y construcción de edificios. Los mayores contaminantes provienen de la combustión de los combustibles fósiles que producen:

ü  CO(monóxido de carbono) proviene de la combustión incompleta de los combustibles fósiles.

ü  CO2 ü  Hidrocarburos. ü  NOx ü  SOx (principalmente del carbón) ü  Partículas (ejemplo: hollín) Finas partículas de sólidos o

líquidos en suspensión, peligrosas al depositarse en los pulmones y causar enfermedades o cáncer.

§ O3 troposférico. § Partículas producidas a partir de los contaminantes

primarios. § PAN (nitrato de peroxiacetileno)

Contaminantes  Naturales  del  Aire  

Fuente   Contaminantes  

Volcanes   Óxidos de azufre, partículas  

Fuegos forestales   Monóxido de carbono, dióxido de carbono,

óxidos de nitrógeno, partículas  

Vendavales   Polvo  

Plantas (vivas)   Hidrocarburos, polen  

Plantas (en descomposición)  

Metano, sulfuro de hidrógeno  

Suelo   Virus, polvo  

Mar   Partículas de sal  

Fuentes  ar>ficiales  o  antropogénicas  §  Procede  de  las  dis*ntas  ac*vidades  humanas.    § Destaca   especialmente   la   combus*ón   de  combus*bles  fósiles  y  sus  derivados,  bien  en  la   industria   como   en   centrales   térmicas   o  siderometalúrgicas,   en   el   transporte   o   en   el  uso  domés*co.      

§ Ac*vidades   agrícolas   y   ganaderas,   como   la  quema   de   bosques   para   aumentar   el   suelo  agrícola,  la  quema  de  rastrojos,  la  emisión  de  gases  por  los  fer*lizantes  (N2),  por  el  ganado  (CH4  producido  en  el  tubo  diges*vo).    

§ Una  fuente  de  emisión  que  está  creciendo  es  la   incineración   de   residuos   sólidos,   esta  prác*ca  si  no  se  realiza  de  manera  adecuada  puede   producir   emisiones   de   N2,   CO2,   NO,  SO3,  dioxinas,  etc.      

Tráfico  

Siderurgia  

Quema  de  rastrojos  

Incineración  de  residuos  

Agricultura  y  ganadería   Refinerías  de  petróleo  

§  El  conjunto  de  contaminantes  generados  en  estos  procesos  *ene  menor  volumen   que   los   contaminantes   naturales,   pero   los   efectos   producidos  son   perores   en   el   caso   de   los   contaminantes   ar*ficiales   debido   a   su  mayor  reac*vidad.  

§  TIEMPO  DE  RESIDENCIA  El  *empo  que  un  contaminante  permanece  en  la  atmosfera,   depende   del   *po   de   contaminante   y   de   las   condiciones  atmosféricas  (lluvia,  viento,  inversiones  térmicas…)  

 

Tiempo  de  residencia  

Gases:  Depende  de  su  capacidad  reac>va  

ParVculas:  Depende  de  su  tamaño  

Unidades  de  medida  

Gases:  ppm,  ppb,  cm3/m3  

ParVculas:  μg/m3  o  mg/m3  

TIPOS  DE  CONTAMINANTES  

Se  pueden  hacer  dis>ntas  clasificaciones:    

Radiaciones  ionizadas  Radiaciones  no  ionizadas  Contaminación  sonora  

Gases    ParVculas    Olores  

Sustancias  químicas  

Formas  de  energía.  

Según  la  naturaleza  del  contaminante:  

Inocuos  

Nocivos  

Según  la  Toxicidad  del  contaminante:  

Secundarios  

Primarios  

Según  la  Procedencia  del  contaminante:  

Los contaminantes primarios derivados de la combustión de combustibles fósiles

incluyen el monóxido de carbono, el dióxido de carbono, el carbono negro u hollín, hidrocarburos sin quemar, óxidos de

nitrógeno y óxidos de azufre.

Términos

clave

En presencia de la luz solar se forman los contaminantes secundarios,

cuando los contaminantes primarios experimentan una serie de reacciones

con otras sustancias químicas ya presentes en la atmósfera.

Contaminantes  primarios  §  Proceden   directamente   de   la  fuente  de  emisión  y  se  encuentran  tal  y  como  fueron  emi*dos.  

§  Sus   fuentes   son   perfectamente  iden*ficables   y   en   conjunto  s u p o n e   e l   9 0 %   d e   l o s  contaminantes  del  aire.  

§  Su   n a t u r a l e z a   ; s i c a   y   s u  composición   química   es   muy  variada.  

§  Se  agrupan:  §  Según  su  estado  ;sico  (caso  de  parhculas  y  metales),  

§  Según   elemento   químico  c o m ú n   ( c a s o   d e   l o s  contaminantes  gaseosos).    

GASES  

TIPOS     CONTAMINANTES      PRIMARIOS  

CONTAMINANTES  SECUNDARIOS    

FUENTES  DE  EMISIÓN  

Compuestos  de  Azufre   SO2  ;H2S       SO3,  H2SO4,  SO4  =    

Combus*ón  de  carburantes  que  con*enen  Azufre.  

Compuestos  de    Nitrógeno    

NO  ;NH3        

NO2  ;  NO3    Combus*ón  de  N2  y  O2  a  

alta  temperatura.  

Compuestos  de  Carbono    

De  C1  y  C3        

Aldehídos,  cetonas,  ácidos    

Combus*ón  de  carburantes  de  petróleo;  

uso  de  disolventes.  

Óxidos  de  Carbono   CO2  ;CO       Ninguno  .   Combus*ón  .  

Compuestos  de  halógenos    HF;    HCl     Ninguno     Industrias  metalúrgicas  .  

Oxígeno  y  oxidantes  

 O3    

   

Instalaciones  eléctricas  de  alta  tensión,  

vehículos  automóviles.    

PARTÍCULAS  

Polvos    Parhculas  sólidas  procedentes  de  la  trituración  de  las  rocas,  de  cenizas  

volcánicas  o  de  parhculas  arrastradas  por  el  viento.    

Humos       Pequeñas  parhculas  originadas  por  combus*ón    

Nieblas         Suspensiones  de  líquidos  en  forma  de  gotas  que  se  condensan  a  par*r  de  un  gas  evaporado  

Aerosoles       Nubes  de  parhculas  líquidas  microscópicas  o  submicroscópicas  suspendidas  en  el  aire.      

§  Dada   su   presencia   natural   en   la  atmósfera  y  su  falta  de  toxicidad,  no  se  debería  considerar  una    sustancia  c o n t am i n a n t e .   S e   d a n   d o s  circunstancias   que   lo   hacen   un  contaminante   de   gran   importancia  en  la  actualidad:    §  Es   un   gas   que   re*ene   rayos  

infrarrojos   y   produce   el   efecto  invernadero;    

§  S u   c o n c e n t r a c i ó n   e s t á  aumentando   en   los   úl*mos  decenios   por   la   quema   de   los  combus*bles  fósiles  y  de  grandes  extensiones  de  bosques  .  

CO2  CO  

§  Alrededor  del  90%  del  que  existe  en   la   atmósfera   se   forma   de  manera  natural  en  la:  § Combus*ón   incompleta   del  carbono  

§ Oxidación  de  metano   (CH4)  por  reacciones  fotoquímicas.  

§  Se  va  eliminando  por  su  oxidación  a  CO2,  al  pasar  a  la  estratosfera  o  al  incorporarse  al  suelo    

§  La  ac*vidad  humana  lo  genera  en  grandes   can*dades.   Procede,  principalmente,  de  la  combus*ón  incompleta   de   la   gasolina   y   el  gasoil   en   los   motores   de   los  vehículos.  

SOx  

SO2  

§  Incluyen   el   dióxido   de  azufre  (SO2)  y  el   trióxido  de  azufre  (SO3).    

§ Su   vida   media   en   la  atmósfera   es   corta,   de  unos  2  a  4  días.    

§ Casi   la   mitad   vuelve   a  d e p o s i t a r s e   e n   l a  superficie  húmedo  o  seco  y  el  resto  se  convierte  en  iones  sulfato  (SO4

2-­‐).    

§  NOx  (conjunto  de  NO  y  NO2)    

§  El  NO  y  NO2  proceden  de  fuentes  naturales  o  de  combus*ón  de  carburantes  a  altas  

temperaturas.    En  las  ciudades  son  emi*dos  por  el  humo  de  los  coches.    

§  El  NO2  también  procede  de  la  oxidación  del  NO.    

§  Muy  importante  en   la  formación  del  smog  fotoquímico,  del  nitrato  de  peroxiace*lo  

(PAN)   e   influye   en   las   reacciones   de   formación   y   destrucción   del   ozono,   tanto  

troposférico   como   estratosférico,   así   como   en   el   fenómeno   de   la   lluvia   ácida.   En  

concentraciones   altas   produce   daños   a   la   salud   y   a   las   plantas   y   corroe   tejidos   y  

materiales  diversos.    

§  Las   ac*vidades   humanas   que   los   producen   son,   principalmente,   las   combus*ones  

realizadas  a  altas  temperaturas.    Más  de  la  mitad  de  los  gases  de  este  grupo  emi*dos  

en  España  proceden  del  transporte.      

Oxidos  de  nitrógeno  NOx  

§ Óxido  nitroso  (N2O)    

§  En   la   troposfera   es   inerte   y   su  vida  media  es  de  unos  170  años.  

Va   de sapa rec i endo   en   l a  

estratosfera   en   reacciones  

fotoquímicas   que   pueden   tener  

influencia  en   la  destrucción  de   la  

capa   de   ozono.   También   *ene  

efecto  invernadero.  

§  Procede   fundamentalmente   de  

emisiones   naturales   (procesos  

microbiológicos   en   el   suelo   y   en  

los   océanos)   y   menos   de  

ac*vidades   agrícolas   y   ganaderas  

(alrededor  del  10%  del  total).    

§  Es  un  contaminante  primario  que  se  forma  de  manera  natural  .  §  Se   produce   en   pantanos   y   arrozales,   por   la   descomposición   producidas   por   las  bacterias  metanogénicas.  También  en  la  combus*ón  de  la  madera,  por  el  uso  de  disolventes,  combus*ón  de  automóviles  o  incineración  de  sustancias  orgánicas.    

§  La  importancia  proviene  de  su  reacción  en  cadena.    §  Su  permanencia  en  la  atmósfera  dura  desde  varios  días  hasta  meses.  Desaparece  de   la  atmósfera  a  consecuencia,  principalmente,  de  reaccionar  con   los   radicales  OH  formando,  entre  otros  compuestos,  ozono.  Su  vida  media  en  la  troposfera  es  de  entre  5  y  10  años.  Contribuye  al  efecto  invernadero.  

Metano(CH4)    

§  En   la   atmósfera   están   presentes  muchos   otros   hidrocarburos,   principalmente  procedentes  de  fenómenos  naturales,  pero  también  originados  por  ac*vidades  humanas,   sobre   todo   las   relacionadas  con   la  extracción,  el   refino  y  el  uso  del  petróleo  y  sus  derivados.    

§  Sus  efectos  sobre  la  salud  son  variables.  Algunos  no  parece  que  causen  ningún  daño,  pero  otros  afectan  al  sistema  respiratorio  y  podrían  causar  cáncer  p.  ej.  benceno.    

§  Intervienen   de   forma   importante   en   las   reacciones   que   originan   el   "smog"  fotoquímico.    

Otros  Hidrocarburos  

§  En   la   atmósfera   permanecen  suspendidas   substancias   muy  dis*ntas   como   parhculas   de   polvo,  polen,   hollín   (carbón),   metales  (plomo,  cadmio).  §  AEROSOL:     se   refiere     a   los  

materiales   muy   pequeños,  sólidos  o  líquidos.    

§  PARTÍCULAS  se  suele  llamar  a  los  sólidos   que   forman   parte   del  aerosol.  

§  POLVO   a   la   materia   sólida   de  tamaño   un   poco   mayor   (de   20  micras  o  más).    

ParVculas  y  aerosoles    

Contaminantes  secundarios  

§ Se     generan   a   par*r   de   los  primarios   al   reaccionar   entre   sí   o  con  la  radiación  solar  o  el  vapor  de  agua.  

§ No  provienen  directamente  de   los  focos   emisores   y   poseen   un   gran  poder  oxidante.    

§ Son   los   responsables   de   la  denominada   contaminac ión  fotoquímica.    

§  El   que   se   encuentra   en   la   zona  más   cercana   a   la   superficie   se  forma   por   reacciones   inducidas  por   la   luz   solar   en   las   que  par*cipan,   principalmente,   los  óx idos   de   n i trógeno   y   los  hidrocarburos  presentes  en  el  aire  (COV).    

§  Es  el  componente  más  dañino  del  smog   fotoquímico   y   causa   daños  importantes   a   la   salud,   cuando  está   en   concentraciones   altas,   y  frena  el  crecimiento  de  las  plantas  y  los  árboles.    

Ozono troposférico

EL OZONO ACTÚA COMO CONTAMINANTE EN LA TROPOSFERA

FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA

La capa de ozono

Gas de olor picante

Troposfera Estratosfera

Se encuentra en

Es un contaminante Constituye la capa de ozono

Mecanismo de formación/destrucción natural del O3

es

1º Fotólisis del oxígeno por la luz UV O2 + UV (rayos ultravioleta) → O + O

2º Formación del ozono O2 + O → O3 + calor

3º Destrucción del ozono a) Fotólisis del ozono O3 + UV → O2 + O

b) Reacción con el oxígeno atómico O + O3 → O2 + O2

Está en equilibrio dinámico y retiene un 90% de la radiación UV liberando calor

que eleva la temperatura de la estratosfera

CONTAMINANTE: EL OZONO DE LAS

CIUDADES

El ozono (O3) es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxigeno. Si se respira en grandes cantidades, puede provocar una irritación en los ojos y/o garganta.

¿ Qué es ?

¿ Dónde se encuentra ?

En la Troposfera Representa el 10 % del total. Esta en concentraciones de 0,02-0,3 ppm,. También denominado ozono ambiental. es peligroso para los seres vivos por su fuerte carácter oxidante. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado SMOG FOTOQUÍMICO. Aumenta el efecto invernadero, es 2000 veces más dañino que el CO2.

PERO , ¿ CÓMO SE FORMA ? Un letrero de la calidad del aire, señalando un

aviso de ozono alto, Gulfton,

Houston, Texas.

EL OZONO DE LA TROPOSFERA

Es un contaminante secundario, formado cuando las moléculas de oxígeno

reaccionan con átomos de oxígeno liberados del dióxido de nitrógeno en

presencia de la luz solar.

Términos clave

NO2 +luz => NO + O O2 + O => O3

La combustión de los combustibles fósiles libera NOx e hidrocarburos (Se producen por su combustión incompleta. Los NOX se producen cuando el O2 reacciona con el N2 (ambos están en la atmósfera y reaccionan como resultado de la alta temperatura producidas en la combustión de los combustibles fósiles.

N2 + O2 => NO + O2 => NO2 + O O + O2 => O3

Si no hay hidrocarburos, el ozono “se recicla”, pues reaccionan:

O3 + NO à NO2 + O2

§  El ozono es un gas tóxico y un agente oxidante.

§  Daña l as p l an tas , e l ozono troposférico es absorbido por las hojas de las plantas, y degrada la clorofila, por lo que la fotosíntesis y la productividad es reducida.

§  A partir de unos 150 micro-gramos/m3 por metro cúbico, produce daños en la salud humana, Irrita los ojos, p u e d e c a u s a r d i f i c u l t a d e s respiratorias en seres humanos y aumentar el riesgo de infecciones.

§  Es muy reactivo y puede afectar a los tejidos textiles (celulosa), plásticos y blanqueantes y a los materiales a base de goma (reduce la vida útil de los neumáticos)

¿ CUAL ES EL PROBLEMA ?

El ozono troposférico es muy reactivo y causa daños

a las plantas (cultivos y bosques), irrita los ojos, provoca enfermedades respiratorias y daña los

tejidos y los materiales de goma.

Términos clave

http://www.lanacion.com.ar/928913-las-plantas-y-el-ozono

FORMACIÓN DE LAS PARTÍCULAS

La combustión de materia orgánica o combustibles fósiles libera pequeñas partículas de

carbón y partículas de pequeño tamaño (partículas en suspensión) con un diámetro más

pequeño de 10 micrómetros o micras, muchas de estas partículas provienen de la

combustión del gasoil de los vehículos diesel.

Producen:

§  Se depositan en bronquios y pulmones, provocando asma, cáncer de pulmón, problemas

respiratorios y muerte prematura.

§ Muchas partículas son cancerígenas.

§ En las áreas con densidad de población alta y cerca de las industrias, si existen cultivos

estos son cubiertos por las partículas, por lo que menos luz alcanza a las hojas,

disminuyendo la fotosíntesis y la productividad.

LAS NIEBLAS CONTAMINANTES

(Smog )

Término que se emplea para designar todo

tipo de neblina en la atmósfera causada por

contaminantes atmosféricos. Esta niebla

tóxica puede contener ozono y es perjudicial

para el sistema respiratorio y los ojos.

¿ QUÉ ES EL SMOG ?

La niebla contaminante (smog)

es una mezcla compleja de

contaminantes primarios y

secundarios, de la cual el ozono

troposférico es el principal

contaminante.

Términos clave

vista de Pekín un día tras la lluvia y otro soleado

LAS NIEBLAS CONTAMINANTES

(Smog ) En días soleados, con alta densidad de tráfico,

(potenciado en invierno por las calefacciones ) se

puede formar el smog fotoquímico.

FORMACIÓN DEL SMOG

http://aspectos-medioambiente.blogspot.com.es/2014/04/el-smog-fotoquimico.html

También puede ser producido por los incendios

forestales. En Indonesia, en 1997 causo el smog

sobre el SE de Asía.

SMOG  FOTOQUÍMICO  Ocurren una serie de reacciones

fotoquímicas complejas:

Formación  de  O3  por  el  ciclo  fotolí>co  del  NO2:    

NO2 + luz à NO + O O + O2 à O3

Si no hay hidrocarburos, el ozono “se recicla”, pues reaccionan:

O3 + NO à NO2 + O2

Formación   de   radicales   libres   a  par>r  de  hidrocarburos:    Si   hay   hidrocarburos,   los   radicales   de   éstos  oxidan   al   NO   y   originan   radicales   libres   (y   el  ozono  se  acumula).  

Formación  del  PAN  (nitrato  de  peroxiace>leno)  y  aldehídos:    A partir de reacciones entre radicales libres y contaminantes primarios o el propio O2.

LAS NIEBLAS CONTAMINANTES

(Smog ) En días soleados, con alta densidad de tráfico,

(potenciado en invierno por las calefacciones ) se

puede formar el smog fotoquímico.

La frecuencia y severidad de las nieblas contaminantes fotoquímicas en un área dependen de la topografía local, el clima, la densidad de población y el empleo de combustibles fósiles. Las precipitaciones limpian el

aire y el viento dispersa la niebla contaminante. Las inversiones térmicas estancan las nieblas contaminantes en los valles (por ejemplo, Los Ángeles, Santiago de Chile, México D. F., Río de Janeiro, São Paulo o Pekín),

con lo que la concentración de contaminantes atmosféricos puede aumentar hasta niveles perjudiciales e incluso letales.

FORMACIÓN DEL SMOG

El  ozono:  §  El   que   se   encuentra   en   la   zona   más  

cercana   a   la   superficie   se   forma   por  reacciones  inducidas  por  la  luz  solar  en  las   que  par*cipan,   principalmente,   los  ó x i d o s   d e   n i t r ó g e n o   y   l o s  hidrocarburos   presentes   en   el   aire  (COV).    

§  Es   el   componente   más   dañino   del  SMOG   FOTOQUÍMICO   y   causa   daños  importantes  a  la  salud,  cuando  está  en  concentraciones   altas,   y   frena   el  crecimiento   de   las   plantas   y   los  árboles.    

SMOG  FOTOQUÍMICO:  Se  produce  por  la  presencia   en   la   atmósfera   de   oxidantes  fotoquímicos   (   O3,   PAN   (   nitrato   de  peroxiace*leno),   Aldehídos),   que  emanan   de   las   reacciones   de   los   óxidos  de   Nitrógeno,   hidrocarburos   y   Oxígeno  con   la   energía   proveniente   de   la  radiación  solar  ultravioleta.    Este   proceso   se   ve   favorecido   por   las  s ituaciones   an*ciclónicas,   fuerte  insolación   y   vientos   débiles   que  d ificu l t an   l a   d i spe r s ión   de   l o s  contaminantes.    Es   una   especie   de   bruma   que   produce  irritación  ocular,   daños   en   la   vegetación  y   materiales   como   el   cuero   y   las   fibras  sinté*cas  y  formación  de  O3  troposférico.    

En   una   situación   de   inversión   térmica  una   capa   de   aire   más   cálido   se   sitúa  sobre   el   aire   superficial   más   frío   e  impide  la  ascensión  de  este  úl*mo  (más  denso),   por   lo   que   la   contaminación  queda  encerrada  y  va  aumentando.    

Las   REACCIONES   FOTOQUÍMICAS  que   originan   este   fenómeno  suceden  cuando  la  mezcla  de  óxidos  de   nitrógeno   e   hidrocarburos  volá*les  emi*da  por  los  automóviles  y  el  oxígeno  atmosférico  reaccionan,  gracias   a   la   luz   solar,   formando  ozono.      

NO2+luz  à  NO+O  ;      O+O2  à  O3  

El  ozono  es  una  molécula  muy  reac*va    s i gue   reacc ionando   con   o t ros  contaminantes   presentes   en   el   aire   y  acaba   formando  un   conjunto  de  varias  decenas   de   sustancias   dis*ntas   como  nitratos  de  peroxiacilo   (PAN),  peróxido  de   hidrógeno   (H2O2),   radicales  hidroxilo  (OH),  formaldehido,  etc.    

RH  +  O2  +  NO  +  UV  à  R´CHO  +  NO2  +  O3  +  PAN  

Tipos  de  contaminantes   Sustancias  químicas   Contaminantes  secundarios  

Ozono troposférico

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DISPERSIÓN  DE  LOS  CONTAMINANTES  

 En  las  zonas  costeras:    Se   originan   BRISAS   que   durante   el   día  desplazan   los   contaminantes   hacia   el  interior,  mientras  que  durante  la  noche  al  inver*rse  la  circulación  de  las  mismas  las  contaminación   se   desplaza   hacia   el  mar.  Es  un  proceso  diario  y  cíclico.        

 En  los  valles  fluviales  y  laderas:    Durante   el   día   las   laderas   se  calientan   y   se   genera   una   corriente  ascendente   de   aire   caliente,   en   el  fondo  del  valle  se  acumula  una  masa  de  aire   frío  originando  una  situación  de   INVERSIÓN   TÉRMICA   que  impedirá  el  movimiento  de  las  masas  de   aire   y   dificultará   la   dispersión  de  los  contaminantes.    Durante  la  noche  el  suelo  cede  calor  a   las   masas   de   aire   en   contacto   y  asciende,   el   lugar   es   ocupado   de  nuevo   por   aire   frío   por   lo   que   se  repite   la   situación   de   inversión.  Luego   las   laderas   de   las   montañas  impiden   la   circulación   de   aire   y  favorecen   la   acumulación   de  contaminantes.      

Las condiciones climáticas locales pueden favorecer la

persistencia de la niebla contaminante

Frena   la   velocidad   del   viento,   facilita   la  deposición   de   parhculas   en   las   hojas   y  absorben  el  CO2  a  través  de  la  fotosíntesis,  por  lo   tanto   es   un   factor   regulador   de   la  contaminación.        

La  presencia  de  masas  vegetales:  

 Influye  en  el  movimiento  de   las  masas  de  aire  ya   que   disminuyen   y   frenan   su   velocidad   y  forman  turbulencias.    Aparece   el   denominado   efecto   Isla   de   Calor,  debido   a   la   combus>ón   de   los   automóviles,  calefacciones,   calor   desprendido   por   el  pavimento  y  edificios.    Todo   esto   favorece   la   aparición   de   brisas  urbanas.  Es  una  circulación  cíclica  que  dificulta  la   dispersión   de   los   contaminantes.   Aparecen  las   Cúpulas   de   contaminantes   que   se   ven  incrementadas  por  los  an>ciclones        

La  presencia  de  núcleos  urbanos:    

Boina de  contaminación  en  las  ciudades  

Movimiento  del  aire  en  una  “isla  de  calor”  

En  España,  como  en  otros  países  mediterráneos,  durante  el  verano  se  dan  condiciones  meteorológicas  favorables  para  la  formación  de  ozono:  altas  

temperaturas,  cielos  despejados,  elevada  insolación  y  vientos  bajos  

ESTRATEGIAS  DE  GESTIÓN  DE  LA  CONTAMINACIÓN  

§  REDUCIR CONSUMO DE COMBUSTIBLES FÓSILES (REDUCCIÓN DEMANDA DE

ELECTRICIDAD, VEHÍCULOS PRIVADOS)

§  CAMBIO A FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES.

§  UTILIZACIÓN DE MEDIDAS DE DEPURACIÓN: CONVERTIDORES CATALÍTICOS.

§  ENVIRONMENTAL  SYSTEMS  AND  SOCIETIES.  RUTHERFORD,  Jill.  WILLIAMS,  Gillian.  Editorial  Oxford.  

§  ECOLOGY.  GREENWOOD,  Trancey.  SHEPHERD,  Lyn.    ALLAN,  Richard.  BUTLER,  Daniel.  Editorial  BIOZONE  Interna>onal  Ldt.  

•  Ciencias  de   la  Tierra  y  Medioambientales.  2ºBachillerato.  CALVO,  Diodora,  MOLINA,  Mª  Teresa,  SALVACHÚA,   Joaquin.  Editorial  

McGraw-­‐Hill  Interamericana.  

§  Ciencias   de   la   Tierra   y   del   Medio   Ambiente.   2º   Bachillerato.   LUFFIEGO   GARCÍA,  Máximo,   ALONSO   DEL   VAL,   Francisco   Javier,  

HERRERO   MARTÍNEZ,   Fernando,   MILICUA   ARIZAGA,   Milagros,   MORENO   RODRÍGUEZ,   Marisa,   PERAL   LOZANO,   Carlota,   PÉREZ  

PINTO,  Trinidad.    

§  CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIAMBIENTALES 2º Bachillerato. MELÉNDEZ, Ignacio, ANGUITA, Francisco.

CABALLER, María Jesús. Editorial Santillana.  

§  I.E.S. Cardenal Cisneros de Alcalá de Henares, Madrid. HERNÁNDEZ, ALBERTO  §  hqp://www.andaluciainves*ga.com/espanol/cienciaAnimada/sites/gotafria.swf  §  hqp://almez.pn*c.mec.es/~jrem0000/dpbg/2bch-­‐ctma/tema4/prediccion-­‐*empo.htm  §  hqp://www.atmos.washington.edu/2004Q4/211/09_OzoneDep.swf  §  hqp://www.bioygeo.info/Animaciones/Coriolis.swf  §  hqp://www.bioygeo.info/Animaciones/CGA.swf  §  hqp://www.bioygeo.info/Animaciones/Frentes.swf  §  hqp://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/CTMA_presentaciones.htm  §  hqp://chopo.pn*c.mec.es/~ajimen18/GEOGRAFIA8/page6.html  §  hqp://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualiza*ons/es1904/es1904page01.cfm?chapter_no=19  §  http://www.fecyt.es/fecyt/docs/tmp/-2062958544.pdf  §  hqp://www.ieslosremedios.org/~elena/websociales/2bach/clima2b/corrienteenchorro.htm  §  hqp://www.juntadeandalucia.es/averroes/ies_a_einstein/documentos/biologiaT  §  hqp://www.marviva.org/imatges/meteo/celulas-­‐hadley-­‐2.jpg  §  http://www.ieslosremedios.org/~pablo/webpablo/webctma/2atmosfera/GradientesVerticales.html  §  hqp://www.slideshare.net/isaacbuzo/comentario-­‐de-­‐un-­‐climograma  

BIBLIOGRAFÍA/PÁGINAS WEB