RECURSO AIRERECURSO AIRE

SESIÓN 7SESIÓN 7EVALUACIÓN DE LOS EVALUACIÓN DE LOS

CONTAMINANTES: NOCONTAMINANTES: NOXX, CO., CO.

ÓXIDOS DE NITRÓGENOÓXIDOS DE NITRÓGENO

CICLO DEL NITROGENOCICLO DEL NITROGENO• El Nitrógeno es una de los elementos más abundantes de la

naturaleza.

• Es importante porque participa en diferentes procesos de la

biósfera y forma parte de los compuestos base de la vida: los

aminoácidos.

• Estos procesos constituyen una compleja cadena que llamamos

ciclo biogeoquímico que se equilibrado en millones de años… y

el cual estamos modificando.

CICLO DEL NITROGENOCICLO DEL NITROGENO• Descomposición: los animales obtienen nitrógeno al ingerir

vegetales, en forma de proteínas. En cada nivel trófico se

libera al ambiente nitrógeno en forma de excreciones, que

son utilizadas por los organismos descomponedores para

realizar sus funciones vitales.

• Nitrificación: es la transformación del amoniaco a nitrito, y

luego a nitrato. Esto ocurre por la intervención de bacterias

del género nitrosomonas, que oxidan el NH3 a NO2-. Los

nitritos son oxidados a nitratos NO3- mediante bacterias del

género nitrobacter.

CICLO DEL NITROGENOCICLO DEL NITROGENO• Desnitrificación: en este proceso los nitratos son reducidos a

nitrógeno, el cual se incorpora nuevamente a la atmósfera, este

proceso se produce por la acción catabólica de los organismos,

estos viven en ambientes con escasez de oxígeno como

sedimentos, suelos profundos, etc. Las bacterias utilizan los

nitratos para sustituir al oxígeno como aceptor final de los

electrones que se desprenden durante la respiración. De esta

manera el ciclo se cierra.

CICLO DEL NITROGENOCICLO DEL NITROGENO

Óxidos de nitrógenoÓxidos de nitrógeno

► El óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno El óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) son dos gases cuyas moléculas están (NO2) son dos gases cuyas moléculas están compuestas por átomos de nitrógeno y oxígeno. compuestas por átomos de nitrógeno y oxígeno.

► Estos óxidos de nitrógeno contribuyen al Estos óxidos de nitrógeno contribuyen al problema de la contaminación del aire, problema de la contaminación del aire, actuando en la formación del smog y de la lluvia actuando en la formación del smog y de la lluvia ácida. ácida.

Óxidos de nitrógenoÓxidos de nitrógeno

► La concentración de óxido nítrico en aire sin La concentración de óxido nítrico en aire sin contaminación es de alrededor de 0.01 ppm contaminación es de alrededor de 0.01 ppm (partes por millón). (partes por millón).

► En el smog, las concentraciones se elevan a En el smog, las concentraciones se elevan a alrededor de veinte veces más, a 0.2 ppm.alrededor de veinte veces más, a 0.2 ppm.

► El dióxido de nitrógeno da el color a esa neblina El dióxido de nitrógeno da el color a esa neblina café rojiza, Neblina (smog). café rojiza, Neblina (smog).

Óxidos de nitrógenoÓxidos de nitrógeno ► Son liberados en la atmósfera terrestre por fuentes Son liberados en la atmósfera terrestre por fuentes

naturales y artificiales.naturales y artificiales.

La naturaleza produce anualmente entre 20 y 90 La naturaleza produce anualmente entre 20 y 90 millones de toneladas de óxido de nitrógeno en la millones de toneladas de óxido de nitrógeno en la Tierra. Las fuentes naturales: volcanes, océanos, Tierra. Las fuentes naturales: volcanes, océanos, desechos biológicos y rayos. desechos biológicos y rayos.

Las actividades humanas suman otros 24 millones Las actividades humanas suman otros 24 millones de toneladas de óxidos de nitrógeno a nuestra de toneladas de óxidos de nitrógeno a nuestra atmósfera anualmente.atmósfera anualmente.

El dióxido de nitrógeno se produce por: tráfico El dióxido de nitrógeno se produce por: tráfico rodado y de otros procesos de quema de rodado y de otros procesos de quema de combustibles fósiles.combustibles fósiles.

► ..

C + O2 CO2

C + 1/2O2 CO

N2 + O2 NOX

S + O2 SOX

Compuestos orgánicos volátiles

(COV’s)

11 por ciento

Compuestos orgánicos volátiles

(COV’s)

21 por ciento

64 por ciento4 por ciento

Partículas

NONOxx: Emisiones de fuentes móviles.: Emisiones de fuentes móviles.

Óxidos de nitrógenoÓxidos de nitrógeno► Combustión a altas temperaturas (> 1200ºC)Combustión a altas temperaturas (> 1200ºC)

NN22 + O + O22 2NO2NO

2NO + O2NO + O22 2NO2NO22

λ:=424 nm

► La fotodisociación del dióxido La fotodisociación del dióxido de nitrógeno por la luz solar de nitrógeno por la luz solar produce óxido nítrico y ozono produce óxido nítrico y ozono en la troposfera , el cual es otro en la troposfera , el cual es otro componente del smog. componente del smog.

►Otras sustancias formadas a partir de NO y Otras sustancias formadas a partir de NO y NONO22 son: el ácido nítrico, los nitratos, Nitrato son: el ácido nítrico, los nitratos, Nitrato de Peróxiacetilo (PAN). de Peróxiacetilo (PAN).

Óxidos de nitrógenoÓxidos de nitrógeno

Óxidos de nitrógenoÓxidos de nitrógeno

► El PAN se forma por la combinación, en presencia El PAN se forma por la combinación, en presencia de luz solar, de dióxido de nitrógeno (NOde luz solar, de dióxido de nitrógeno (NO22) y ) y

orgánicos volátiles (COV). orgánicos volátiles (COV).

► El PAN (peroxiacetilnitrato) es un producto químico El PAN (peroxiacetilnitrato) es un producto químico tóxico que corresponde a un importante tóxico que corresponde a un importante componente del smog. El PAN se encuentra en componente del smog. El PAN se encuentra en estado gaseoso a temperatura y presión normal. estado gaseoso a temperatura y presión normal. Su fórmula química es CSu fórmula química es C22HH33OO55N. N.

Smog fotoquimico.Smog fotoquimico.

Smog fotoquimico.Smog fotoquimico.

► ..Contaminantes Primarios

Contaminantes Secundarios

Fuentes NaturalFija Artificial

CO CO2

SO2 NO NO2

Más hidrocarburosMás partículas supendidas

SO3

HNO3 H2SO4

H2O2 O3 PANs

Mást y salesNO3–

Movil

SO42 –

..

► ..

►Formacion del Smog FotoquímicoFormacion del Smog Fotoquímico

Solarradiation

Ultraviolet radiation

NONitric oxide

H2OWater

NO2

Nitrogendioxide

Hydrocarbons

O2

Molecularoxygen

HNO3

Nitric acid

PANsPeroxyacyl

nitratesAldehydes

(e.g., formaldehyde)O3

Ozone

OAtomicoxygen

► Estudios indican que el bióxido de nitrógeno Estudios indican que el bióxido de nitrógeno incrementa la susceptibilidad a infecciones incrementa la susceptibilidad a infecciones bacterianas pulmonares. bacterianas pulmonares.

► Los actuales valores indicativos de la OMS acerca Los actuales valores indicativos de la OMS acerca

del NOdel NO22 se refieren tanto a las exposiciones de corta se refieren tanto a las exposiciones de corta

duración a emisiones punta como a las exposiciones duración a emisiones punta como a las exposiciones a largo plazo a lo largo del año. a largo plazo a lo largo del año.

► Sin embargo, se han observado efectos perjudiciales Sin embargo, se han observado efectos perjudiciales dentro de un abanico de exposiciones que dentro de un abanico de exposiciones que comprende el actual valor indicativo de la OMS para comprende el actual valor indicativo de la OMS para un año. un año.

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

► Estudios indican que el bióxido de nitrógeno Estudios indican que el bióxido de nitrógeno incrementa la susceptibilidad a infecciones incrementa la susceptibilidad a infecciones bacterianas pulmonares. bacterianas pulmonares.

► El bióxido de nitrógeno es conocido por ser El bióxido de nitrógeno es conocido por ser un agente irritante de los alveolos un agente irritante de los alveolos pulmonares que lleva al padecimiento de pulmonares que lleva al padecimiento de síntomas similares a los de un enfisema síntomas similares a los de un enfisema después de una exposición larga a después de una exposición larga a concentraciones de 1 ppm.concentraciones de 1 ppm.

► Las poblaciones residente cercana a vías con alto Las poblaciones residente cercana a vías con alto tráfico expuestas y afectadas por la contaminación tráfico expuestas y afectadas por la contaminación

con NOcon NO22..

► Algunos estudios demuestran que la exposición de Algunos estudios demuestran que la exposición de corta duración a concentraciones altas corta duración a concentraciones altas aumentan aumentan las reacciones alérgicas respiratorias.las reacciones alérgicas respiratorias.

► Aunque algunos estudios establecen una relación Aunque algunos estudios establecen una relación

entre exposición al NOentre exposición al NO22 y mortalidad, las pruebas y mortalidad, las pruebas

existentes siguen siendo insuficientes para concluir existentes siguen siendo insuficientes para concluir que los efectos sobre la mortalidad sean atribuibles que los efectos sobre la mortalidad sean atribuibles

específicamente a la exposición a largo plazo al NOespecíficamente a la exposición a largo plazo al NO22..

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

► Estudios indican que el bióxido de nitrógeno Estudios indican que el bióxido de nitrógeno incrementa la susceptibilidad a infecciones incrementa la susceptibilidad a infecciones bacterianas pulmonares. bacterianas pulmonares.

► Los actuales valores indicativos de la OMS acerca Los actuales valores indicativos de la OMS acerca

del NOdel NO22 se refieren tanto a las exposiciones de corta se refieren tanto a las exposiciones de corta

duración a emisiones punta como a las exposiciones duración a emisiones punta como a las exposiciones a largo plazo a lo largo del año. a largo plazo a lo largo del año.

► Sin embargo, se han observado efectos perjudiciales Sin embargo, se han observado efectos perjudiciales dentro de un abanico de exposiciones que dentro de un abanico de exposiciones que comprende el actual valor indicativo de la OMS para comprende el actual valor indicativo de la OMS para un año. un año.

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

► Los estudios experimentales realizados con animales y con personas indican que el NO2, en

concentraciones de corta duración superiores a 200 μg/m3, es un gas tóxico con efectos importantes en la salud.

► Los estudios toxicológicos con animales también parecen indicar que la exposición prolongada al NO2

en concentraciones por encima de las ahora presentes en el medio ambiente tiene efectos adversos.

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

► Exposición prolongada, en espacios cerrados, generan efectos en el respiración de los lactantes con concentraciones de NO2 por debajo de 40 μg/

m3.

► Estas asociaciones no se pueden explicar completamente por la exposición simultánea a MP, pero se ha indicado que la asociación observada se podría explicar en parte por otros componentes de la mezcla (como el carbono orgánico y el vapor de ácido nitroso).

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

► Los estudios experimentales realizados con animales y con personas indican que el NO2, en

concentraciones de corta duración superiores a 200 μg/m3, es un gas tóxico con efectos importantes en la salud.

► Los estudios toxicológicos con animales también parecen indicar que la exposición prolongada al NO2

en concentraciones por encima de las ahora presentes en el medio ambiente tiene efectos adversos.

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

► Estudios experimentales de toxicología humana de corta

duración se han notificado efectos agudos en la salud tras

la exposición a concentraciones de más de 500 μg/m3 de

NO2 durante una hora.

► Aunque el nivel más bajo de exposición al NO2 que ha

mostrado un efecto directo en la función pulmonar de los

asmáticos en más de un laboratorio es de 560 μg/m3, los

estudios realizados sobre la capacidad de respuesta

bronquial en los asmáticos parecen indicar que aumenta

con niveles superiores a 200 μ g/m3.

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

Óxidos de nitrógenoÓxidos de nitrógeno

Fuente: Rev Cubana Med Gen Integr 1997;13(3)

FIGURA. Dióxido de nitrógeno e incidencia de coriza, tos y falta de aire, Macedo (Cuba).

Impactos a la SaludImpactos a la Salud

Óxidos de nitrógenoÓxidos de nitrógeno

Emisiones de NOEmisiones de NOXX, CO, SO, CO, SO2 2 y PSy PS

Contaminación por CO, NOX y PM10Contaminación por CO, NOX y PM10

Contaminación por NOContaminación por NOXX, O, O3 3 y PM10y PM10

Valores anuales de NOValores anuales de NO22 en el país en el país

DAMADAMA CVCCVC DAGMADAGMA CDMBCDMB AMVAAMVA

Media aritméticaMedia aritmética 16,516,5 32,032,0 22,922,9 15,715,7 19,119,1

MedianaMediana 16,816,8 31,231,2 20,520,5 10,410,4 18,718,7

Intervalo intercuartílicoIntervalo intercuartílico 8,78,7 8,38,3 15,215,2 14,614,6 6,26,2

MínimoMínimo 7,37,3 26,526,5 10,810,8 4,74,7 ,3,3

MáximoMáximo 49,249,2 41,541,5 32,132,1 27,727,7 51,551,5

AREA_METROCDMBDAGMACVCDAMA

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Co

nc

entr

ació

n m

edia

an

ual

NO

2, p

pb

. C

. N..

Valores diarios de NOValores diarios de NO22 en el país en el país

DAMADAMA CVCCVC DAGMADAGMA CDMBCDMB AMVAAMVA CORNARECORNARE

Media aritméticaMedia aritmética 16,016,0 34,234,2 20,420,4 15,215,2 18,718,7 5,05,0

MedianaMediana 13,813,8 7,17,1 17,517,5 11,511,5 18,218,2 3,63,6

Intervalo intercuartílicoIntervalo intercuartílico 12,612,6 13,413,4 16,716,7 14,914,9 10,510,5 5,55,5

MínimoMínimo -4,4-4,4 ,1,1 ,2,2 1,01,0 ,2,2 ,0,0

MáximoMáximo 845,0845,0 439,4439,4 57,857,8 56,056,0 51,551,5 44,144,1

CORNAREAREA_METROCDMBDAGMACVCDAMA

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Co

nce

ntr

ació

n m

edia

dia

ria

NO

2, p

pb

. C. N

..

NONOXX Y OTROS Y OTROS

NONOXX Y OTROS Y OTROS

GUÍA DE CALILDAD DEL GUÍA DE CALILDAD DEL AIRE OPSAIRE OPS

ÓXIDOS DE CARBONOÓXIDOS DE CARBONO

Lo que nosotros tenemos que hacer es utilizar algunos EQUIPO DE CONTROLES DE CONTAMINACIÓN en NUESTRA FÁBRICA DE MANUFACTURA DE EQUIPOS DE

CONTROL DE CONTAMINACIÓN

CICLO DEL CARBONOCICLO DEL CARBONO• Los organismos productores terrestres obtienen el dióxido de carbono de la

atmósfera durante el proceso de la fotosíntesis para transformarlo en compuestos orgánicos como la glucosa, y los productores acuáticos lo utilizan disuelto en el agua en forma de bicarbonato (HCO3

-). Los consumidores se alimentan de las plantas, así el carbono pasa a formar parte de ellos, en forma de proteínas, grasas, hidratos de carbono, etc.

• En el proceso de la respiración aeróbica, se utiliza la glucosa como combustible y es degradada, liberándose el carbono en forma de CO2 a la atmósfera. Por tanto en cada nivel trófico de la cadena alimentaría, el carbono regresa a la atmósfera o al agua como resultado de la respiración.

• Los desechos del metabolismo de las plantas y animales, así como los restos de organismos muertos, se descomponen por la acción de ciertos hongos y bacterias, durante dicho proceso de descomposición también se desprende CO2.

• Las erupciones volcánicas son una fuente de carbono, durante dichos procesos el carbono de la corteza terrestre que forma parte de las rocas y minerales es liberado a la atmósfera.

• En capas profundas de la corteza continental así como en la corteza oceánica el carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles, como es el caso del petróleo. Este compuesto se ha formado por la acumulación de restos de organismos que vivieron hace miles de años.

CICLO DEL CARBONOCICLO DEL CARBONO

ÓXIDOS DE CARBONOÓXIDOS DE CARBONO

Elemento no metálico, puede encontrarse Elemento no metálico, puede encontrarse puro o en compuestos, orgánicos e puro o en compuestos, orgánicos e inorgánicos (inorgánicos (carbón, petróleo y piedra carbón, petróleo y piedra caliza).caliza).

En el proceso de combustión libera En el proceso de combustión libera monóxido y bióxido de carbono, monóxido y bióxido de carbono, contribuyendo al efecto de invernaderocontribuyendo al efecto de invernadero

MONÓXIDO DE CARBONOMONÓXIDO DE CARBONO ► Un gas incoloro, inodoro, insípido y Un gas incoloro, inodoro, insípido y

ligeramente menos denso que el aire.ligeramente menos denso que el aire.► Es peligroso porque se combina fuertemente Es peligroso porque se combina fuertemente

con la hemoglobina de la sangre y reduce la con la hemoglobina de la sangre y reduce la capacidad sanguínea de transportar oxígeno capacidad sanguínea de transportar oxígeno a los tejidos.a los tejidos.

► Entre las principales fuentes antropogénicas Entre las principales fuentes antropogénicas (la combustión de combustibles en fuentes (la combustión de combustibles en fuentes estacionarias y por los transportes, la estacionarias y por los transportes, la disposición de residuos sólidos, las emisiones disposición de residuos sólidos, las emisiones fugitivas en procesos industriales y las fugitivas en procesos industriales y las actividades de quema agrícola) actividades de quema agrícola)

Combustión incompleta (70% de fuentes móviles)Combustión incompleta (70% de fuentes móviles)

2C + O2C + O22 2CO (rápida) 2CO (rápida)

2CO + O2CO + O22 2CO 2CO22 (lenta) (lenta)

Disociación de CODisociación de CO22 a altas temperaturas (> 1700ºC a altas temperaturas (> 1700ºC))

COCO22 CO + O CO + O

Reacciones a altas temperaturas entre COReacciones a altas temperaturas entre CO22 y carbono y carbono

COCO22 + C 2CO + C 2CO

CO natural 25 veces mayor que fuentes antropogénicas. CO natural 25 veces mayor que fuentes antropogénicas. Oxidación de metano en la troposfera.Oxidación de metano en la troposfera.

MONÓXIDO DE CARBONO: FORMACIÓN.

CO: efectos a la salud humanaCO: efectos a la salud humana

► En su funcionamiento normal las moléculas de En su funcionamiento normal las moléculas de hemoglobina de las células sanguíneas hemoglobina de las células sanguíneas transportan oxígeno, que es intercambiado con transportan oxígeno, que es intercambiado con bióxido de carbono a nivel de arterias y venas. bióxido de carbono a nivel de arterias y venas.

► El monóxido de carbono es relativamente El monóxido de carbono es relativamente insoluble Y se difunde a través de las paredes del insoluble Y se difunde a través de las paredes del alveolo, compitiendo con el oxígeno por la alveolo, compitiendo con el oxígeno por la hemoglobina. hemoglobina.

► La afinidad del monóxido de carbono por el hierro La afinidad del monóxido de carbono por el hierro es aproximadamente 210 veces mayor que la del es aproximadamente 210 veces mayor que la del oxígeno oxígeno

CO: efectos a la salud humanaCO: efectos a la salud humana► Cuando la hemoglobina capta una molécula de monóxido Cuando la hemoglobina capta una molécula de monóxido

de carbono se convierte en carboxihemoglobina (COHb),de carbono se convierte en carboxihemoglobina (COHb),

► Esta gran afinidad entre la hemoglobina y el CO hace que Esta gran afinidad entre la hemoglobina y el CO hace que la capacidad para transportar oxígeno en la sangre se ve la capacidad para transportar oxígeno en la sangre se ve fuertemente disminuida lo que va a provocar un aumento fuertemente disminuida lo que va a provocar un aumento del ritmo cardiaco para compensar dicha pérdida de del ritmo cardiaco para compensar dicha pérdida de capacidad de transporte de oxígeno por la sangrecapacidad de transporte de oxígeno por la sangre

► Una exposición de ocho horas a una concentración de Una exposición de ocho horas a una concentración de monóxido de carbono de 100 ppm ocasiona dolor de monóxido de carbono de 100 ppm ocasiona dolor de cabeza y reduce la agudeza mental. Si esta concentración cabeza y reduce la agudeza mental. Si esta concentración es de 300 ppm el dolor de cabeza se agrava fuertemente es de 300 ppm el dolor de cabeza se agrava fuertemente y se acompaña por vómitos e incluso el colapso.y se acompaña por vómitos e incluso el colapso.

..► La eliminación del CO es lenta, con un tiempo de vida media

de 2 a 6.5 horas, por lo que el CO se pude acumular en una exposición continuada, siendo el sistema vascular su principal almacén.

► El principal motivo de preocupación, desde el punto de vista de la salud, con niveles relativamente bajos de CO (< 50 ppmv) son los efectos cardiovasculares (debido al incremento del ritmo cardiaco) y neurológicos (debido a la falta de oxígeno en el cerebro).

► Valores superiores a un 6% de Carboxihemoglobina pueden causar arritmias en personas con problemas en la arteria coronaria. Estudios epidemiológicos han puesto de manifiesto un incremento de mortalidad en individuos con problemas cardiovasculares sometidos a valores relativamente elevados de CO.

CO: efectos a la salud humanaCO: efectos a la salud humana

..► Valores superiores a un 6% de Carboxihemoglobina

pueden causar arritmias en personas con problemas en la arteria coronaria. Estudios epidemiológicos han puesto de manifiesto un incremento de mortalidad en individuos con problemas cardiovasculares sometidos a valores relativamente elevados de CO.

► La disminución de la cantidad de oxígeno en sangre a consecuencia de la presencia de COHb provoca una disminución de oxígeno en el cerebro con los consiguientes efectos neurológicos . La siguiente tabla nos da algunas de las respuestas de una persona a diferentes niveles de COHb

CO: efectos a la salud humanaCO: efectos a la salud humana

..CO: efectos a la salud humanaCO: efectos a la salud humana

..

Niveles de COHb Efectos

0-1% ninguno2.5% Pérdida de discriminacion de intervalo temporal3% Cambios en los umbrales de brillo4.5% Incremento del tiempo de reacción a estímulos visuales10% Cambios en la destreza de conducción10-20% Dolores de cabeza, fatiga, perdidad de coordinación

CO: efectos a la salud humanaCO: efectos a la salud humana

..CO: efectos a la salud humanaCO: efectos a la salud humana

..La figura nos muestra el tanto por ciento de COHb para diferentes niveles de concentración de CO, diferentes niveles de exposición así como diferentes grados de ventilación

CO (ppmv)

recursoaire@gmail.com recursoaire02

gestionaireucentralgmail.com1gestionaire