Contaminación atmosférica:

causas y principales contaminantes

La calidad del aire que nos rodea viene determinada principalmente por la distribución geográfica de las fuentes de emisión de contaminantes y las cantidades de contaminantes emitidas. 

Los procesos físico-químicos que se producen en la atmósfera, la meteorología y la orografía condicionan enormemente los procesos de dispersión y transporte de estos contaminantes.

Dentro de esta dinámica atmosférica, los aportes son producidos por emisiones primarias, bien desde fuentes naturales, lo que incluye los fenómenos naturales tales como erupciones volcánicas, actividades sísmicas, actividades geotérmicas o incendios, fuertes vientos, aerosoles marinos o resuspensión atmosférica o transporte de partículas naturales procedentes de regiones áridas o bien desde fuentes antropogénicas (derivadas de las actividades humanas).

Principales contaminantes primarios del aire y sus fuentes

Contaminantes primarios son: óxidos de azufre (SOx), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), aerosoles, hidrocarburos, halógenos y sus derivados (Cl2, HF, HCl, haluros), arsénico y sus derivados, ciertos componentes orgánicos, metales pesados (Pb, Hg, Cu, Zn,…) y partículas minerales (asbesto y amianto). 

Por otra parte están los contaminantes secundarios, son los que se forman en la atmósfera mediante reacciones químicas de otros contaminantes que proceden en su mayor parte de fuentes antropogénicas: ozono (O3), sulfatos, nitratos, aldehídos, cetonas, ácidos, peróxido de hidrógeno (H2O2) y radicales libres.

Además de esta clasificación de contaminantes (atendiendo a su origen) y  si nos fijamos en su estructura, encontramos que los contaminantes atmosféricos se subdividen en: partículas y gases.

Fuente: La calidad del aire en las ciudades. Un reto mundial. Madrid, España. Fundación Gas Natural Fenosa. (Origen: Agencia Internacional de la Energía- 2016)

PARTÍCULAS

Son los contaminantes atmosféricos más complejos, ya que engloban un amplio espectro de sustancias, tanto sólidas como líquidas, procedentes de diversas fuentes, entre las que destacan las siguientes: polvo (producido por desintegración mecánica), humos (procedentes de combustiones), brumas (por condensación de vapor) y aerosoles (mezcla de partículas sólidas y/o líquidas suspendidas en un gas).

Aunque los elementos que integran las partículas varían según las fuentes locales, en general:

PM10 (partículas gruesas o de diámetro aerodinámico = 10 µm) suelen tener un importante componente de tipo natural, siendo contaminantes básicamente primarios que se generan por procesos mecánicos o de evaporación: minerales locales o transportados, aerosol marino, partículas biológicas (restos vegetales) y partículas primarias derivadas de procesos industriales o del tráfico (asfalto erosionado y restos de neumáticos y frenos generados por abrasión); de entre los pocos contaminantes secundarios que entran a formar parte de su estructura destacan los nitratos.

PM2.5 (partículas finas o de diámetro aerodinámico = 2,5 µm) su composición es más tóxica, ya que su principal origen es antropogénico, especialmente las emisiones de los vehículos diesel, estando fundamentalmente formadas por partículas secundarias: nitratos y sulfatos (originados por oxidación de NOx y SOx), aerosoles orgánicos secundarios, como el peroxiacetil nitrato (PAN) y los hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPA).

Por el contrario, son pocas las fuentes primarias de partículas finas, por ejemplo los procesos industriales de molienda y pulverización y los procesos rápidos de condensación de gases expulsados a altas temperaturas.

GASES

Un amplio abanico de sustancias, en forma gaseosa, de diversa naturaleza y con comportamientos y dinámicas químicas muy diferentes, constituyen los principales gases contaminantes atmosféricos.

Algunos se emiten de forma natural, además de por las actividades humanas. Mientras que unos son emitidos directamente a la atmósfera (contaminantes primarios), como los óxidos de azufre o de carbono, otros pueden surgir del fruto de reacciones químicas en la atmósfera, como algunos óxidos de nitrógeno, o la compleja generación del ozono, uno de los principales contaminantes atmosféricos secundarios y de mayor importancia en nuestro medio mediterráneo.

COMPUESTOS DE AZUFRE

Un amplio abanico de sustancias, en forma gaseosa, de diversa naturaleza y con comportamientos y dinámicas químicas muy diferentes, constituyen los principales gases contaminantes atmosféricos.

Asociados con el contenido en azufre de los combustibles fósiles, están por tanto relacionados con la combustión del gasóleo en los vehículos y producción de energía y carbón en las centrales térmicas, determinados procesos industriales y con las calefacciones domésticas. En la atmósfera urbana está representada una amplia gama de compuestos de azufre, pero desde un punto de vista práctico los más importantes son el dióxido de azufre gaseoso, el ácido sulfúrico y los sulfatos. Los cambios en tipos de combustibles en Europa Occidental han llevado a una disminución considerable de las emisiones de SO2 aunque aún se pueden dar altas concentraciones puntuales a nivel local asociadas a emisiones ocasionales.

COMPUESTOS DE NITRÓGENO

Su principal fuente de emisión no natural proviene de los combustibles fósiles utilizados para el transporte, calefacción y generación de energía. La mayoría de combustiones producen monóxido de nitrógeno (NO) que, por procesos de oxidación da lugar al dióxido de nitrógeno (NO2). Algunas veces la información que se suministra se refiere en términos de NOX, indicando una mezcla de óxidos de nitrógeno.

ÓXIDOS DE CARBONO

Fundamentalmente son el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (CO2). Se liberan a la atmósfera como consecuencia de las combustiones incompletas (CO) y completas (CO2). La fuente principal del CO son los humos procedentes del escape de los vehículos a motor. Por otro lado, el CO2, es uno de los principales contaminantes responsables del efecto invernadero.

COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES (COV)

Los COV son un grupo variado de compuestos presentes en la atmósfera que incluyen un amplio espectro de hidrocarburos como alcanos, alquenos, hidrocarburos aromáticos, cetonas, alcoholes, ésteres y algunos compuestos clorados. El benceno (C6H6) es un COV aromático que ha recibido mucha atención debido a su carcinogenicidad. El tolueno (C6H5CH3) es un COV que actúa como importante precursor del ozono. En algunas ocasiones el metano (CH4) se mide de forma independiente al resto de los COV y entonces se habla de los compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM).

Entre los contaminantes secundarios debemos señalar el Ozono (O3)

El ozono troposférico, denominado así porque se refiere al ozono existente en la baja atmósfera (0-20 km troposfera) para distinguirlo del que existe en la estratosfera (el ozono “bueno” que bloquea los rayos ultravioleta del sol e impide que lleguen a la superficie de la tierra)  puede tener un origen natural o ser producto de las actividades humanas.

De forma natural, procede de las intrusiones del ozono presente en la estratosfera. También puede formarse a partir de las descargas eléctricas de las tormentas que alteran el oxígeno atmosférico o aparecer a partir de emisiones procedentes de actividades naturales como la vegetación (robledales), los volcanes y las fermentaciones.

Pero quizá la principal fuente del ozono troposférico sea la del origen antropogénico como contaminante secundario, es decir, no emitido directamente por ninguna fuente, sino producido a partir de otros contaminantes denominados precursores, en presencia de radiación solar.

Éste se forma por la reacción con la luz solar (fotoquímica) de contaminantes como los óxidos de nitrógeno (NOx) procedentes de las emisiones de vehículos o la industria y los compuestos orgánicos volátiles (COV) emitidos por los vehículos, los disolventes y la industria. Los niveles de ozono más elevados se registran durante los períodos de tiempo soleado.

Fuentes y más información: