Capitulo II

Características yefectos de los

contaminantesatmosféricos

Jaime MARTINEZHERNANDEZFIAS UNICA

Gases de Efecto Invernadero

PROPIEDADES DE LOS GEIThe Science Subsystems and processes

Chemical Processes

PROPIEDADES DE LOS GEIThe Science Subsystems and processes

Chemical Processes

PROPIEDADES DE LOS GEIThe Science Subsystems and processes

Chemical Processes

¿Quiénes emiten los GEI?(Emisiones 2007)

Anomalía 2001 de laTemperatura Global del Aire+0.43 ºC (segunda mas calienteregistrada)

Contaminantes asociados a la salud delas personas

• Material ParticuladoPM10, PM2.5

• GasesÓxidos de nitrógeno (NO2, NO)Amoniaco (NH4)Ozono (O3)Dióxido de azufre (SO2)Monóxido de carbono (CO)Compuestos Orgánicos Volátiles (COV)

¿Porqué son los mas importantes?

• Por sus efectos en:SaludMaterialesAgriculturaPropiedades atmosféricas: Visibilidad

¿Qué es el Material Particulado?

• Es un conjunto de partículas sólidas olíquidas suspendidas en el aire.

• Las partículas pueden tener undiámetro entere 0.001 a 100 > a 100 es un material sólido sedimentable o

contaminantes solidos sedimentables

Propiedades de las partículas

• Tamaño, composición, forma, color,número, equilibrio gas/partícula

• No existe la tecnología para medir todasestas propiedades al mismo tiempo

• Varias de esas propiedades estánasociadas con efectos en la saludecosistemas y visibilidad

Efectos de las partículas en lareducción de la visibilidad

FUENTES DE PM10 EN SANTIAGOAÑO 2000: 4.372 TONELADAS

www.SESMA.CL

55%24%

8%

13%

TRANSPORTE

FIJAS

RESIDENCIALES

OTRAS

Partículas primarias y secundarias

PST, PM10 y PM2.5

PM10

• Son las partículas de diámetro aerodinámicomenor o igual a 10

• Penetran hasta los pulmones• Fuentes: Procesos de combustión y formación

secundaria• Efectos:Disminuye la visibilidadSuciedadIncrementa el riesgo de muerte por

problemas al corazón y pulmónTransporta sustancias carcinogénicas hasta

la superficie internas del pulmón

Tamaño de partículas suspendidasFuente: HEI

¿Qué es PM10 y PM2.5?

Material Particulado de diámetro aerodinámicoCélula humana

Principales componentes químicos delPM10 y PM2.5

- Material Geológico- Sulfatos y nitratos- Cloruro de sodio- Carbono orgánico e inorgánico- Agua y vapores absorbidos en partículas

Composición Fisicoquímica del material particulado finoPM 2.5 en Pudahuel

MICROGRAPHS OF SEVERAL TYPES OFATMOSPHERIC AEROSOL PARTICLES

Resumen de los procesos y efectos delmaterial Particulado

The indian ocean experimental

INDOEX X ucsd.edu./

Asociación del SO2 ciclico

SO2 + O2 → 2SO3 + H2O → H2SO4

Deposición TotalDeposición Total

Deposición Seca Deposición Húmedahidrometeoros

Material particuladoen suspensión

Material particuladosedimentable

lluvia nieve nieve

granizo rocío

Efecto dañinos de la lluvia ácida

Daños al suelo

Daños en bosques

Daños en vida acuática de lagos

Daños en esculturas y edificios de valor

histórico

Daños en salud humana

ZONAS DEL PLANETA CON MAS LLUVIA ÁCIDA (MAPA)

VARIACIÓN TEMPORAL DEL SO2

ECA SO2: 80 ug/m3

Comportamiento horario de SO2 estación ubicadaen Paseo de los Héroes (febrero del 2005)

VARIACIÓN PROMEDIO HORARIOS PARA LA REDDE MONITOREO MES DE NOVIEMBRE

DIÓXIDO DE AZUFRESO2

Sulfuro De Hidrógeno (H2S)

Es un gas incoloroOlor desagradable (huevos podridos)Alta toxicidadProduce irritación ocular e intoxicación a concentraciones

mayores de 20 ppmProvenientes de procesos naturales de descomposición

biológica y las refinerías de petróleo, fabricas de conservay harina de pescado, etc.

Permanece por algunas horas (2h- 0,05 ppm de O3)Se estima emisiones globales de 3 millones de ton/añoSe transforma en menos de 24 h (>80%)

H2S + O3 → H2O + SO2

Valores guía para sulfuro dehidrógeno

Efectos sobre la salud PERIODO Valor (ug/m3)

Irritación de ojos 24 horas 150

Molestias por olores 30 minutos 7

ESTACIÓN 1: Municipalidad Distrital de Coishco (Chimbote)Hidrógeno sulfurado

Abril 2001

Origen de la contaminación por H2S

Monitoreo automático cada 30 min del 10 Dic al 4 Enero 2005

Estación CE Pedro Paulet – La florida

Concentración de H2S – Equipos automáticos150 ug/m3 - 24 h – OMS

CO2 y CO naturales CO2 y CO antropogénicos

Monóxido de carbono

El CO es incoloro, inodoro e insípido y es muyabundante sobre todo en los alrededores delas grandes ciudades

El CO proviene mayoritariamente de lacombustión incompleta

Expresión general de la combustión dehidrocarburos

CXHY + 1/2YO2 (del aire) → XCO + 1/2YH2O

Comportamiento horario de CO en la estación ubicada enPaseo de los Héroes(22 al 28 de febrero del 2005)

Óxido de Nitrógeno

Los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) se formannaturalmente en la atmósfera por combinacióna altas temperaturas del oxígeno y nitrógeno.(erupciones volcánicas, tormentas) La combustión representa el 74% de sus

emisiones A temperaturas de 1300 – 2500 ºC se tiene

N2 + O2 (del aire) → 2NO2NO + O2 (del aire) → 2NO2

Comportamiento horario de NO2 en la estaciónubicada en el paseo de los Héroes

(22 al 28 de febrero del 2005)

DIÓXIDO DE NITRÓGENONO2

OZONO

Se genera en el ambiente como resultadode diversas reacciones fotoquímicas en lasque participan el dióxido de nitrógeno, eloxígeno y la luz ultravioleta (luz UV)

NO2 + Luz UV → NO + O*O* + O2 → O3NO + O3 → NO2 + O2

* Ciclo fotlítico del NOX

R-C-O-NO2 PAN

Interacciones de emisiones de COV y NO conradicales libres

Emisión COV → RH + OH → ∙R + H2OO2 +M

RO2 + MNO

NO2 + RO → HO2 + RCHO+O2

NO2

O║

RH: HidrocarburoR: Radical alquiloO*: HidroxiloRO2: PeroxialquiloHO2: Radical piróxiloRCHO: aldehidoCH3(O)OONO2: Nitrato de peroxiacetilo

PAN

HIDROCARBUROS

Son los mas numerosos de los grupos químicosatmosféricos

Provienen de :Quema de combustibles fósilesEmisiones de la vegetaciónEmisiones naturales del gas naturalProcesos industriales

CarbonatosCarburos metálicosMonóxido de carbono (CO)Dióxio de carbono (C2O)Ácido carbónico

CarbonatosCarburos metálicosMonóxido de carbono (CO)Dióxido de carbono (C2O)Ácido carbónico

Metano

BencenoXienoToleunoEtil bencenoPropenoOtroshidrocarburos

AcetonaPercloroacetilenoCloruro de metiloMetil cloroformoCFC’sHCFC’sHCF’sPFC’s

Aldehído

Metano

BencenoXienoToleunoEtil bencenoPropenoOtroshidrocarburos

AcetonaPercloroacetilenoCloruro de metiloMetil cloroformoCFC’sHCFC’sHCF’sPFC’s

Aldehído

GOT ó COT GOR, COR VOCLos compuestos comprendidos en las emisiones de hidrocarburos se conocen comogases orgánicos totales (GOT)Los compuestos químicos considerados reactivos se conocen como gases orgánicosreactivos (GOR)

EFECTOS DE LOS CONTAMINANTES EN LA SALUD

VÍAS DE ACCESO EN EL CUERPO

CONTACTO

PIEL

HIGADO

SANGRE

INGESTIÓN INHALACIÓN

T. GASTROINTESTINAL PULMONES

FLUIDO EXTRACELULAR GRASA

RIÑONES GL. SECRETORIAS ORG.

HECES ORINA ESPIRACIÓN SECRECIONES

TEJ. BLANDO Y HUESOS

EXCRECIÓN

ALMACENAMIENTO

DISTRIBUCIÓN

EFECTOS ADVERSOS SOBRE LA SALUDDEPENDEN DE:

Contaminante: Naturaleza física, química y toxicológica Perfil dosis-efecto Concentraciones ambientales

Organismo: Condiciones biológicas y metabólicas

Exposición: Características del árbol respiratorio Patrón de exposición:

Magnitud, frecuencia, duración

PRINCIPALES IMPACTOS DE LACONTAMINACIÓN DEL AIRE

1. Alteración funcional y anatómica del pulmón

2. Incremento de infecciones respiratorias

3. Exacerbación de enfermedades pre-existentes

4. Aumento de mortalidad por enfermedades

pulmonares y cardiacas

TIPO DE DAÑO PULMONAR

FISIOLÓGICO (exposición aguada o crónica)

Inflamación de mucosas respiratorias (por efecto de ozono)

Disminución de función ventiladora

Bronco constricción

Aumento de reactividad vías externas

Lesiones de tipo obstructivo que reduce ventilación

Alteración de mecanismos locales de defensa

TIPO DE DAÑO PULMONAR

ANATÓMICO (exposición crónica)

Destrucción del tejido pulmonar, mucosas

bronquiales y alveolos (enfisema)

Fibrosis

Lesiones de tipo restrictivo, con reducción de

difusión

EFECTOS EN LA ATENCIÓN MÉDICA Y LACOMUNIDAD

Aumenta demanda ambulatoria por cuadrosrespiratorios y cardiacos aguados

Aumentan hospitalizaciones porenfermedades respiratorias y cardiacas

Incremento el consumo de medicamentos Aumentan muertes por causas respiratorias y

cardiacas Ausentismo laboral y escolar Restricción en actividades físicas y deportivas