Contaminantes atmosféricos

Contaminantes-atmosféricos

Los contaminantes atmosféricos son de naturaleza variable, muchos reaccionan entre sí, o con sustancias ya presentes en el aire formado nuevos contaminantes. Dependiendo de su origen natural o antropogénico, los podemos clasificar en primarios y secundarios.

Contaminantes atmosféricos primarios

Por un lado, los contaminantes primarios son aquellos emitidos directamente por una fuente, entre los que se encuentran aerosoles o partículas, los óxidos de azufre, óxido de nitrógeno entre otros.

Contaminantes atmosféricos secundarios

Por otro lado, los contaminantes secundarios son sustancias que se producen como consecuencia de las transformaciones, reacciones químicas y fotoquímicas que sufren los contaminantes primarios.

Contaminantes atmosféricos y tiempo de residencia

Un factor importante cuando se habla de contaminación atmosférica es el tiempo que reside un contaminante en el aire, este tiempo se conoce como tiempo de residencia. El tiempo de residencia varía dependiendo del contaminante y el estado de la atmosfera. Para los gases, el tiempo de residencia deriva de su capacidad de reacción, siendo los más reactivos los que menor tiempo permanecen en el aire. Para la atmosfera la situación menos favorable es una inversión térmica porque impide el ascenso del aire situado abajo, más frío y denso e impide la dispersión de los contaminantes.

Contaminantes atmosféricos…

Nos centraremos en los óxidos de nitrógeno (NOx) sin embargo, se hará un breve resumen de otros grupos de contaminantes como los óxidos de azufre, metales pesados y partículas o aerosoles.

Óxidos de azufre

En primer lugar, los óxidos de azufre se forman por la combustión de sustancias que contengan azufre como el carbón o bien el petróleo. Durante la combustión de dichos productos se emite a la atmosfera SO2, que reaccionará con la atmosfera formando nuevos contaminantes como SO3 o H2SO4.

Ácido sulfúrico

Centrándose en el ácido sulfúrico (H2SO4), se produce por la oxidación catalítica de los óxidos de azufre en las gotas de agua de lluvia, formado la lluvia ácida. Se estima que en el hemisferio norte más del 90% de la producción de óxidos de azufre es de origen antropogénico.

Metales pesados

En segundo lugar, los metales pesados se hallan en la atmosfera en pequeñas cantidades y son emitidos por fuentes antrópicas, como por ejemplo industrias de producción de cemento, industrias de calcinación, entre otras. La característica más alarmante es que los metales pesados no pueden ser degradados, ni químicamente ni biológicamente, por la naturaleza. Entre los metales más dañinos para la salud humana se encuentran el mercurio (Mg) y el plomo (Pb).

Partículas o aerosoles

Finalmente, en las partículas o aerosoles se incluyen desde fragmentos sólidos a pequeñas gotas de líquido, que pueden tener composición química diversa. En este grupo se incluyen las partículas sedimentables y en suspensión y los humos.

En este grupo, al contrario que en los anteriores;

  • alrededor del 80% de las partículas presentes en la atmósfera tiene origen natural, como por ejemplo el polen, arrastre del polvo, etc.
  • El otro 20% está representado por fuentes antropogénicas entre las que destacan los procesos de combustión y las pérdidas en procesos extractivos e industriales.

Este tipo de contaminación atmosférica afecta gravemente a la salud, causando en parte de la población dificultad para respirar.

Óxidos de nitrógeno

Los óxidos de nitrógeno son un grupo de compuestos químicos gaseosos que se forman a partir de la combinación del oxígeno con el nitrógeno, de manera general se nombran con grupos NOx. El valor que pude adquirir la x varía en función de la valencia atómica que utilicé el nitrógeno. Se forman distintos compuestos con distintos nombres y formulaciones, siendo de las más notables el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2). Los óxidos de nitrógeno son algunos de los principales contaminantes en las ciudades.

Los óxidos de nitrógeno se producen de forman natural, o bien mediante la acción del hombre, es decir, mediante procesos antropogénicos. A pesar que la última fuente de emisión es menor que las biogenéticas, en las últimas décadas se ha producido un aumento notable de las primeras provocando que las concentraciones de NOx sean claramente superiores en los entornos urbanos e industriales.

oxidos de nitrógeno

La emisión natural

Por un lado, los gases emitidos de forma natural provienen mayoritariamente de la descomposición bacteriana de nitratos orgánicos. Esta descomposición bacteriana está directamente relacionada con el ciclo del nitrógeno, proceso fundamental para la vida. También contribuyen a las emisiones de gases de nitrógeno los incendios forestales, tormentas eléctricas, erupciones volcánicas, entre otros.

Nuestra colaboración en la emisión de óxidos de nitrógeno

Por otro lado, la actividad humana contribuye a la emisión de óxidos de nitrógeno mediante el escape de vehículos motorizados, sobre todo aquellos vehículos con motor diésel, detonación de dinamita, gravado de dinamita, etc. Del conjunto de óxidos de nitrógeno emitiditos a la atmosfera el más abundante es el óxido nítrico (NO) y, en menor proporción el dióxido de nitrógeno (NO2).

Smog fotosintético

Las principales consecuencias de la presencia masiva de óxidos de nitrógeno desde el punto de vista medioambiental son el smog fotosintético*, la lluvia ácida y la pérdida de la capa de ozono, tanto troposférico como estratosférico.

Desde el punto de vista de la toxicología los compuestos de NO2 y NO son los más nocivos.

Como pueden incidir el NO2 en nuestra salud

Estudios epidemiológicos muestran que la exposición aguda a NO2 puede provocar lesiones en las vías respiratorias y en los pulmones. Así como asma y una mayor sensibilidad a los alérgenos, sobre todo en niños. En el caso de exposiciones prolongadas se observan cambios irreversibles en la estructura y funcionamiento de los pulmones, especialmente en niños y en personas que padecen alguna patología respiratoria, como por ejemplo el asma. En menor medida pueden provocar irritación ocular y de las mucosas.

De forma indirecta se puede relacionar con el material particulado fino, es una mezcla de partículas líquidas y sólidas que se encuentran en suspensión en el aire. El NO2 es uno de los causantes del material particulado fino MP2,5, se puede relacionar con múltiples enfermedades como el autismo, fallos del sistema cardiovascular, enfermedades renales y con el cáncer.

La contaminación por NO2 en Europa

En Europa la contaminación por NOx se debe fundamentalmente al tráfico, haciendo aquellas poblaciones próximas a las carreteras más vulnerable a los efectos de estos contaminantes.

Respecto al NO, una vez emitido a la atmosfera es oxidado rápidamente por el ozono para generar NO2, que interviene en el ciclo del ozono, como se ha comentado anteriormente. En las grandes ciudades, como Madrid la concentración de NO es más elevada que la concentración de NO2, siendo también las concentraciones de ozono inferiores que, en las áreas urbanas donde predomina una destrucción del ozono. Por el contrario, en las zonas rurales las concentraciones de NO2 son muy superiores a las de NO, favoreciendo a la formación del ozono.

El gas de la risa

Finalmente, el óxido nitroso es un gas volátil que provoca alucinaciones y estado eufórico en la persona, por lo que ha sido utilizado como droga. El N2O se conoce comúnmente como el gas de la risa.

Desde el punto de vista de la toxicidad, la única vía de exposición es pulmonar, y por lo general, se inhala una mezcla de 65% de oxígeno y 35% de óxido nitroso, debido a que una administración de la sustancia al 100% puede provocar asfixia y seguidamente provocar la muerte. El órgano diana del óxido nitroso es el celebro, consigue llegar a él mediante las vías respiratorias y disminuye la actividad normal de las neuronas. El principal cuadro clínico de intoxicaciones por N2O son excitación, anestesia quirúrgica o depresión total del sistema respiratorio, que sin apoyo artificial provoca un estado de coma y la muerte.

Principales cuadros clínicos de las enfermedades nombradas anteriormente.

El cáncer

En primer lugar, se hablará del cáncer que es una de las principales causas del fallecimiento en el mundo, los factores del medio aumentan el riesgo de cáncer. El principal cáncer que se relaciona con la contaminación atmosférica es un subtipo de cáncer de pulmonar denominado adenocarcinoma, es más común en mujeres. El cuadro clínico de este tipo de cáncer ha aumentado en los últimos años y representa un 25% de todos los canceres pulmonares.

Desde el punto de vista clínico el cáncer de pulmón se puede presentar síntomas o aparecer de manera fortuita en pruebas rutinarias. Los principales síntomas son tos o dolor torácico que tiene a empeorar, disnea (sensación de falta de aire), disfonía (cambios en la voz), entre otros.

El tratamiento para el adenocarcinoma pulmonar, se basa en dos procedimientos la cirugía y las terapias endobronquiales. Por un lado, la cirugía se basa en la eliminación de tejido dañado para preservar al máximo el tejido pulmonar sano. Por otro lado, las terapias endobronquiales incluyen terapias fotodinámicas, electrocauterizaciones y terapias con láser.

El autismo

La exposición a contaminantes ambientales durante el embarazo y el primer año de vida puede llegar a desarrollar autismo en niños, ya que el celebro en desarrollo es particularmente vulnerable a los tóxicos. Esta afirmación se apoya en estudios realizados por la Universidad de California del Sur y el Hospital Infantil de Los Ángeles. El estudio determinó que los fetos o niños expuestos a la contaminación vinculada al tráfico, como por ejemplo los NOx, tenían hasta tres veces más riesgo de desarrollar autismo que aquellos con menor exposición. Se llegó a esta conclusión realizando cálculos de la exposición a contaminantes atmosféricos, que había tenido durante cada trimestre de embarazo y el primer año de vida del niño. También se analizó los monitores de calidad del aire, que miden la contaminación que proviene del tráfico, industria, etc.

Sin embargo, no es el único factor determinante para desarrollar la enfermedad, puesto que interviene también la genética.

Los niños autistas se desarrollan a ritmos distintos en áreas diferentes. Es posible que muestren un retraso en las destrezas del lenguaje, las sociales y del aprendizaje, mientras que sus destrezas motoras serán iguales a las de otros niños de su misma edad. Es posible que muestren dificultades relacionadas con las actividades sociales, sin embargo, que posean facilidad para aquellas destrezas lógicas.

Actualmente no existe un tratamiento para curar el autismo, sin embargo, hay medicamentos en el mercado que facilitan el día a día de las personas autistas. Por ejemplo, pueden ayudar a controlar altos niveles de energía, incapacidad para conectarse, entre otras.

Las enfermedades cardiovasculares y los contaminantes atmosféricos

Un estudio presentado en la 64ª Sesión Científica Anual de Cardiología afirma que las personas que viven en los códigos postales con los más altos niveles medios de contaminación son más propensas a sufrir enfermedades cardiovasculares, como el ictus.

Dentro de las enfermedades cardiovasculares se estudió el ictus. El ictus a menudo se produce cuando la placa acumulada se desprende de una sección estrecha de la arteria carótida, y bloquea vasos bloques más pequeños. El estudio nombrado anteriormente manifestó que las personas que viven en áreas con mayores niveles de contaminación atmosférica sufrían un estrechamiento de la arteria caótica interna, la arteria caótica es la responsable del aporte sanguíneo al celebro.

Factores de riesgo

Para las personas que gozan de un buen estado de salud, los niveles de contaminación del aire no representan un riesgo significativo. Sin embargo, para los niños o personas de la tercera edad, o personas con otros factores de riesgo sí podría ser una fuente importante de riesgo de enfermedades cardiovasculares.

En general, los ictus son de inicio súbito y de rápido desarrollo y causan una lesión cerebral en minutos. Los síntomas son muy variables dependiendo de la parte del cerebro que se vea afectada como, por ejemplo, pérdida de memoria, problemas en la visión, etc. La prevención del ictus por contaminantes se puede trata de llevar un control regular de la tensión arterial.

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Contaminantes atmosféricos y peligro para la salud

Como se ha expuesto anteriormente la contaminación del aire representa un importante peligro medioambiental para la salud. Mediante la reducción de los niveles de contaminación del aire los países pueden reducir la mortalidad derivada de contaminantes atmosféricos. Se estima que, en 2012, la contaminación atmosférica en las ciudades y zonas rurales de todo el mundo provocó 3 millones de defunciones prematuras. De estas defunciones un 88% se produjeron en países de ingresos bajos y medianos.

Medioambiente y regulación medioambiental

La mayoría de las fuentes de contaminación del aire exterior están más allá del control de las personas, y requieren medidas por parte de las ciudades, así como de la normativa nacional e internacional en sectores tales como el transporte, gestión de residuos energéticos, construcción y agricultura.

Desde el punto de vista del transporte se basa en la adaptación de métodos limpios de generación de electricidad; priorizando el transporte urbano rápido, las sendas pantanosas y de bicicletas en las ciudades. Además la utilización de vehículos pesados de motor diésel más limpios y vehículos de bajas emisiones, especialmente en combustiones con bajo contenido de azufre.

Por otro lado, la industria debe adoptar un compromiso que garantice la utilización de tecnologías limpias, utilizando filtros que capten partículas en vez de ser vertidas directamente a la atmosfera.

La planificación urbana tiene como finalidad la mejora de la eficiencia energética de los edificios y de las ciudades.

Finalmente, una buena gestión de desechos municipales y agrícolas se basa en la reducción, separación, reciclado y reutilización de desechos, así como métodos alternativos.

Contaminantes atmosféricos y hogar

Aparte de la contaminación del aire exterior, el humo en interiores representa un grave peligro para la salud humana. 4,3 millones de defunciones prematuras ocurridas en el 2012, fueron causadas por contaminación en los hogares. Esta contaminación se puede formar por la cocina o bien calentar el domicilio con combustibles de biomasa y carbón. Para evitar este tipo de contaminación se recomienda pasar las revisiones periódicas.

Contaminantes atmosféricos

Directrices de la OMS y legislacion en España sobre contaminación atmosférica

En las Directrices de la OMS sobre la Calidad del Aire estima que una reducción anual de los contaminantes permitirá reducir el número de defunciones prematuras un 15% aproximadamente. Sin embargo, en la Unión Europea la mayoría de las ciudades cumplen los niveles fiajos en estas directrices. Se estima que la exposición a ciertos contaminantes atmosféricos puede reducir unos 8,6 meses la esperanzada de vida media.

La legislación actual que se rige en España sobre la contaminación atmosférica determina los márgenes, y la tolerancia admitidos y valores límite para todos los contaminantes. Además de establecer la obligación, por parte del Estado de suministrar y difundir una información adecuada sobre la calidad del aire y de prevenir, vigilar, y corregir las situaciones de contaminación atmosférica.

Para valor la calidad del aire se comparan los valores medios de distintos territorios, a través de las redes de control de calidad del aire, con los niveles de referencia establecidos para cada uno de los distintos contaminantes en la legislación vigente.

Contaminantes atmosféricos: Valores

Para el caso de los óxidos de nitrógeno los valores limites viene fijados en el R.D. 1073/2003, transpuesto de la Directiva 1999/30/CE; y de determina los siguientes valores.

Tiempo de límite Periodo de promedio Valor límite Margen de Tolerancia Fecha de cumplimiento valor límite
Valor límite horario para la protección a la salud humana. Hora. 200 m/m3 , valor que no debe superarse más de 18 ocasiones por año civil. 50 % a la entrada en vigor de la directiva, con una reducción lineal a partir del 1 de enero de 2010, hasta alcanzar el 1 de enero de 2010
Valor límite para la protección a la salud humana. Año civil. 40 m/m3 50% a la entrada en vigor de la directiva, con una reducción lineal a partir del 1 de enero de 2010, hasta alcanzar el 0% el 1 de enero de 2010. 1 de enero de 2010
Valor límite para la protección de vegetación. Año civil. 30 m/m3 Ninguno. 19 de julio de 2001

Leonor  Estudiante de doble Grado en Ingeniería Civil en Hidrología y Ciencias Ambientales

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