Tipos de Contaminantes Atmosféricos
Compuestos Halogenados
En este grupo se incluyen aquellos compuestos, en su mayor parte orgánicos, que contienen algún elemento halógeno (cloro, flúor o bromo). Existen varios términos relacionados:
- Halocarbonos: término genérico de los compuestos orgánicos halogenados.
- Clorofluorocarbonos (CFCs): Son halocarbonos que contienen cloro y flúor.
- Hidroclorofluorocarbonos (HCFCs): Halocarbonos que contienen hidrógeno además de cloro y flúor. Los hidrofluorocarbonos (HFCs) no contienen cloro.
- Halones: son halocarbonos basados en el bromo.
Compuestos Tóxicos y Nocivos
Bajo esta denominación se incluyen un grupo de sustancias de naturaleza fisicoquímica muy heterogénea, pero que presentan una gran potencialidad nociva, provocando o pudiendo provocar graves enfermedades o la muerte, incluso en bajas concentraciones. Las principales sustancias objeto de estudio son los metales pesados, los compuestos orgánicos volátiles y los organoclorados. Dentro de los organoclorados destaca un grupo especial de compuestos denominados genéricamente contaminantes orgánicos persistentes (COP), caracterizados por su resistencia a la degradación fotolítica, química o biológica, y una alta solubilidad en las grasas, lo que provoca su bioacumulación en los organismos vivos. Los COP pueden ser transportados a largas distancias a través del movimiento del agua y, gracias a su semivolatilidad, difundirse por la atmósfera.
Compuestos de Azufre
El dióxido de azufre y el trióxido de azufre son los óxidos dominantes del azufre presentes en la atmósfera. El dióxido de azufre, SO₂, es un contaminante primario que se produce en la combustión de compuestos que contienen azufre. Se forma cuando se queman carbón y petróleo, que contienen azufre:
S (combustibles) + O₂ → SO₂
El dióxido de azufre también se produce en la refinación de ciertos metales que son sulfuros. Por ejemplo, una de las primeras etapas en la refinación del mineral de plomo (PbS) es el proceso de calcinación:
2 PbS + 3 O₂ → 2 PbO + 2 SO₂
El dióxido de azufre es el óxido más común de este elemento que participa en la contaminación del aire; sin embargo, hay algunos procesos industriales que emiten trióxido de azufre, SO₃, o ácido sulfúrico mediante procesos fotoquímicos o catalíticos en la atmósfera, y que se forma también en pequeñas cantidades debido a la reacción entre el dióxido de azufre y el oxígeno:
2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃
Cuando en el aire hay vapor de agua y aerosoles de agua (niebla y rocío), el trióxido de azufre reacciona para formar ácido sulfúrico:
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
El ácido sulfúrico, H₂SO₄, constituye un peligroso contaminante secundario del aire. Los contaminantes secundarios del aire son aquellos que se producen mediante reacciones químicas entre los contaminantes primarios o con otros componentes de la atmósfera.
Compuestos de Nitrógeno
El nitrógeno es el elemento más abundante en la atmósfera como N₂, pero tiene una gran estabilidad química, por lo que no participa significativamente en la química atmosférica. Los óxidos de nitrógeno, como el óxido nitroso (N₂O), el monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO₂), son contaminantes primarios del aire.
N₂ + O₂ → 2 NO
2 NO + O₂ → 2 NO₂
El amoníaco (NH₃) también es un contaminante primario. El monóxido (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO₂) se citan en conjunto como óxidos de nitrógeno (NOx).
Características de los Contaminantes Secundarios
Los contaminantes atmosféricos secundarios no se vierten directamente a la atmósfera desde los focos emisores, sino que se producen como consecuencia de las transformaciones y reacciones químicas y fotoquímicas que sufren los contaminantes primarios en el seno de la misma. Son importantes contaminantes secundarios el ácido sulfúrico (H₂SO₄), que se forma por la oxidación del SO₂, el dióxido de nitrógeno (NO₂), que se forma al oxidarse el contaminante primario NO, y el ozono (O₃), que se forma a partir del oxígeno (O₂).
Principales Alteraciones Atmosféricas Producidas por Contaminantes Secundarios
Contaminación Fotoquímica (Smog Fotoquímico)
La contaminación fotoquímica se produce como consecuencia de la aparición en la atmósfera de oxidantes, originados al reaccionar entre sí los óxidos de nitrógeno, los hidrocarburos y el oxígeno en presencia de la radiación ultravioleta de los rayos del sol. La mezcla resultante de todas estas sustancias da lugar a la denominada contaminación fotoquímica o «smog fotoquímico».
Acidificación del Medio
Entendemos por acidificación del medio ambiente la pérdida de la capacidad neutralizante del suelo y del agua, como consecuencia del retorno a la superficie de la tierra en forma de ácidos de los óxidos de azufre y nitrógeno descargados a la atmósfera. La amplitud e importancia de la acidificación del medio es debida, principalmente, a las grandes cantidades de óxidos de azufre y de nitrógeno lanzados a la atmósfera.
Disminución del Espesor de la Capa de Ozono
Uno de los grandes problemas causados por las reacciones que tienen lugar entre los contaminantes de la atmósfera es el de la disminución de la capa de ozono de la estratosfera como consecuencia de la descarga de determinadas sustancias a la atmósfera. Esto es causado por tres tipos de actividades humanas:
- Generación de gran cantidad de óxidos de nitrógeno.
- Producción de óxidos nitrosos como resultado de la acción desnitrificadora de las bacterias en el suelo.
- Finalmente, los átomos libres de cloro pueden producir la destrucción del ozono a través de una serie de reacciones.
Clasificación y Fuentes de Emisión
Clasificación de las Fuentes de Emisión
Las fuentes de emisión de contaminantes atmosféricos se pueden clasificar según diferentes criterios:
- Según el origen de la emisión:
- Fuentes naturales
- Fuentes antropogénicas
- Según la movilidad de la fuente:
- Fuentes móviles
- Fuentes fijas
- Según la distribución espacial:
- Focos puntuales
- Focos lineales
- Focos superficiales
- Según el tipo principal de contaminantes: SO₂, NOx, VOC, materia particulada, etc.
Fuentes de Contaminación Específicas: Combustión, Transporte e Industria
Los principales focos de contaminación atmosférica de origen antropogénico son:
- Las chimeneas de las instalaciones de combustión para generación de calor y energía eléctrica (emiten SO₂, SO₃, NOx, hidrocarburos volátiles no quemados y partículas carbonosas).
- Los tubos de escape de los vehículos automóviles (emiten monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos no quemados (HC) y compuestos de plomo).
- Los procesos industriales.