CIUDADES. Sistemas Ambientales y Sociedades

Transcripción

1 v Sistemas Ambientales y Sociedades 5.7. CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN LAS CIUDADES Belén Ruiz I.E.S. Santa Clara. 1ºBACHILLER Dpto Biología y Geología. sistemas-ambientales-y-sociedades/

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4 FUNCIÓN DE LA ATMÓSFERA es Gas de olor picante Se encuentra en Troposfera Es un contaminante Estratosfera Constituye la capa de ozono La capa de ozono Mecanismo de formación/destrucción natural del O 3 1º Fotólisis del oxígeno por la luz UV O 2 + UV (rayos ultravioleta) O + O 2º Formación del ozono O 2 + O O 3 + calor Está en equilibrio dinámico y retiene un 90% de la radiación UV liberando calor que eleva la temperatura de la estratosfera 3º Destrucción del ozono a) Fotólisis del ozono O 3 + UV O 2 + O b) Reacción con el oxígeno atómico O + O 3 O 2 + O 2

5 LA CAPA DE OZONO QUÉ ES Y DONDE SE ENCUENTRA EL OZONO? El ozono (O 3 ) es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxígeno. grandes cantidades, puede provocar una irritación en los ojos y/o garganta. Si se respira en DÓNDE SE ENCUENTRA? El ozono atmosférico se encuentra en estado puro en diferentes concentraciones entre los 10 y los 40 km sobre el nivel del mar, siendo su concentración más alta alrededor de los 25 km (Ozonosfera), es decir en la estratosfera. OZONO DE LA ESTRATOSFERA ( CAPA DE OZONO ) El ozono se encuentra de forma natural en la estratosfera, formando la denominada capa de ozono. El ozono estratosférico se forma por acción de la radiación ultravioleta, que disocia las moléculas de oxígeno molecular (O 2 ) en dos átomos, los cuales son altamente reactivos, pudiendo reaccionar estos con otra molécula de O 2 formándose el ozono. OZONO TROPOSFERA Representa el 10 % del total. También denominado ozono ambiental. es peligroso para los seres vivos por su fuerte carácter oxidante. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado smog fotoquímico.

6 CONTAMINANTE: El ozono de las ciudades Qué es? El ozono (O 3 ) es una sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxigeno. Si se respira en grandes cantidades, puede provocar una irritación en los ojos y/o garganta Dónde se encuentra? En la Troposfera Representa el 10 % del total También denominado ozono ambiental. es peligroso para los seres vivos por su fuerte carácter oxidante. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado SMOG FOTOQUÍMICO.

7 PERO, CÓMO SE FORMA? El ozono, en este caso, se forma a partir de ciertos precursores (NO* - óxidos de nitrógeno; y VOCs - compuestos orgánicos volátiles contaminantes provenientes de la actividad humana. Y FINALMENTE CUAL ES EL PROBLEMA? El ozono es un gas tóxico y un agente oxidante. Causa daños en cultivos y bosques. Irrita los ojos, puede causar dificultades respiratorias en seres humanos y aumentar el riesgo de infecciones. Es muy reactivo y puede afectar a los tejidos textiles y a los materiales a base de goma.

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9 EL OZONO DE LA TROPOSFERA Un letrero de la calidad del aire, señalando un aviso de ozono alto, Gulfton,Houston, Texas CÓMO SE FORMA? El mecanismo mediante el cual se genera el ozono en la troposfera es completamente distinto, ya que a esta altura no llegan las radiaciones ultravioletas. El ozono, en este caso, se forma a partir de ciertos precursores (NO* - óxidos de nitrógeno; y VOCs - compuestos orgánicos volátiles, como el formaldehído), contaminantes provenientes de la actividad humana. QUÉ EFECTOS TIENE? Puede provocar daños en la salud humana (a partir de unos 150 micro-gramos por metro cúbico) o en la vegetación y contribuye a generar un calentamiento en la superficie de la tierra. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado smog fotoquímico.

10 LAS NIEBLAS CONTAMINANTES (Smog ) QUÉ ES EL SMOG? Término que se emplea para designar todo tipo de neblina en la atmósfera causada por contaminantes atmosféricos. Esta niebla tóxica puede contener ozono y es perjudicial para el sistema respiratorio y los ojos. La niebla contaminante fotoquímica es una mezcla de casi un centenar de sustancias contaminantes primarias y secundarias formada por la influencia de la radiación solar. El ozono es el principal contaminante constituyente. vista de Pekín un día tras la lluvia (i ) y otro soleado La frecuencia y severidad de las nieblas contaminantes fotoquímicas en un área dependen de la topografía local, el clima, la densidad de población y el empleo de combustibles fósiles. Las precipitaciones limpian el aire y el viento dispersa la niebla contaminante. Las inversiones térmicas estancan las nieblas contaminantes en los valles (por ejemplo, Los Ángeles, Santiago de Chile, México D. F., Río de Janeiro, São Paulo o Pekín), con lo que la concentración de contaminantes atmosféricos puede aumentar hasta niveles perjudiciales e incluso letales.

11 Ozono troposférico El que se encuentra en la zona más cercana a la superficie se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que par6cipan, principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire (COV). Es el componente más dañino del SMOG FOTOQUÍMICO y causa daños importantes a la salud, cuando está en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.

12 EL OZONO ACTÚA COMO CONTAMINANTE EN LA TROPOSFERA

13 SMOG FOTOQUÍMICO Ocurren una serie de reacciones fotoquímicas complejas: Formación de O 3 por el ciclo fotolí=co del NO 2 : NO 2 + luz à NO + O O + O 2 à O 3 Si no hay hidrocarburos, el ozono se recicla, pues reaccionan: O 3 + NO à NO 2 + O 2 Formación de radicales libres a par=r de hidrocarburos: Si hay hidrocarburos, los radicales de éstos oxidan al NO y originan radicales libres (y el ozono se acumula). Formación del PAN (nitrato de peroxiace=leno) y aldehídos: A partir de reacciones entre radicales libres y contaminantes primarios o el propio O 2.

14 SMOG FOTOQUÍMICO: Se produce por la presencia en la atmósfera de oxidantes fotoquímicos ( O 3, PAN ( nitrato de peroxiace6leno), Aldehídos), que emanan de las reacciones de los óxidos de Nitrógeno, hidrocarburos y Oxígeno con la energía proveniente de la radiación solar ultravioleta. Este proceso se ve favorecido por las situaciones an6ciclónicas, fuerte insolación y vientos débiles que dificultan la dispersión de los contaminantes. Es una especie de bruma que produce irritación ocular, daños en la vegetación y materiales como el cuero y las fibras sinté6cas y formación de O 3 troposférico.

15 En una situación de inversión térmica una capa de aire más cálido se sitúa sobre el aire superficial más frío e impide la ascensión de este úl6mo (más denso), por lo que la contaminación queda encerrada y va aumentando. Las REACCIONES FOTOQUÍMICAS que originan este fenómeno suceden cuando la mezcla de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos volá6les emi6da por los automóviles y el oxígeno atmosférico reaccionan, gracias a la luz solar, formando ozono. NO 2 +luz à NO+O ; O+O 2 à O 3 El ozono es una molécula muy reac6va sigue reaccionando con otros contaminantes presentes en el aire y acaba formando un conjunto de varias decenas de sustancias dis6ntas como nitratos de peroxiacilo (PAN), peróxido de hidrógeno (H2O2), radicales hidroxilo (OH), formaldehido, etc. RH + O 2 + NO + UV à R CHO + NO 2 + O 3 + PAN

16 Tipos de contaminantes Sustancias químicas Contaminantes secundarios Ozono troposférico

17 DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES En las zonas costeras: Se originan BRISAS que durante el día desplazan los contaminantes hacia el interior, mientras que durante la noche al inver6rse la circulación de las mismas las contaminación se desplaza hacia el mar. Es un proceso diario y cíclico.

18 En los valles fluviales y laderas: Durante el día las laderas se calientan y se genera una corriente ascendente de aire caliente, en el fondo del valle se acumula una masa de aire frío originando una situación de INVERSIÓN TÉRMICA que impedirá el movimiento de las masas de aire y dificultará la dispersión de los contaminantes. Durante la noche el suelo cede calor a las masas de aire en contacto y asciende, el lugar es ocupado de nuevo por aire frío por lo que se repite la situación de inversión. Luego las laderas de las montañas impiden la circulación de aire y favorecen la acumulación de contaminantes.

19 Las condiciones climáticas locales pueden favorecer la persistencia de la niebla contaminante

20 La presencia de masas vegetales: Frena la velocidad del viento, facilita la deposición de paruculas en las hojas y absorben el CO 2 a través de la fotosíntesis, por lo tanto es un factor regulador de la contaminación. La presencia de núcleos urbanos: Influye en el movimiento de las masas de aire ya que disminuyen y frenan su velocidad y forman turbulencias. Aparece el denominado efecto Isla de Calor, debido a la combus=ón de los automóviles, calefacciones, calor desprendido por el pavimento y edificios. Todo esto favorece la aparición de brisas urbanas. Es una circulación cíclica que dificulta la dispersión de los contaminantes. Aparecen las Cúpulas de contaminantes que se ven incrementadas por los an=ciclones

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22 Movimiento del aire en una isla de calor Boina de contaminación en las ciudades

23 En España, como en otros países mediterráneos, durante el verano se dan condiciones meteorológicas favorables para la formación de ozono: altas temperaturas, cielos despejados, elevada insolación y vientos bajos

24 ESTRATEGIAS DE GESTIÓN DE LA CONTAMINACIÓN REDUCIR CONSUMO DE COMBUSTIBLES FÓSILES (REDUCCIÓN DEMANDA DE ELECTRICIDAD, VEHÍCULOS PRIVADOS) CAMBIO A FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES. UTILIZACIÓN DE MEDIDAS DE DEPURACIÓN: CONVERTIDORES CATALÍTICOS.

25 BIBLIOGRAFÍA/PÁGINAS WEB Ciencias de la Tierra y Medioambientales. 2ºBachillerato. CALVO, Diodora, MOLINA, Mª Teresa, SALVACHÚA, Joaquin. Editorial McGraw- Hill Interamericana. Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente. 2º Bachillerato. LUFFIEGO GARCÍA, Máximo, ALONSO DEL VAL, Francisco Javier, HERRERO MARTÍNEZ, Fernando, MILICUA ARIZAGA, Milagros, MORENO RODRÍGUEZ, Marisa, PERAL LOZANO, Carlota, PÉREZ PINTO, Trinidad. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIAMBIENTALES 2º Bachillerato. MELÉNDEZ, Ignacio, ANGUITA, Francisco. CABALLER, María Jesús. Editorial Santillana. I.E.S. Cardenal Cisneros de Alcalá de Henares, Madrid. HERNÁNDEZ, ALBERTO hzp:// hzp://almez.pn6c.mec.es/~jrem0000/dpbg/2bch- ctma/tema4/prediccion- 6empo.htm hzp:// hzp:// hzp:// hzp:// hzp:// hzp://chopo.pn6c.mec.es/~ajimen18/geografia8/page6.html hzp:// hzp:// hzp:// hzp:// hadley- 2.jpg hzp:// de- un- climograma