Analisis Del Aire

Principales contaminantes atmosféricos su naturaleza y origen

Históricamente se relaciona la contaminación con la polución atmosférica procedente de la industria y del transporte, sin embargo también se produce contaminación en viviendas, por ejemplo: monóxido de carbono generado en las combustiones incompletas cuando se utiliza gas ciudad, en grandes edificios en el empleo de calefacciones y aires acondicionados, etc...

En general se puede definir un contaminante del aire como aquel componente presente en la atmósfera, a niveles perjudiciales para la vida del hombre, plantas o animales.

En consecuencia la contaminación tanto en exceso como en defecto, es un parámetro crucial para identificar las sustancias nocivas para los seres vivos.

Un caso que ejemplifica lo que se acaba de señalar, es la contaminación causada por el ozono. Este gas absorbe en la parte alta de la atmósfera las radiaciones solares más enérgicas, evitando que causen efectos negativos sobre los seres vivos. En este sentido el ozono estratosférico a de estar en concentraciones suficientes adecuadas.. Sin embargo en la parte baja de la atmósfera, se genera ozono en exceso que resulta nocivo para los seres vivos, al ser un oxidante muy enérgico.

Paradójicamente el ozono esta disminuyendo en la estratosfera donde resulta beneficioso y aumentando en la troposfera donde resulta perjudicial.

Los contaminantes atmosféricos son tan numerosos que resulta difícil agruparlos para su estudio. Siguiendo una agrupación bastante frecuente los incluiremos en los siguientes grupos:

Contaminación primaria y secundaria

Algunos de los principales contaminantes atmosféricos son substancias que se encuentran de forma natural en la atmósfera. Los consideramos contaminantes cuando sus concentraciones son notablemente más elevadas que en la situación normal. Así se observa en la siguiente tabla en la que se comparan los niveles de concentración entre aire limpio y aire contaminado

Componentes Aire limpio Aire contaminado

SO2 0.001-0.01 ppm 0.02-2 ppm

CO2 310-330 ppm 350-700 ppm

CO <1 ppm 5-200 ppm

NOx 0.001-0.01 ppm 0.01-0.5 ppm

Hidrocarburos 1 ppm 1-20 ppm

Partículas 10-20 ð g/m3 70-700 ð g/m3

Comparación de la tendencia en las emisiones de varios contaminantes

en España, en comparación con el producto interior bruto (PIB)

Óxidos de carbono

El carbono es uno de los elementos más abundante. En la biosfera constituye el 24.9% de los átomos presentes; en la litosfera el 0.16%; en la hidrosfera el 0.0014% y en la atmósfera el 0.03%. En la materia viva el carbono se encuentra mayoritariamente en forma de hidratos de carbono, pues la celulosa es la materia orgánica más abundante en el mundo vegetal autótrofo, y esta es la base nutritiva de los restantes niveles. En la litosfera se encuentra sobre todo en la forma de carbonatos minerales y excepcionalmente en la forma de carbono elemental en el carbón mineral.

La presencia en la atmósfera se manifiesta sobre todo en forma de dióxido de carbono (CO2) en un fracción correspondiente a 315ppm, así como monóxido de carbono (CO) en aire, para q este fuera considerado como no contaminante su proporción debería ser < 1ppm de CO.

Dióxido de carbono

Características:

Es un gas sin color, olor ni sabor que se encuentra presente en la atmósfera de forma natural. No es tóxico. Desempeña un importante papel en el ciclo del carbono en la naturaleza y enormes cantidades, del orden de 1012 toneladas, pasan por el ciclo natural del carbono, en el proceso de fotosíntesis.

Acción contaminante:

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:

es un gas que produce un importante efecto de atrapamiento del calor, el llamado efecto invernadero; y su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques

Por estos motivos es uno de los gases que más influye en el importante problema ambiental del calentamiento global del planeta y el consiguiente cambio climático. Analizamos este efecto más adelante, dada su importancia

Emisiones españolas:

En España, aproximadamente un 35% del emitido procede de combustiones diversas (industriales, domésticas, comerciales, etc.), un 25% de las plantas eléctricas, y alrededor de otro 25% procede del transporte.

La emisión española de CO2 está por debajo de la media europea y así se justifica la postura de la Unión Europea en la Conferencia de Tokio de diciembre de 1997 sobre reducción de emisiones de gases con efecto invernadero. Toda Europa en conjunto disminuirá las emisiones de CO2 hasta el año 2010, pero a España se le permite aumentarlas en una proporción de un 15%, porque en la actualidad sus emisiones son más bajas que la media. El aumento español quedará compensado con mayores reducciones en otros países europeos.

Monóxido de carbono

Es un gas sin color, olor ni sabor. Es un contaminante primario.

Es tóxico porque envenena la sangre impidiendo el transporte de oxígeno. Se combina fuertemente con la hemoglobina de la sangre y reduce drásticamente la capacidad de la sangre de transportar oxígeno. Es responsable de la muerte de muchas personas en minas de carbón, incendios y lugares cerrados (garajes, habitaciones con braseros, etc.)

Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma de manera natural, en la oxidación de metano (CH4) en reacciones fotoquímicas. Se va eliminando por su oxidación a CO2.

La actividad humana lo genera en grandes cantidades siendo, después del CO2, el contaminante emitido en mayor cantidad a la atmósfera por causas no naturales. Procede, principalmente, de la combustión incompleta de la gasolina y el gasoil en los motores de los vehículos.

Óxidos de azufre

El Azufre en la naturaleza

Se estima que el universo esta formado por el 0.001% de átomos de azufre; El agua de los mares de la tierra contiene el 0.017% y la composición del cuerpo humano es del 0.05%. Esa es una manera de destacar la importancia de este elemento en la naturaleza como componente de la materia en la que forma parte de proteína y otros compuestos.

En la corteza terrestre el azufre esta presente en los minerales mas abundantes:

Piritas (como sulfuros), Yesos (sulfatos), etc. La concentración media en la litosfera es del orden de 520gr por tonelada.

Dióxido de azufre (SO2)

Importante contaminante primario.

Es un gas incoloro y no inflamable, de olor fuerte e irritante.

Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días. Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie húmeda o seca y el resto se convierte en iones sulfato

(SO42-). Por este motivo, es un importante factor en la lluvia ácida.

En conjunto, más de la mitad del que llega a la atmósfera es emitido por actividades humanas, sobre todo por la combustión de carbón y petróleo y por la metalurgia. Otra fuente muy importante es la oxidación del H2S. Y, en la naturaleza, es emitido en la actividad volcánica. En algunas áreas industrializadas hasta el 90% del emitido a la atmósfera procede de las actividades humanas, aunque en los últimos años está disminuyendo su emisión en muchos lugares gracias a las medidas adoptadas.

En España sus emisiones se concentran en Galicia y Aragón, al estar situadas en estas Comunidades importantes instalaciones productoras de electricidad que usan combustibles de baja calidad. En los últimos años se están produciendo importantes disminuciones en la emisión de este contaminante (de 1980 a 1990 su producción ha disminuido en un 33%) como consecuencia de estar sustituyéndose los carbones españoles (de baja calidad) por combustibles de importación, más limpios. De todas formas las cantidades producidas siguen siendo bastante grandes y, de hecho, es el contaminante primario emitido en mayor cantidad después del CO.

Trióxido de azufre (SO3)

Contaminante secundario que se forma cuando el SO2 reacciona con el oxígeno en la atmósfera. Posteriormente este gas reacciona con el agua formando ácido sulfúrico con lo que contribuye de forma muy importante a la lluvia ácida y produce daños importantes en la salud, la reproducción de peces y anfibios, la corrosión de metales y la destrucción de monumentos y construcciones de piedra.

Otros

Algunos otros gases como el sulfuro de dihidrógeno (H2S) son contaminantes primarios, pero normalmente sus bajos niveles de emisión hacen que no alcancen concentraciones dañinas.

Óxidos de nitrógeno

Incluyen el óxido nítrico (NO), el dióxido de nitrógeno (NO2) y el óxido nitroso (N2O).

Parámetro de contaminación

El nitrógeno se encuentra en la atmósfera como componente mayoritario y es allí donde aparece en mayor abundancia en la naturaleza precisamente en la forma elemental, sin combinar.

No esta bien estimado el total de nitrógeno combinado que existe. La forma molecular N2 tiene carácter de “inerte” en condiciones de bajas temperaturas debido a que la molécula esta formada por dos átomos unidos por un enlace triple, (un enlace tipo Ó y dos enlaces tipo ) a una distancia de 0.75Å y que requiere una energía de 225 kcl/mol para su disociación. Esta fuerte unión entre los átomos es la causa de que muchos de los compuestos muy ricos en nitrógeno sean explosivos, posean tendencia

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