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Polución del aire

La polución del aire se define como la presencia de sustancias generalmente contaminantes, en especial aquellas que no se dan en forma natural (polución antropogénica del aire), que alteran o degradan sustancialmente la calidad de la atmósfera. Esta degradación provoca daños a la vida y al medio ambiente, afectando adversamente la salud humana, los animales y las plantas, deteriorando estructuras, interfiriendo con el comercio y sencillamente obstaculizando el disfrute de la vida.

En 1997, los contaminantes criterio en Estados Unidos fueron: monóxido de carbono (CO), Plomo (Pb), dióxido de nitrógeno (NO2), Ozono (O3), partículas en suspensión y dióxido de azufre (SO2). Para éstos, los EEUU han establecido estándares que se controlan estrictamente. Lo mismo se hace en las diferentes sociedades desarrolladas del mundo. Existen receptores ubicados en diversos lugares dentro de las diferentes comunidades, que miden las concentraciones de contaminantes criterio. Un contaminante designado es un contaminante del aire identificado como potencialmente dañino, que requiere monitoreo y estudio cuidadoso y que es controlado por normas gubernamentales.

Las toxinas del aire son contaminantes peligrosos de los cuales se sabe o se sospecha, que causan cáncer u otros efectos graves para la salud (defectos de nacimiento o desarrollo). Para los 188 contaminantes “tóxicos” del aire, las reglamentaciones controlan sus emisiones de fuentes tales como fábricas, plantas químicas, refinerías de petróleo, fabricantes aeroespaciales y plantas de acero, así como operaciones de limpieza en seco, esterilizadores comerciales, fundiciones secundarias de plomo y galvanizadores de cromo.

Se usa el término partículas suspendidas para designar las partículas sólidas o líquidas que se encuentran en el aire. Algunas son suficientemente grandes y oscuras para ser vistas, como el hollín o el humo mientras que otras son microscópicas.

Las sustancias en partículas pueden ser emitidas directamente (contaminantes primarios) o pueden formarse en la atmósfera cuando contaminantes gaseosos tales como el dióxido de azufre (SO2) y el NO2 reaccionan para formar partículas finas (contaminantes secundarios). El aerosol es un sistema coloidal en el cual la fase dispersa está compuesta ya sea por partículas sólidas o líquidas, y cuyo medio de dispersión es un gas, normalmente el aire. La neblina, los humos y algunos tipos de niebla pueden ser considerados aerosoles.

A fin de comprender la incidencia de la polución del aire en el clima futuro, vamos a enfocarnos en compuestos de azufre, nitrógeno y en el ozono, aparte de otros constituyentes atmosféricos tales como los compuestos orgánicos volátiles, monóxido de carbono, metales pesados y material particulado.

Compuestos de azufre: son sustancias que representan riesgos severos para la salud y son uno de los ingredientes de la lluvia ácida, un contaminante importante. En los últimos dos siglos, el azufre atmosférico ha tenido un aumento dramático. Cuando las plantas sufren degradación de sus tejidos o son quemadas, su azufre se combina con el oxígeno, formando dióxido de azufre, el cual puede eventualmente combinarse a su vez con agua y otra molécula de oxígeno, formando ácido sulfúrico. Entonces, cuando se quema madera y combustibles fósiles (gas natural, carbón, petróleo) se libera azufre; más de la mitad del aporte antropogénico a la atmósfera viene de la combustión de carbón. El dióxido de azufre en altas concentraciones, es hondamente contaminante, de hecho tóxico y hasta letal. Pero cuando se forma ácido sulfúrico, éste se combina rápidamente con más moléculas idénticas, atrayendo moléculas de vapor de agua, para formar partículas de aerosol. Normalmente su presencia es vista como neblina que restringe la visibilidad. Es perceptible porque produce irritación de los ojos y los pulmones. Cuando el ácido sulfúrico llega a las nubes, el resultado es lluvia ácida, la cual tiene efectos dañinos sobre la vegetación, el suelo, los edificios y otras estructuras externas.

Compuestos de nitrógeno: el nitrógeno y el oxígeno representan el 99% de la atmósfera; cuando el aire se calienta lo suficiente, estas dos moléculas reaccionan formando óxido nitroso, el cual es otro aerosol. Éste reacciona con el agua y el oxígeno para hacer dióxido de nitrógeno y ácido nítrico, siendo el segundo más contaminante que el primero. El ácido nítrico y el ácido sulfúrico causan básicamente los mismos problemas. El óxido nitroso y el dióxido de nitrógeno tienen orígenes naturales, tales como la acción de bacterias, los volcanes, los rayos; pero las fuentes antropogénicas son las que generan concentraciones más altas de estos compuestos: el uso de vehículos a motor y la calefacción. Al igual que con el azufre, cuando el ácido nítrico, transformado en aerosol de niebla ácida llega a las nubes, se transforma en lluvia ácida, con consecuencias similares.

Ozono: es un contaminante en la parte baja de la atmósfera, por ser altamente tóxico. Si se crea una cantidad suficiente de ozono cerca de la superficie de la Tierra, a través de un proceso químico llamado disociación fotoquímica, y hay una posterior recombinación de oxígeno, se desarrolla un fenómeno del clima llamado smog fotoquímico. Se designa como smog (niebla tóxica) a una niebla visible contaminada con ozono, dióxido de nitrógeno y otros contaminantes. Es un tipo de contaminación exterior a gran escala. Es ocasionada por reacciones químicas entre los contaminantes derivados de diferentes fuentes, primariamente el escape de los automóviles y las emisiones industriales. Las ciudades son a menudo centros de estos tipos de actividades industriales, donde además abundan los automóviles; muchas de ellas sufren los efectos de la niebla tóxica, especialmente durante los meses cálidos del año. La palabra “smog” nació de la combinación de los vocablos ingleses “smoke” y “fog”, es decir, humo y niebla.

Los compuestos orgánicos volátiles son un grupo grande de sustancias caracterizadas por el hecho de que contienen carbono, tales como la gasolina, la bencina, el formaldehido y el metano. Algunas de ellas son inocuas pero otras son muy peligrosas; se sabe por ejemplo, que la bencina causa cáncer. El gas metano es el más conocido de este grupo; es el principal componente del gas natural, producido por la descomposición de miles de plantas en el pasado. La presencia de metano en la atmósfera ha aumentado mucho en el último siglo, lo cual tiene el potecial efecto de calentar nuestro clima.

El monóxido de carbono es un producto común en la emisión de los motores a gasolina y a diferencia del dióxido de carbono, es letal para los humanos y los animales, por su habilidad de combinarse con la hemoglobina en sangre, impidiendo así el transporte adecuado de oxígeno. Sus propiedades de ser inoloro e incoloro contribuyen con su peligrosidad. Los niveles de monóxido de carbono no están aumentando a la misma velocidad que otros, pero pueden concentrarse en lugares tales como túneles o garajes, lo cual los vuelve peligrosos a nivel local.

Los metales pesados (tales como el plomo o mercurio), son extremadamente tóxicos, aún en concentraciones muy bajas. Los niveles de concentración de plomo en la atmósfera crecieron drásticamente durante el S. XX por el uso de gasolinas con plomo y pinturas en base a plomo, pero sus niveles han bajado debido a la disminución del uso de plomo como aditivo de la gasolina.

Las partículas en suspensión consisten en partículas muy pequeñas de materia sólida o gotitas de líquido; el polvo volcánico es un ejemplo típico de partículas en suspensión, pero las partículas producidas por el hombre, tales como los efluentes industriales, existen en cantidades similares a las de origen natural. Se estima que las partículas más pequeñas, tales como las de los escapes de vehículos, son las que causan mayores daños a la salud, especialmente problemas respiratorios, ya que penetran los tejidos de los pulmones y la garganta. En casos extremos, pueden provocar la muerte.

Existen también contaminantes de interiores, tales como el déficit de oxígeno, el radón (un gas inerte que provoca cáncer), el humo de tabaco y productos domésticos (la degradación de muchas sustancias puede ser un peligro para la salud, desde moho hasta pinturas). Para resolver el problema de la contaminación de interiores, es muy importante mantener la circulación de aire fresco.

La estabilidad atmosférica, los vientos y la topografía son factores que afectan la dispersión y distribución de la contaminación del aire. Cuando el aire cercano al planeta es más fresco que el aire que está por encima de él, tiene lugar una inversión de temperatura. Bajo estas condiciones la contaminación no puede elevarse y dispersarse. Las ciudades rodeadas por montañas también experimentan un encerramiento de la contaminación. Estos fenómenos pueden suceder en cualquier estación, pero se ha visto que el inverno causa contaminación por partículas y monóxido de carbono, mientras que en el verano, se da con mayor frecuencia la contaminación por smog. En la mayoría de los países, se ha legislado sobre la calidad del aire y se han establecido estándares de contaminación. El abatir esta contaminación es un objetivo para el cual se han creado muchas políticas y aplicado una amplia variedad de técnicas. Ha habido un progreso real, pero estamos lejos de lograr estándares de excelencia. El luchar por una atmósfera más limpia debería ser un deber activo para todos nosotros. Sabemos que de no hacerlo, en el futuro el aire puede tornarse literalmente irrespirable, cargado de compuestos químicos que produzcan daños irreparables en nuestra fisiología, y la del resto de los seres vivos.

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