Análisis de Calidad del Aire: Contaminantes (II)
Autores: Odoardo Álvarez, Roberto Illera. Unidad de Química y Ambiente. Centro de Tecnología de Materiales (CTM). FIIIDT.
La contaminación del aire es la presencia de material indeseable en el mismo, en cantidades tales que produzca efectos nocivos, esta definición no está restringida sólo a las causas que generan las actividades humanas aunque por lo general sólo hablamos acerca de estas. Los materiales indeseables pueden dañar la salud humana, la vegetación, los bienes humanos o el medio ambiente global, así como crear ofensas estéticas en la forma del aire o bien olores desagradables. Muchos de estos materiales nocivos entran en la atmósfera proveniente de fuentes, que en la actualidad, se encuentran más allá del control humano.
Sin embargo, en las partes más densamente pobladas del globo, en particular en los países industrializados las fuentes principales de estos contaminantes son actividades humanas. Estas actividades se encuentran íntimamente asociadas con nuestro estándar material de vida. Eliminar estas actividades causaría una disminución tan drástica en el estándar de vida que esta acción rara vez se considera. El remedio propuesto en la mayor parte de los países industriales es continuar las actividades y controlar las emisiones contaminantes del aire que provengan de ellas [1].
La contaminación del aire puede producirse por la presencia de uno o más contaminantes en la atmósfera. Ejemplo de algunos contaminantes tradicionales son el dióxido de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NOX), monóxido de carbono (CO), hidrocarburos, ozono (O3), oxidantes, sulfuro de hidrógeno (H2S), partículas en suspensión (PM), Benzo(a)pireno (BaP), humos, y neblina.
Los contaminantes atmosféricos pueden encontrarse en forma gaseosa, líquida o sólida en el rango de temperaturas habituales en el medio ambiente. Los contaminantes en estado físico gaseoso son gases o vapores dispersos en el aire, normalmente tan diluidos que el comportamiento del conjunto es equiparable al del aire limpio. Las propiedades de la mezcla diluida pueden describirse habitualmente mediante las ecuaciones de los gases ideales. En las mezclas diluidas de gases y vapores con el aire, todas las moléculas de estos compuestos tienen la misma probabilidad de captura en la superficie de las vías respiratorias, las superficies medioambientales o los aparatos muestreadores utilizados para la medición de la contaminación ambiental [2].
Es reconocida la influencia que la contaminación atmosférica tiene sobre el deterioro de la salud humana, especialmente en las grandes ciudades, llegando en algunos casos a episodios críticos donde se observan síntomas respiratorios de tipo irritativo, fenómenos respiratorios de tipo obstructivo y una mortalidad más elevada que los promedios normales. Se ha establecido la estrecha relación de la contaminación atmosférica con alteraciones de la función respiratoria, con el transporte de oxígeno en el cuerpo, con enfermedades respiratorias cardiovasculares y dermatológicas y con la presencia de diversos y numeroso casos de cáncer [3].
La figura 1 ilustra el efecto de algunos contaminantes sobre la salud humana.
A continuación describiremos el contaminante que involucra al SO2 y óxidos de azufre en nuestros siguientes artículos abordaremos otros contaminantes así como los métodos de captación empleados para sus análisis.
Oxidos de azufre (SOx)
El óxido de azufre que se emite a la atmósfera en mayores cantidades es el anhídrido sulfuroso (S02) y en menor proporción, que no rebasa el 1 ó el 2 por ciento del anterior, el anhídrido sulfúrico (S03).
El S02 es un gas incoloro, de olor picante e irritante en concentraciones superiores a 3 ppm. Es 2,2 veces más pesado que el aire, a pesar de lo cual se desplaza rápidamente en la atmósfera. Es un gas bastante estable.
El anhídrido sulfúrico (S03) es un gas incoloro y muy reactivo que condensa fácilmente. En condiciones normales no se encuentra S03 en la atmósfera en cantidades significativas, debido a que reacciona rápidamente en presencia de humedad, formando ácido sulfúrico (H2S04). La combustión de cualquier sustancia que contenga azufre produce emisiones de S02 y S03, la cantidad de S03 producida depende de las condiciones de la reacción, especialmente de la temperatura y oscila entre 1 y el 10 por ciento de los SOx producidos.
Un mecanismo de formación de SOx podría ser:
La reacción segunda se produce en pequeña escala y tiene lugar muy lentamente a la temperatura de la atmósfera. El efecto neto es que la emisión de los SOx se realiza fundamentalmente en forma de S02.
Los efectos que produce en el medio ambiente la presencia de óxidos de azufre en la atmósfera, los podemos clasificar en: efectos sobre el hombre y la fauna, efectos sobre las plantas, efectos sobre los materiales.
La mayor parte de los efectos del S02 sobre la salud del hombre están relacionados con la irritación del sistema respiratorio. Concentraciones de 25 ppm de S02 causa tos inmediatamente y una fuerte irritación de los ojos, por debajo de esta concentración los efectos irritantes del S02 se limitan a la parte alta del tracto respiratorio y a los ojos. Experimentos llevados a cabo revelan que a elevadas concentraciones de S02, el 95 por ciento inhalado se absorbe en la cavidad nasal.
A través de investigaciones, se han determinado los efectos a largo plazo que resultan de una prolongada exposición a bajos niveles de S02, existiendo una correlación clara entre la incidencia de infecciones respiratorias entre los niños y el nivel de contaminación por S02 de su ambiente, aumentando la frecuencia de las infecciones con el tiempo de residencia de un niño en una zona contaminada, no conociéndose todavía la persistencia de estos efectos. La mayor parte de la preocupación por la amenaza que para la salud representa la presencia de S02 en la atmósfera está relacionada con sus efectos sobre las personas con problemas respiratorios crónicos y con los ancianos. Los aerosoles sulfatados son agentes irritantes de tres a cuatro veces más potentes que el S02, responsables del fenómeno de lluvia ácida.
Los daños que origina a la planta se manifiestan en forma de lesiones foliares extendidas entre las nerviaciones, debidas a las alteraciones neuróticas provocadas por la acumulación de sulfitos y sulfatos en el parénquima foliar. Las exposiciones a corto plazo y elevadas concentraciones de S02, se caracterizan por áreas muertas de las hojas que se secan y usualmente adquieren un tono blanquecino amarillento. La exposición a menores concentraciones durante períodos más prolongados ocasiona lesiones crónicas, caracterizadas por un amarilleamiento gradual de las hojas que se va extendiendo desde la zona apical a la base de Ias mismas.
La susceptibilidad de las plantas a los daños debidos al S02 varía ampliamente de una especie a otra. En general y por orden de sensibilidad decreciente podemos citar los hongos, líquenes, las coníferas, las plantas herbáceas y los árboles de hoja caduca. Entre las plantas cultivadas las especies forrajeras son más sensibles que los cereales.
Las especies forestales, sobre todo las resinosas, son más afectadas que las plantas anuales, debido a que su mayor longevidad permite que aparezcan los efectos acumulativos. Los hongos y los líquenes tienen una extraordinaria sensibilidad al S02.
Referencias bibliográficas.
1.- De Nevers N., “Ingeniería de Control de la Contaminación del Aire”. McGraw-Hill, México (1998)
2.- Zaror Claudio Alferdo, INTRODUCCÍON A LA INGENIERÍA AMBIENTAL PARA LA INDUSTRIA DE PROCESOS, Universida de Concepción, Chile 2000
3.- José Manuel Carnicer EOI Escuela de negocios Master en Ingeniería Medioambiental y Gestión del Agua 2007/2008 Módulo I Contaminación atmosférica
4.- Señales de la AEMA, Agencia Europea del Medio Ambiente, Cada vez que respiramos. Copyright © AEMA, Copenhague, 2013
Contacto: odoardo.alvarez@gmail.com