Características de interés
El dióxido de carbono es un gas esencial para la vida, pero su incremento
en la atmósfera puede producir un aumento del efecto invernadero.
El monóxido de carbono en un gas ligero y muy tóxico
Fuentes mas importantes
Las fuentes más importantes antropogénicas de estos gases (minoritarias
frente a las naturales) son los procesos de combustión de combustibles fósiles y madera, en general materia orgánica..
¾ El dióxido de carbono es el producto final de toda combustión completa.
¾ El monóxido de carbono es producto de una combustión incompleta
La producción de energía en centrales térmicas es el principal foco de
emisión del dióxido de carbono y el transporte en el caso del monóxido de carbono. Otros focos son combustiones en diferentes industrias o ac- tividades domésticas
Evolución y destino
Dióxido de carbono: ciclo del carbono
Monóxido de carbono: Oxidación lenta por ataque de radical hidróxilo,
formando dióxido de carbono. No obstante presenta una vida media pro- longada (3 meses aprox.)
Efectos más importantes
Dóxido de carbono: Incremento del efecto invernadero.
Monóxido de carbono: Alta toxicidad por inhibición del transporte de oxí-
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
COMPUESTOS NITROGENADOS
Los principales contaminantes nitrogenados son el monóxido y dióxido de nitrógeno, emitidos mayoritariamente por procesos de combustión a altas temperaturas (transporte y otros procesos de producción de energía). Estos compuestos intervienen en la producción de lluvia ácida, generación de con- taminantes fotoquímicos (secundarios) además de presentar toxicidad propia, afectando al sistema inmunitario y respiratorio.
Otros compuestos nitrogenados emitidos directamente por focos contaminan- tes son el amoniaco y ácido nítrico, pero éstos, en general se emiten de forma menor y localizada, manifestando sus efectos en las proximidades del foco.
5.1 C
ARACTERÍSTICASÓXIDOS DE NITRÓGENO (NOX)
De las siete formas oxidadas que presenta el N en la atmósfera, solamente
tres de ellas, el N2O, el NO y el NO2, tienen cierto interés medioambiental.
Las restantes formas no están ausentes totalmente, sino que se mantienen en equilibrio con éstas pero en proporciones muy bajas.
El N2O es un gas incoloro, no tóxico y con presencia alta en la troposfera de
forma natural (570 µg/m3) como consecuencia de procesos biológicos de nitri-
ficación y desnitrificación.
El NO y el NO2 conjuntamente se conocen como NOX.
El NO es un gas incoloro e inodoro, mientras que el NO2 es pardo rojizo y de
olor muy asfixiante. Ambos son gases tóxicos. Son muy reactivos y su pre-
sencia en la atmósfera, en parte por esto, es baja, de 0.05 a 30 µg/m3.
ÁCIDO NÍTRICO
Como contaminante primario presenta un carácter muy local, pues sólo apa- rece en las proximidades de las instalaciones industriales que lo consumen o fabrican. Fuera de estas zonas, y a salvo de accidentes en estas plantas in-
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
dustriales, no se suele considerar como un parámetro importante dentro de la contaminación atmosférica.
AMONIACO
Es un gas incoloro de olor característico, poco tóxico. Es un compuesto que se encuentra de forma natural en concentraciones bajas en la atmósfera (0.1
µg/m3 aire marino y 4 aire continental).
5.2 F
UENTESÓXIDOS DE NITRÓGENO
N2O:
Su emisión principal es aquella derivada de proceso naturales (procesos de combustión y nitrificación/desnitrificación). Aquella derivada de activi- dades antropogénicas es, principalmente, como consecuencia de proce- sos de combustión y la utilización masiva de fertilizantes nitrogenados.
NOX:
De forma natural se producen en las tormentas (rayos), incendios, erup- ciones volcánicas y procesos de nitrificación/desnitrificación. El origen an- tropogénico más habitual es la oxidación del nitrógeno del aire en los pro- cesos de combustión a temperaturas elevadas. Los motores de combus- tión interna son la fuente de estos compuestos más importante en las ciu- dades, recayendo en los motores Diesel, por su mayor cubicaje, la pro- ducción mayoritaria. El transporte se estima que emite un 45 % de los NOx antropogénicos, otras actividades de producción de energía el 30 % y la industria (siderurgia, fertilizantes, explosivos, cemento, refinerías, etc.) un 15%, el resto, actividades agrícolas y otros.
En la formación de estos compuestos en procesos de combustión tienen importancia los siguientes parámetros:
¾ Temperatura: Por encima de 1.500º C se dispara su formación
¾ Oxígeno/combustible: El combustible es más ávido por el oxígeno que el
nitrógeno, por ello si la combustión se produce con una relación adecuada oxígeno/combustible la producción de NOx será menor.
¾ Tiempo: La formación de NOx es más lenta que el proceso de com-
bustión, si el enfriamiento de los gases de combustión es rápido, me- nor será la producción de estos compuestos.
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
La emisión de estos compuestos suele ser mayoritariamente en forma de
NO y un porcentaje menor (menos del 10%) como NO2.
ÁCIDO NÍTRICO
Su emisión directa se debe a ciertas actividades industriales como la fabrica- ción del mismo, ciertos fertilizantes, etc.
AMONIACO
Su presencia suele estar asociada a ciertos procesos biológicos (descompo- sición de la materia orgánica, excreción animal, etc.). Los índices de concen- tración altos, sin embargo, suelen ser muy ocasionales pues se asocian a escapes o accidentes en las plantas industriales donde se emplea o se fabri- ca. Actividades que pueden emitir o favorecer la emisión de este gas son la fabricación de ácido nítrico, fabricación y uso de fertilizantes nitrogenados, depuradoras de aguas residuales, vertederos y ganadería intensiva.
5.3 E
VOLUCIÓN Y DESTINOÓXIDOS DE NITRÓGENO
N2O: La vida media en la atmósfera de N2O es de 30 años. Este gas en las
capas bajas de la atmósfera (principalmente, estratosfera) puede oxidarse formando NOx.
NOx: La producción de estos compuestos suele ser mayoritariamente en for-
ma de NO y un porcentaje menor como NO2. El NO se oxida a NO2 por pro-
cesos termoquímicos (en foco) o fotoquímicos (atmósfera)
La vida media de los NOx es corta, aproximadamente un día y su evolución típica es la formación de ácido nítrico y paso a nitrato amónico, finalmente deposición seca o húmeda.
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
El ácido nítrico se encuentra en la atmósfera en forma aerosoles que se de- positarán en el suelo mediante un proceso seco o húmedo.
AMONIACO
La vida media del amoniaco en la atmósfera es de 5 días y su evolución es la
de formación de amonio (NH4+) en superficies húmedas o su deposición como
tal, produciéndose en el suelo procesos de nitrificación. En condiciones ade- cuadas puede reaccionar en fase gas o condensado con ácidos para generar nitrato y sulfato amónico formando aerosoles.
5.4 E
FECTOSN2O: Su principal importancia medioambiental es como consecuencia de la
formación de otros óxidos de nitrogeno (NOx) por procesos de oxidación en la estratosfera y troposfera.
Por otra parte, como se vio en el capítulo correspondiente, se estima que con- tribuye al efecto invernadero en un 7%.
NOx: Son compuestos muy tóxicos, más incluso que el CO, pero las concen- traciones a que se desarrollan en las ciudades no son suficientes para desen- cadenar efectos de consideración. Sin embargo, su participación en la forma- ción de diversos contaminantes secundarios es lo que les hace acreedores de nuestra atención como contaminantes atmosféricos. Uno de estas contamina- ciones es la generación de ácido nítrico que es un ácido fuerte y agente co- rrosivo, contribuyendo a la lluvia ácida. Otro proceso de generación de con- taminantes secundarios es la formación de smog fotoquímico, resultado de la interacción de estos compuestos con los hidrocarburos inquemados en pre- sencia de la luz solar. Esta combinación es precursora de oxidantes fuertes en la atmósfera, entre otros ozono troposférico.
Efectos sobre el hombre.
Entre los NOx el componente más estudiado es el NO2, puesto que es el
más tóxico (hasta 4 veces más que el NO). Sus efectos en humanos y animales se centran sobre todo en el aparato respiratorio, habiéndose
observado que cuando se supera una concentración media de NO2 de
190 µg/Nm3 en el 40% de los días, aumenta la frecuencia de las infeccio-
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS
respuesta inmunológica. Valores medios de NOx en el aire urbano suelen
ser del orden de 100 µg/m3.
Por otra parte, incrementan la sensibilidad pulmonar a los broncoconstric- tores, afectando, por lo tanto, especialmente a las personas asmáticas.
Debido a que el NO2 es un gas con color y la facilidad de estos compues-
tos para derivar en aerosoles de ácido nítrico o nitrato amónico pueden actuar disminuyendo la visibilidad.
Efectos sobre la flora.
En plantas presentan baja toxicidad, aunque concentraciones muy altas (del orden de los picos de concentración encontrados en una ciudad con-
taminada –superiores a 1000 µg/m3-) pueden tener como resultado alte-
raciones (desfoliación y clorosis) y pérdidas de producción en algunas especies
ÁCIDO NÍTRICO
Como contaminante primario su efectos fundamental es la participación en procesos de corrosión de materiales.
AMONIACO
Este carácter ocasional o su baja concentración habitual no debe restar im- portancia a los efectos que puedan derivarse de su presencia, pues gracias a
su sinergia con el SO2 potencia el efecto más dañino del mismo al facilitar la
formación de ácido sulfúrico en la atmósfera además de favorecer adicional- mente la corrosión por reducción de la tensión superficial del agua.
Concentraciones muy elevadas (superiores a 18 mg/m3) producen olor carac-
CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS