Tipos de problemas de Contaminación atmosférica

Clase 10
Contaminación Atmosférica
Prof. Ricardo Muñoz
Preguntas claves
1. ¿Qué son los contaminantes
atmosféricos?
• tipos de contaminantes
• mediciones,
mediciones normas
2 ¿Cómo
2.
Có
iinfluye
fl
lla meteorología
t
l í en lla
contaminación del aire?
• transporte/dispersión
• caso de Santiago
Fuente: www
www.conama.cl
conama cl
Tipos de problemas de Contaminación atmosférica
Contaminación recintos cerrados
Contaminación en calles
Emisiones tóxicas accidentales
Escalas de
tiempo y
espacio
C t i
Contaminación
ió urbana
b
– tipo
ti L
Londres
d
(SO2)
Contaminación urbana – smog fotoquímico (O3)
Grandes fuentes puntuales: fundiciones de Cobre
Lluvia ácida
Disminución ozono estratosférico
Calentamiento global, cambio climático
Sistema de Contaminación Atmosférica
Emisores
Fuentes naturales y Antropogénicas
Fuentes puntuales, extendidas, móviles
Tasas de emisión
Técnicas de control
Atmósfera
Procesos de transporte y dispersión
Transformaciones físicas y químicas de contaminantes
Interacción con radiación solar
Deposición húmeda y seca
Receptores
Efectos de concentraciones observadas
Salud humana, efectos sobre vegetación, materiales
Control
Normas de calidad del aire
Normas de emisión
Gestión de episodios
Planes de descontaminación
Contaminantes atmosféricos:
Cualquier sustancia presente en el aire en
concentraciones por sobre su nivel
normal tal que produce efectos medibles en
personas, animales, vegetación
p
g
o materiales
(Seinfeld, 1986)
Algunas categorías de contaminantes:
{
Gases:
{
Primarios: emitidos directamente a la atmósfera
{
Según contenidos químicos: compuestos con carbono,
con azufre, etc.
Por ejemplo, CO, SO2, Ozono (O3) …
Partículas: Aerosoles líquidos o sólidos
Secundarios: formados en la atmósfera en transformaciones
físico-químicas
q
Categorías de fuentes:
• naturales/antropogénicas
• puntuales/extendidas/lineales
t l / t did /li
l
R.Schmitz
C t i
Contaminantes
t primarios
i
i y su impacto
i
t
Tiempo de
Residencia
Fuente Antropogénica
Efectos
Partículas
Combustión gasolina,
petróleo, polvo fugitivo,
polvo de calles
5-10 días
Aumento enfermedades
respiratorias, reducción de
visibilidad
CO
Combustión incompleta
2 meses
Problemas cardiovasculares y
neuronales
SO2
Combustión de carbón y
otros combustibles con
azufre, fundiciones de
minerales
i
l
Horas-días
Enfermedades respiratorias, lluvia
ácida
NOx
Vehículos, combustión
1 día
Enfermedades respiratorias,
precursor de ozono y lluvia ácida
Plomo
Gasolina c/plomo,
pinturas
5 10 días
5-10
Hidrocarburos
aromáticos
Escape vehículos,
solventes
Horas –
días
Precursores ozono
CO2
Combustibles fósiles,
quema de biomasa
3 4 años
3-4
ñ
C l t i t global
Calentamiento
l b l
CH4
Animales, arrozales, gas
natural
8-10 años
Calentamiento global
CFCs
Aire acondicionado,
Ai
di i
d
refrigeradores, sprays,
espumas
50-100
años
Problemas al riñón y cerebro
Disminución capa de ozono,
calentamiento global
(Molina & Mo
olina 200
02)
Contaminante
Material Particulado
E
Escala
l d
de llongitudes
i d
0.0001
0.001
0.01
Moléculas de
Gases
Ondas
Electromagnéticas
Velocidad de
sedimentación
(cm/s)
0.1
Núcleos de
combustión
Rayos x
Ultravioleta
1
Partículas modo
de acumulación
micrómetros ( μm)
10
10
0
Partículas eólicas
Infrarrojo cercano
Visible
Radiación solar
10-5
10-4
10-3
10-2 10-1
PM10: Material particulado tamaño menor a 10 μm
Polen
Formación de Ozono troposférico:
NO2 + hν → NO + O
(1)
O + O2 + M → O3 + M
(2)
O3 + NO → NO2 + O2
(3)
Esta secuencia no genera O3 neto.
En presencia de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV)
se tiene la reacción
RO
O2 + NO → NO2 + RO
O
(4)
donde R es un compuesto radical proveniente de la
oxidación de HC
HC.
La reacción (4) compite con (3) y lleva al sistema a
una formación neta de O3.
Normas de Calidad
PM10 150 μg/m3 promedio diario (percentil 98)
50 μg/m3 promedio anual
O3
120 μg/m3 PM8H (percentil 99)
Superación de Normas Æ Zona Saturada Æ Plan de Descontaminación
Indices y Gestión de Episodios
Indice ICAP
PM10
Medida
0-100
0-150
101-200
101
200
151-195
151
195
201-300
196-240
Alerta
301-400
241-285
Preemergencia
401-500
286-330
g
Preemergencia
>500
>330
Emergencia
R dd
Red
de monitoreo
i
d
de calidad
lid d
del aire MACAM
N
M: LAS CONDES
F: LA PAZ
B: SEMINARIO
O: PUDAHUEL
P: CERRILLOS
N: PARQUE O`HIGGINS
L: LA FLORIDA
Q: EL BOSQUE
Concentraciones
C
t i
de
d PM10 en ciudades
i d d
de las Américas
PM10 1999 (μg m3)
90
80
S ti
Santiago
Ciudad de México
70
60
Córdoba
50
40
30
20
10
Rio
Quito
Habana
Sao Paulo
Los Angeles
Bogotá
Chicago
NuevaYork
V
Vancouver
5
10
15
20
P bl ió 2000 ((en millones)
Población
ill
)
25
Ciclos Diarios de Emision (normalizados)
CO
PM10
1
E/E max
E
0.75
0.5
0.25
0
0
6
12
Hora (UTC)
18
24
Factores meteorológicos de la Contaminación del Aire
• Transporte
• Dispersión
Graedel & Crutzen, 1992
Capa
p límite atmosférica-estructura-ciclo diario
z
1000m
Capa
p Residual
Capa Límite
Diurna
Capa
p Límite Nocturna
Salida
del Sol
Puesta
del Sol
t
Calentamientos en la superficie del fluido
producen movimiento (convección):
Impactos de fenómenos de la escala
sinóptica en la estabilidad atmosférica
Impactos de fenómenos de la escla
sinóptica en la estabilidad atmosférica
CADM
(MM5+CTM)
Simulación de Ozono