Universidad Tecnológica de los Andes ASIGNATURA:

Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental y RR.NN

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

TEMA: DISPERSION DE LOS CONTAMINANTES DEL AIRE

Docente: Ing. Sonia M. Loayza Chácara

Abancay, 2015

DEFINICION DE DISPERSIÓN.- Cuando se vierte un contaminante al medio ambiente, esta no permanece en el lugar donde se realiza el vertido, sino se dispersa pues se da una serie de fenómenos, físicos, químicos y biológicos.

DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES.-

Una vez que las fuentes de emisión han generado los contaminantesprimarios y estos llegan a la atmósfera, empiezan a ocurrir una serie defenómenos de transporte y reacción de los mismos. Debido a losfenómenos de transporte de sustancias contaminantes, la contaminaciónque es emitida en una determinada zona de una ciudad puedemanifestarse en otras partes de ésta.

En la ciudad de Bogotá por ejemplo, la zona industrial es particularmentecaracterizada por altas concentraciones de contaminantes del aire, sinembargo no toda la calidad del aire que allí se percibe corresponde aemisiones generadas en este punto

Proceso de dispersión.-

El camino que seguiría un contaminante, por ejemplo, un pesticida orgánico vertido sobre una plantación, es el siguiente:

• Absorción-Adsorción.-

La sustancia es depositada sobre la superficie del suelo y de los vegetales. Una parte de la misma es absorbida a través de las hojas de las plantas, otra parte es absorbida o adsorbida por los constituyentes del suelo. Ciertas sustancias tienen una gran facilidad para adherirse a las arcillas, formando compuestos muy estables que persisten durante mucho tiempo, causando una gran dificultad para la descontaminación de estos suelos.

• Lavado-Escorrentía.-

Tanto la fracción de sustancia que queda sobre la superficie de los vegetales como la que queda en el suelo sin reaccionar químicamente con éste, es disuelta o arrastrada por el agua de riego o de lluvia hacia otros terrenos, hacia acuíferos o corrientes superficiales y de allí al mar. El grado en que se produzca este arrastre dependerá de las características de la precipitación (especialmente para contaminantes no solubles o sólidos, como por ejemplo las cenizas de incendios), pero sobre todo de las características de la sustancia, en concreto su capacidad de fijación al suelo y su solubilidad. La solubilidad es intrínseca de cada sustancia, y depende de sus propiedades químicas.

Una vez en medio acuoso, los contaminantes pueden sufrir otras transformaciones químicas, como hidrólisis, procesos de oxidación –reducción, fotodegradación, que los transforman en otras sustancias más o menos estables y tóxicas.

• Bioconcentración-Bioacumulación

La fracción de sustancia depositada en la superficie de los vegetales o absorbida por los mismos y la que es disuelta o arrastrada por el agua se introduce en el organismo de los seres vivos que los ingieren. Dependiendo del metabolismo de cada organismo y de las propiedades químicas de la sustancia, ésta se eliminará por los cauces de excreción normales o pasará a acumularse en los tejidos, especialmente en el hígado y las células adiposas

Generalmente, una sustancia soluble en agua tiende a eliminarse fácilmente, mientras que si no lo es tiene preferencia por acumularse en el tejido graso. La propiedad química que podemos observar para predecir el comportamiento de un contaminante en el interior de un organismo es el coeficiente de reparto octanol-agua, característico de cada sustancia y que es una medida de la afinidad de la misma por un disolvente frente al otro. Si el organismo en el que se ha bioacumuladola sustancia es devorado, la totalidad de contaminante acumulado pasa al depredador, por esto el efecto se agrava al avanzar en la cadena alimentaria.

• Evaporación.-

Es el paso de la sustancia del agua al aire. Responde a una ley física llamada "Ley de Henry“ (“la solubilidad de un gas aumenta a medida que la presión del gas aumenta”). de manera que para cada sustancia química existe un coeficiente de reparto aire-agua constante, que depende de sus características químicas y determina lo volátil que es. Así, una sustancia con un bajo punto de ebullición tendrá más facilidad para pasar al estado gaseoso y movilizarse desde la hidrosfera (ríos, mar), la superficie de los vegetales e incluso la superficie terrestre a la atmósfera.

Es así como en el estudio de las condiciones de calidad del aire de una zona específica tan importante como la determinación de las concentraciones de los contaminantes, es la cuantificación de variables meteorológicas tales como la temperatura, la velocidad y dirección del viento, la intensidad lumínica y la precipitación.

En la Figura se puede apreciar de manera esquemática el recorrido, transporte y transformación de los contaminantesatmosféricos desde el momento en que son emitidos hasta llegar a los denominados niveles de inmisión.

Exposición Personal a Contaminantes Atmosféricos

Actualmente ciudades tales como Bogotá y Medellín cuentan con una moderna red de monitoreo de la calidad del aire que registra de manera continua y en tiempo real las concentraciones atmosféricas de diversas especies contaminantes en diferentes puntos de la ciudad. La información generada en esta red ha permitido identificar las tendencias de comportamiento de diferentes especies de interés y a partir de la misma se ha llevado a cabo un diagnóstico claro del problema de contaminación que actualmente afecta a la ciudad.

Sin embargo, debido a los fenómenos de transporte y a las transformaciones químicas y físicas que sufren los contaminantes en la atmósfera, las concentraciones registradas en las estaciones fijas de monitoreo no necesariamente son representativas de las condiciones reales de exposición de la población. Adicionalmente, la información proveniente de estas redes no es útil si se desea conocer de manera precisa la dosis de contaminación ingerida por la población.

La importancia de conocer con la mayor precisión los niveles de concentración de contaminantes atmosféricos a los que se encuentra expuesta la población radica en la evidencia del impacto negativo que dicha contaminación puede tener en la salud de las personas. Más específicamente las investigaciones han concluido que la exposición a altas concentraciones de contaminantes tales como el material particulado está asociada con incrementos en síntomas de enfermedades respiratorias, decaimiento de los niveles de función pulmonar y desarrollo de enfermedades pulmonares crónicas, así como la producción de alergias específicas (Rabinovitch et al 2004; Alessandrini et al 2006; Bella et al 2006).

Como se mencionó anteriormente la población infantil, debido a la condición de un sistema inmunológico aún en desarrollo, es considerada como altamente vulnerable a los efectos de negativos asociados con la contaminación atmosférica. Además al presentar una tasa de respiración más altas que los adultos, ingieren una mayor dosis de contaminante por unidad de peso corporal (Sabin et al 2005). De igual forma, la potencial exposición de esta población aumenta debido a los patrones de actividad propios de su edad.

MODELOS DE DISPERSION DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFERICOS.-Físicamente, la dispersión es la evolución del estado de los contaminantes respecto a un sistema de referencia, ella depende de muchos factores relacionados como: la naturaleza física y química de los contaminantes, las características meteorológicas del ambiente, el terreno sobre el cual se transportan y se difunden y la altura de las fuentes respecto a la superficie.

Los modelos dispersión de la calidad del aire consisten en un grupo de ecuaciones matemáticas que sirven para interpretar y predecir las concentraciones de los contaminantes atmosféricos causadas por la dispersión.

Dispersión de contaminantes.-

Fenómenos a través de los cuales se produce la movilidad de los contaminantes entre los distintos compartimentos.Cuando se vierte una sustancia contaminante al medio ambiente, ésta no permanece en el lugar donde se realiza el vertido sino que se produce su dispersión, pues se da toda una serie de fenómenos físicos, químicos y biológicos que provocan tanto el transporte dentro de un mismo compartimento ambiental como el paso al resto. Los compartimentos ambientales en los que puede dispersarse una sustancia son hidrósfera, suelo atmosfera y biota (plantas y animales).

Cuando se vierte una sustancia contaminante al medio ambiente, ésta no permanece en el lugar donde se realiza el vertido sino que se produce su dispersión, pues se da toda una serie de fenómenos físicos, químicos y biológicos que provocan tanto el transporte dentro de un mismo compartimento ambiental como el paso al resto. Los compartimentos ambientales en los que puede dispersarse una sustancia son hidrosfera, suelo, atmósfera ybiota (plantas y animales).

Proceso de dispersión.-

El camino que seguiría un contaminante, por ejemplo, un pesticida orgánico vertido sobre una plantación, es el siguiente

Proceso de dispersión.-

El camino que seguiría un contaminante, por ejemplo, un pesticida orgánico vertido sobre una plantación, es el siguiente:

• Absorción-Adsorción

La sustancia es depositada sobre la superficie del suelo y de los vegetales. Una parte de la misma es absorbida a través de las hojas de las plantas, otra parte es absorbida o adsorbida por los constituyentes del suelo. Ciertas sustancias tienen una gran facilidad para adherirse a las arcillas, formando compuestos muy estables que persisten durante mucho tiempo, causando una gran dificultad para la descontaminación de estos suelos.

• Lavado-Escorrentía

Tanto la fracción de sustancia que queda sobre la superficie de los vegetales como la que queda en el suelo sin reaccionar químicamente con éste, es disuelta o arrastrada por el agua de riego o de lluvia hacia otros terrenos, hacia acuíferos o corrientes superficiales y de allí al mar.

• El grado en que se produzca este arrastre dependerá de las características de la precipitación (especialmente para contaminantes no solubles o sólidos, como por ejemplo las cenizas de incendios), pero sobre todo de las características de la sustancia, en concreto su capacidad de fijación al suelo y su solubilidad. La solubilidad es intrínseca de cada sustancia, y depende de sus propiedades químicas.

• Una vez en medio acuoso, los contaminantes pueden sufrir otras transformaciones químicas, como hidrólisis, procesos de oxidación –reducción, fotodegradación, que los transforman en otras sustancias más o menos estables y tóxicas.

• Bioconcentración-Bioacumulación

La fracción de sustancia depositada en la superficie de los vegetales o absorbida por los mismos y la que es disuelta o arrastrada por el agua se introduce en el organismo de los seres vivos que los ingieren. Dependiendo del metabolismo de cada organismo y de las propiedades químicas de la sustancia, ésta se eliminará por los cauces de excreción normales o pasará a acumularse en los tejidos, especialmente en el hígado y las células adiposas. Generalmente, una sustancia soluble en agua tiende a eliminarse fácilmente, mientras que si no lo es tiene preferencia por acumularse en el tejido graso.

La propiedad química que podemos observar para predecir el comportamiento de un contaminante en el interior de un organismo es el coeficiente de reparto octanol-agua, característico de cada sustancia y que es una medida de la afinidad de la misma por un disolvente frente al otro. Si el organismo en el que se ha bioacumulado la sustancia es devorado, la totalidad de contaminante acumulado pasa al depredador, por esto el efecto se agrava al avanzar en la cadena alimentaria.

• Evaporación

Es el paso de la sustancia del agua al aire. Responde a una ley física llamada "Ley de Henry" de manera que para cada sustancia química existe un coeficiente de reparto aire-agua constante, que depende de sus características químicas y determina lo volátil que es. Así, una sustancia con un bajo punto de ebullición tendrá más facilidad para pasar al estado gaseoso y movilizarse desde la hidrósfera (ríos, mar), la superficie de los vegetales e incluso la superficie terrestre a la atmófera.

• Aerosol

Los contaminantes pasan también por evaporación o arrastre a las partículas de líquido que se encuentran en suspensión en la atmósfera, y que aunque no constituyen un compartimento ambiental aparte, es necesario considerar por separado por la importancia de los procesos que pueden darse en ellas, debido a sus características especiales: la interfase aire- agua es aquí mucho mayor, lo que facilita la evaporación, la reacción con especies gaseosas, la intervención de la luz solar en la degradación, etc.

• Dispersión

Se refiere a la mera dispersión física de materia en un medio. Tanto en la hidrosfera como en la atmósfera o el aerosol, las corrientes, vientos, diferencias de presión y temperatura, provocan el movimiento de las partículas, también de los contaminantes, en la extensión del compartimento. Así es posible que humos emitidos por chimeneas de centrales térmicas recorran miles de kilómetros antes de que el dióxido de azufre que arrastran se precipite a la tierra en forma de lluvia ácida.

• SedimentaciónPor efecto de su solubilidad y densidad y la fuerza de gravedad, algunos contaminantes en el seno de un líquido tenderán a precipitar al fondo del mismo, lo que produce su acumulación en las capas profundas o los sedimentos, dificultando su degradación (por la ausencia de luz y el descenso de temperatura, que ralentiza enormemente las reacciones químicas) y favoreciendo su persistencia.• DeposiciónDeposición seca: El contaminante en la atmósfera pasa de nuevo al suelo o la superficie vegetal por acción del viento y la gravedad.Deposición húmeda: La sustancia es arrastrada (disuelta o en suspensión) por los meteoros (lluvia, nieve), volviendo al suelo, agua o superficie vegetal.El medio no está constituido por compartimentos estancos, los problemas de contaminación no están delimitados en el espacio ni en el tiempo.Un conocimiento profundo de las propiedades de la materia, unido a una planificación adecuada de la producción, consumo y vertido de las sustancias potencialmente contaminantes puede evitar o al menos minimizar los problemas medioambientales derivados de la contaminación química.