¿Qué es la polución del aire?
Polución del aire significa la presencia de una o mas sustancias en el aire, que tienen efectos negativos en humanos, animales y plantas, y en la calidad del aire. Las sustancias que cambian la composición del aire negativamente y las sustancias en el aire que causan molestias son llamadas polución del aire.
Los principales causantes del la polución del aire son los óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs) y pequeñas partículas de polvo.
¿Qué causa la polución del aire?
Las fuentes principales de polución del aire son las industrias, agricultura y tráfico, así como la generación de energía. Durante los procesos de combustión y otros procesos de producción, son emitidas las sustancias que pueden causar polución en el aire. Algunas de estas sustancias no dañan directamente la calidad del aire, sino que reaccionarán con otras sustancias ya presentes en el aire, formando contaminantes dañinos.
Ejemplos de contaminantes del aire a gran escala son los VOC (Componentes Orgánicos Volátiles) y pequeñas partículas de polvo. Cuando grandes concentraciones de estas sustancias acaban en el medio ambiente, tendrán efectos negativos en los ecosistemas, los materiales y la salud pública.
La agricultura es la principal responsable de las emisiones de óxido nitroso, debido a la emisión de componentes nitrogenados por parte de ciertas plantas y suelos que contienen grandes cantidades de nitratos. Además, la aplicación de fertilizantes (artificiales) produce emisiones de amonio, óxidos de nitrógeno y metano.
El sector de la agricultura es conocido por su uso extensivo de pesticidas. Esta aplicación causa emisiones de muchos tóxicos al aire.
Los procesos industriales son muy variados y como resultado existen muchos desechos químicos diferentes. Las industrias son responsables de las emisiones de monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, pequeñas partículas de polvo, VOC, metano y amonio, junto con radiaciones radiactivas.
Durante la generación de energía los productos químicos como el metano serán liberados al aire, como resultado de la extracción de petróleo y gas natural. La combustión de carbón y gas natural para producción de electricidad provoca la liberación al aire de dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y dióxido de carbono.
El tráfico se considera como responsable de un tercio de las emisiones de gases invernadero. Las emisiones causadas por el tráfico son principalmente de dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, VOC y pequeñas partículas de polvo.
Los consumidores son también en parte responsables de la polución del aire. Primero porque los productos que usan han causado polución del aire durante su producción y distribución y segundo porque el calentamiento de casas y oficinas hace que productos químicos, tales como óxidos de nitrógeno y dióxido de carbono, sean liberados al aire. Cuando las personas usan pinturas o cosméticos se liberan VOC, y la transpiración, el uso de fertilizantes para animales de compañía y el uso de detergentes producen emisiones de amonio. Por último y no por ello de menor importancia, muchos productos químicos, especialmente dióxido de carbono, se liberan al aire cuando se fuma.
¿Cómo se forma la polución del aire?
La polución del aire se puede formar de varias maneras. Como resultado de muchas actividades diferentes, serán emitidos productos químicos que acabarán en la atmósfera. En la atmósfera estos productos químicos pueden reaccionar con otros productos químicos presentes transformándose en sustancias más peligrosas. Los productos químicos, que pueden acabar en el aire, a veces poseen propiedades dañinas para el medio ambiente.
El tiempo atmosférico tiene un papel importante en la formación y desaparición de la polución del aire. Los principales factores que influyen en esto son el viento y las temperaturas. Las partículas y sustancias que acaban en el aire pueden ser transportadas por el viento, haciendo que la polución se extienda ampliamente. La lluvia puede retirar contaminantes del aire, haciendo que acaben en suelos o agua. La luz del sol puede ayudar a la transformación de los contaminantes del aire en sustancias diferentes.
Los productos químicos pueden proceder de varias fuentes, y se forman durante varios procesos diferentes. La polución del aire se puede dividir en unas cuantas categorías, de acuerdo con la fuente de la que deriva.
– Polución biológica del aire, tal como polen, pequeños insectos y microorganismos (bacterias, hongos, levaduras y algas)
– Polución física del aire, tal como sonido, polución térmica y radiación radiactiva.
– Polución química del aire, tal como ozono, aerosoles y amonio.
La polución del aire también se puede dividir en fuentes naturales o humanas. Fuentes humanas pueden ser el tráfico, la agricultura o la industria. Fuentes naturales pueden ser tormentes de polvo, erupciones volcánicas y emisiones de plantas.
La polución del aire experimenta una serie de procesos:
– Emisión (liberación de contaminantes al aire)
– Transporte (el aire transporta los contaminantes a diferentes lugares)
– Cambio (los componentes reaccionan con otros componentes del aire transformándose en diversas sustancias)
– Distribución (los contaminantes se distribuyen en el aire para polucionar un mayor área)
– Inmisión (los contaminantes se mantienen en un cierto área)
– Deposición (los contaminantes se depositan en un cierto área, en el suelo o en objetos)
¿Qué contaminantes del aire conocemos?
La polución del aire se compone de gases y/o partículas. Estos se pueden dividir en contaminantes diferentes, o en contaminantes que tienen diferentes efectos en la salud humana.
Los principales contaminantes del aire son:
– Dióxido de azufre (SO2). Este contaminante es principalmente emitido durante la combustión de combustibles fósiles que contienen azufre, tales como petróleo crudo o carbón. Las concentraciones de dióxido de azufre en el aire han disminuído en las dos últimas décadas, principalmente porque usamos mas combustibles libres de azufre para la generación de energía.
El dióxido de azufe es un gas irritante y por tanto puede causar problemas de respiración en los humanos. En los ambientes húmedos, el dióxido de azufre se puede transformar en ácido sulfúrico. Este ácido provoca acidificación y smog de invierno.
– Los óxidos de nitrógeno (NOx). Estos contaminantes son emitidos por el tráfico, las instalaciones de combustión, tales como plantas de producción de energía, y las industrias. Los óxidos de nitrógeno también son liberados por los cultivos en el sector de la agricultura. Usar catalizadores en los tubos de escape de los coches puede prevenir las emisiones de óxidos de nitrógeno. Los óxidos de nitrógeno son gases que pueden reaccionar con otros contaminantes cuando están presentes en el aire. Por ejemplo, los óxidos de nitrógeno tienen un papel importante en la formación de ozono en la baja atmósfera, y el los procesos de acidificación y eutrofización. Pueden penetrar profundamente en los pulmones y dañar las funciones pulmonares de los humanos.
– Amoniaco (NH3). El amoniaco se forma durante las actividades agrícolas. El amoniaco tiene un papel importante en la acidificación y eutrofización.
– VOC (Componentes Orgánicos Volátiles). VOC pueden ser una gran variedad de contaminantes diferentes, tales como carbohidratos, componentes orgánicos y disolventes. Estos componentes normalmente derivan de depósitos de petróleo y gasolina, procesos industriales y combustión de fuel, uso de pinturas y detergentes, o actividades de agricultura. Los VOC tienen un papel importante en la formación del ozono en la baja capa atmosférica, la causa principal del smog. Los VOC pueden tener varios efectos en la salud, dependiendo del tipo de compuestos presentes y de sus concentraciones. Los efectos pueden variar desde molestias de olor hasta decrecimiento de la capacidad pulmonar, e incluso cáncer.
– Metano (CH4). La fuente principal de la polución por metano es la agricultura. Pero también se liberan menores cantidades de metano durante la combustión de basuras y extracción de gas natural. El metano es un gas invernadero que contribuye al efecto invernadero y a la pérdida de ozono.
– Monóxido de carbono (CO). Este gas se forma durante la combustión incompleta de combustibles. Cuando dejamos el motor de un coche funcionando en una habitación cerrada, la concentración de monóxido de carbono en el aire aumentará enormemente. El monóxido de carbono contribuye al efecto invernadero, al smog y a la acidificación. EL gas se puede unir a la hemoglobina en la sangre, impidiendo el transporte de oxígeno por el cuerpo. Esto resulta en reducción de oxígeno en el corazón, cerebro y vasos sanguíneos, causando finalmente la muerte.
– Partículas de polvo. Las partículas de polvo forman un complejo de componentes orgánicos y minerales. Estos pueden derivar de fuentes naturales, tales como volcanes, o actividades humanas, tales como procesos de combustión industrial o tráfico. Las partículas se clasifican de acuerdo con el tamaño de partícula. Las partículas mas pequeñas tienen la capacidad de transportar compuestos tóxicos al aparato respiratorio. Algunos de estos componentes son carcinógenos. La parte superior del sistema respiratorio detiene las partículas de polvo de mayor tamaño. Cuando son liberadas al medio ambiente, las partículas de polvo pueden provocar acidificación y smog de invierno.
– Ozono (O3). El ozono se forma a través del tranporte fotoquímico de oxígeno. Este proceso tiene lugar bajo la influencia de la luz solar ultravioleta (UV), ayudada por contaminantes del aire. El ozono forma el smog y contribuye a la acidificación y al cambio climático. El ozono es un gas agresivo que puede penetrar fácilmente en el aparato respiratorio, profundamente. Cuando los humanos son expuestos al ozono, las consecuencias pueden ser irritación de los ojos y del aparato respiratorio.
– Radiación radiactiva. La radiación radiactiva y las partículas radiactivas están presentes en el medio ambiente de forma natural. Durante los accidentes de centrales nucleares o tratamientos de residuos nucleares de una guerra en la que fueron usadas armas nucleares, la radiación radiactiva puede pasar al aire a causa de los humanos. Cuando los humanos son expuestos a altos niveles de radiación radiactiva, las posibilidades de sufrir serios efectos en la salud son muy elevadas. La radiación radiactiva puede provocar alteraciones en el ADN y cáncer.
¿Cuáles son los principales efectos ambientales de la polución del aire?
A continuación resumiremos y explicaremos brevemente los principales efectos ambientales de la polución del aire:
Deposición ácida
La deposición ácida no se caracteriza únicamente por la lluvia ácida; también puede ser nieve y niebla o gas y polvo. La deposición ácida ocurre principalmente durante la combustión de combustibles fósiles. Cuando emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno se ponen en contacto con agua, se transforman en ácido sulfúrico y ácido nítrico.
Cuando agentes acidificantes, como el dióxido de sulfuro, los óxidos de nitrógeno y el amoniaco acaban en las plantas, las aguas superficiales y los suelos, esto tiene una serie de consecuencias:
– La disponibilidad de nutrientes y de esporas probablemente disminuirá.
– Cuando la acidez es alta mas metales se disolverán en el agua. Esto puede producir contaminación de las aguas superficiales, lo que tiene serios efectos sobre la salud de las plantas y animales acuáticos. Por ejemplo, altas concentraciones de aluminio (Al) pueden complicar la toma de nutrientes por parte de las plantas. Esto hace del aluminio una de las causas previas a la descomposición de los bosques. El mercurio puede ser dispersado por el transporte por las aguas superficiales, haciendo que se acumule en los peces. El mercurio se bioacumula en la cadena trófica, para finalmente acabar siendo consumido por humanos.
– Edificios y monumentos pueden ser dañados por erosión. El dióxido de azufre rompe la caliza al reaccionar con el carbonato de calcio, haciendo que la caliza absorba agua cuando llueve. La caliza entonces se fragmentará.
Eutrofización
La eutrofización está causada por un incremento de nutrientes vegetales en el agua. El aumento en la disponibilidad de nutrientes hace que ciertas plantas acuáticas, tales como algas y lentejas de agua, crezcan tanto que bloqueen el aporte de luz solar al agua. Las plantas utilizan además todo el aporte de oxígeno disponible, que no serárenovado, porque las plantas heterotróficas y las bacterias necesitan luz para realizar la fotosíntesis. Debido a la eutrofización el ecosistema se verá alterado. Los contaminantes del nitrógeno, tales como óxidos de nitrógeno y amoniaco, contribuyen a este problema.
Smog
El smog es una combinación de las palabras smoke (=humo) y fog (=niebla). Podemos distinguir dos tipos diferentes de smog: el smog de verano y el smog de invierno.
Las circunstancias mas propicias para la formación de altas concentraciones de ozono son las temperaturas de verano, la luz solar directa y una capa de aire estable, lo que permite la dilución de los contaminantes. Es por esto que el smog fotoquímico también es llamado smog de verano. Los efectos del smog sobre la salud dependen mucho de la concentración de ozono y de otros oxidantes fotoquímicos. Estos contaminantes provocan irritaciones oculares y respiratorias. Las plantas son extremadamente vulnerables al ozono. Incluso en bajas concentraciones Incluso en bajas concentraciones puede causar serios daños a las plantas.
A parte del smog de verano, también hay smog de invierno. Al smog de invierno se le suele llamar smog ácido; está formado principalmente por elementos nubosos. El smog de invierno se encuentra en áreas donde la dispersión vertical de los contaminantes del aire no es posible. Normalmente las temperaturas disminuyen durante el día en las capas de aire superiores.
Las capas de aire calentadas cercanas a la superficie terrestre ascenderán, provocando la dispersión vertical de los contaminantes del aire, y su dilución. En invierno la temperatura del suelo es a veces inferior que la de las capas altas de la atmósfera, haciendo que el aire permanezca cerca del suelo, de forma que los contaminantes no se extenderán. Este efecto es lo que provoca el smog de invierno.
El smog de invierno se puede formar cuando las temperaturas son bajas y las concentraciones de dióxido de azufre aumentan a consecuencia de las emisiones de las calefaciones centrales de las casas.
El aire frío del exterior hará que la humedad se condense en niebla. Los aerosoles del aire influyen en este proceso, porque sirven de núcleos de condensación para el vapor de agua.
La humedad contribuye a la transformación de dióxido de azufre en ácido sulfúrico, haciendo que el smog se vuelva ácido. El smog ácido provoca problemas respiratorios e irritaciones oculares.
Pérdida del ozono
El ozono es creado por todas partes en la atmósfera a través de reacciones químicas bajo la influencia de luz UV. El ozono es roto otra vez bajo la influencia de luz visible y de luz UV-A. Cuando el ozono se descompone, se libera una molécula pobre en oxígeno, que contribuye a la descomposición del ozono. Hay una serie de compuestos que catalizan la descomposición del ozono. Algunos ejemplos son el ión hidroxilo (OH–), los óxidos de nitrógeno, cloro (Cl) y bromo (Br). El cloro contribuye principalmente a la descomposición del ozono cuando forma parte de los CFCs (Cloro-Fluoro-Carbonos). Estos compuestos no se pierden durante la reacción química, produciendo la descomposición del ozono múltiples veces.
La descomposición y producción de ozono es un proceso natural. Sin embargo, las actividades humanas han provocado que grandes concentraciones de productos químicos entraran a la atmósfera, alterando el equilibrio natural.
EL ozono es muy importante para toda la vida en La Tierra, porque absorbe la dañina radiación UV-B del sol. Las mayores concentraciones de ozono están localizadas en la capa atmosférica entre veinte y cuarenta kilómetros sobre La Tierra. Cuando la concentración de ozono en esta capa disminuye, la radiación UV-B puede alcanzar La Tierra. Esta radiación daña el ADN y provoca cáncer de piel. Esta radiación también puede dañar el sistema inmunitario de los humanos, haciéndonos más susceptibles a infecciones. La radiación UV-B también provoca cataratas y miopía. La radiación puede disminuir el crecimiento y la actividad fotosintética en una serie de plantas. Los cultivos primarios, tales como el arroz, el maiz y los girasoles son muy susceptibles a esto. Los árboles también son susceptibles a la radiación.
La radiación UV-B puede afectar a la vida acuática hasta los veinte metros por debajo de la superficie del agua. Es perjudicial para especies de plancton, larvas de peces, gambas, cangrejos y algas.
El fitoplancton es la base de la cadena trófica acuática. Cuando la radiación hace disminuir la cantidad de fitoplancton esto afectará a todo el ecosistema.
Efecto invernadero
Existen varios contaminantes del aire que son considerados responsables del efecto invernadero existente. El efecto invernadero es un fenómeno que ocurre naturalmente, el cual ha perdido su equilibrio debido a la emisión de gases durante las actividades humanas del último siglo.
El sol radia calor hacia La Tierra. La Tierra absorbe este calor y lo radia parcialmente de vuelta a la atmósfera en forma de radiación infrarroja. En la atmósfera sobre La Tierra, se pueden encontrar muchos elementos y sustancias diferentes (vapor de agua, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, partículas de polvo, etc.), que absorben el calor emitido por La Tierrra. Debido a esto, el calor solar no abandonará la atmósfera. Los gases que retienen el calor solar en la atmósfera son llamados gases invernadero.
Los gases invernadero solo ocupan una pequeña parte de la atmósfera, pero aún así son de gran importancia. Si estos gases no estuvieran presentes, la temperatura en La Tierra sería de -18 oC o menor, y no estaría alredor de los 15oC, como actualmente.
Durante el pasado decenio la temperatura terrestre ha aumentado ligeramente. Esto está provocado por un incremento de los gases invernadero en la atmósfera. Conocemos este fenómeno como “el efecto invernadero”.
Para prevenir que la temperatura terrestre se eleve más tenemos que disminuir las emisiones industriales de gases invernadero. Va a pasar mucho tiempo antes de que se note el efecto del recorte de las emisiones industriales de gases invernadero, porque la mayoría de estos gases permanecerán en la atmósfera por muchos decenios.
Los científicos han descubierto que el efecto invernadero tiene una serie de consecuencias:
– Una elevación de las temperaturas hará que se funda el hielo de los polos.
También provocará la expansión del agua en los océanos. Esto causa una elevación de la superficie del mar. Las consecuencias de este efecto son inundaciones en zonas costeras, pantanos y humedales y deltas de ríos.
– Las corrientes del golfo frías y calientes se alterarán, lo que influirá en el clima.
– Las tormentas tropicales y los ciclones se volverán más intensos.
– Las áreas agrícolas experimentarán serias inundaciones, especialmente en las áreas mas bajas. Esto perjudicará a los cultivos. Muchas áreas se volverán no aptas para la agricultura, como resultado de una suspensión en las zonas climáticas.
– Un aumento en la temperatura hará que el tiempo atmosférico se vuelva más extremo.
– Los veranos serán más calurosos y más secos, haciendo que las cosechas disminuyan. La humedad del suelo disminuirá, lo que tiene un efecto negativo en el crecimiento de las plantas.
– Los ecosistemas se verán alterados o incluso desaparecerán totalmente, porque las plantas y los animales no se pueden adaptar a los cambios climáticos. La biodiversidad disminuirá, porque muchas especies de animales y plantas se extinguirán.
– El agua potable será incluso más escasa de lo que ya es, como resultado de la evaporación de las reservas debido a la elevación de la temperatura. El agua del suelo ya no estará disponible para poder ser bebida, porque el nivel freático caerá, haciendo que el agua salada penetre en las reservas de agua subterránea.
El efecto invernadero es, como muchos problemas medioambientales, un asunto global. A pesar de esto no todo el mundo ha aceptado el efecto invernadero como un problema medioambiental. Mucha gente todavía piensa que la teoría puede ser cierta, pero que las consecuencias están siendo enormemente exageradas.
Cuando ocurra el efecto invernadero, tendrá muchas consecuencias políticas y sociales para los habitantes de varios países en todo el mundo. La gente empezará a emigrar a los países menos abarrotados y donde haya menos hambre y pobreza, tal y como lo hacen ahora. El cambio climático nos forzará a cambiar nuestra actitud frente al uso del agua.
