Contaminación urbana y contaminantes atmosféricos

El aire y los contaminantes

El aire es el primero de los elementos necesarios para la vida. Todos los días respiramos unos 14 kg de aire, o 11 litros.

Los seres humanos introducen sustancias en la atmósfera con consecuencias nocivas para la salud y el medio ambiente. Estas sustancias son emitidas por fuentes estacionarias y móviles: calderas, actividades industriales, domésticas y agrícolas, transporte por carretera de personas y mercancías, etc.

Los contaminantes son dispersados ​​por los vientos, disueltos por las lluvias o bloqueados cuando la atmósfera es estable.

La composición química normal del aire es: nitrógeno 78%, oxígeno 21%, argón 0,9 y otros gases 0,1%

contaminantes

El aire que respiramos puede contener cientos de contaminantes en forma gaseosa, líquida o sólida. Los siguientes contaminantes se consideran indicadores de contaminación y, por lo tanto, están sujetos a regulación.

El origen de los principales contaminantes

El dióxido de azufre (SO2)

Este gas proviene esencialmente de la combinación de azufre, contenido en combustibles fósiles (carbón, fuel oil, diesel de mala calidad, etc.) con el oxígeno del aire durante su combustión. Las industrias y las instalaciones de calefacción son los principales emisores.

Óxido de nitrógeno (NO, NO2)

Son el resultado de la reacción de nitrógeno y oxígeno en el aire que tiene lugar a alta temperatura en motores y plantas de combustión. Los vehículos emiten la mayor parte de esta contaminación; luego vienen los sistemas de calefacción.

partículas en suspensión (PM10 y PM2,5)

Se trata de polvo con un diámetro inferior a 10 µm o 2,5 µm y que permanece suspendido en el aire. Son el resultado de la combustión, el desgaste de los vehículos en la calzada y la erosión. Este polvo también puede transportar otros contaminantes como metales pesados ​​e hidrocarburos. Los principales emisores son los vehículos diésel, las incineradoras, las cementeras y algunas industrias.

Las PM2,5 son particularmente peligrosas porque pasan más rápidamente a través del cuerpo, mientras que las PM10 ya son más visibles pero sobre todo las mucosas las detienen con mayor facilidad.

Saber más: las partículas finas

El monóxido de carbono (CO)

Es el resultado de la combustión incompleta de combustibles y combustibles. En el aire ambiente, se encuentra principalmente cerca de los carriles de tráfico.
Especialmente de los vehículos de gasolina: reciente motor frío, pequeño motor (por ejemplo, jardinería) y vehículos viejos no catalizadas todavía pasar la inspección técnica.

compuestos orgánicos volátiles (COV)

Son múltiples, son principalmente hidrocarburos cuyo origen es natural o vinculado a la actividad humana: transporte por carretera, uso industrial o doméstico de disolventes, evaporación por almacenamiento de petróleo y reservorios. automóviles y combustión.

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hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP)

Estos son compuestos cuya molécula es cíclico, altamente tóxico y peristants.
Se componen de átomos de carbono y moléculas de hidrógeno cuya estructura comprende al menos dos anillos aromáticos condensados. Son parte de los contaminantes orgánicos persistentes (véase más adelante)

Los HAP “pirolíticos” se generan por procesos de combustión incompletos de materia orgánica a alta temperatura. Los mecanismos que se ponen en juego durante su formación involucran la producción de radicales libres por pirólisis a alta temperatura (≥ 500 ° C) de material fósil (petróleo, fuel oil, materia orgánica, etc.) en condiciones deficientes de oxígeno. Los HAP de origen pirolítico proceden de la combustión de combustible para automóviles, la combustión doméstica (carbón, madera), la producción industrial (acerías), la producción de energía (centrales eléctricas que funcionan con petróleo o carbón, etc.) o más incineradores.

Los contaminantes orgánicos persistentes (COP)

Los contaminantes orgánicos persistentes (COP) son una familia de contaminante, sino más bien una clasificación que abarca varias familias.
Por lo tanto son moléculas definidas por las siguientes propiedades:
- Toxicidad: tienen uno o más impactos nocivos comprobados sobre la salud humana y el medio ambiente.
- Persistencia en el medio ambiente: son moléculas que resisten la degradación biológica natural.
- Bioacumulación: las moléculas se acumulan en los tejidos vivos y, por tanto, las concentraciones aumentan a lo largo de la cadena alimentaria.
- Transporte de larga distancia: debido a sus propiedades de persistencia y bioacumulación, estas moléculas tienden a viajar a distancias muy largas y se depositan lejos de los lugares de emisión, ambientes típicamente calientes (con fuerte actividad humana) hacia los ambientes. frío (especialmente el Ártico).

Ejemplo de COP: dioxinas, furanos, PCB, clordecona ...

Metales (Pb, As, Ni, Hg, Cd ...)

Este término engloba todos los metales presentes en la atmósfera. Los principales con carácter tóxico son: plomo (Pb), cadmio (Cd), arsénico (As), níquel (Ni), mercurio (Hg). En el aire, se encuentran principalmente en forma de partículas. La mayoría de ellos provienen del tráfico rodado, las industrias del acero y las incineradoras de residuos.

Ozono (O3)

Este gas es producto de la reacción fotoquímica de determinados contaminantes, en particular óxidos de nitrógeno (NOX) y compuestos orgánicos volátiles (COV), bajo el efecto de la radiación solar. Este contaminante tiene la particularidad de no ser emitido directamente por una fuente; es un contaminante secundario. Se encuentra principalmente en verano, en las afueras de las ciudades.

Los efectos de la contaminación

¡Son numerosos y deben estudiarse caso por caso! De todos los ambientes con los que el hombre está en contacto, el aire es el único del que no puede escapar: de hecho es necesario respirar para vivir.

Los efectos de la contaminación del aire dependen de la cantidad de contaminante con el que el organismo esté en contacto; hablamos de "dosis". Esta dosis varía en función de 3 factores:

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- La concentración de contaminantes en la atmósfera,
- La duración de la exposición,
- La intensidad de la actividad física,

Los trastornos se producen principalmente en individuos susceptibles que son:
- Niños,
- Las personas mayores,
- Asmáticos,
- La insuficiencia respiratoria,
- Cardíacos,
- Bronquitis crónica,
- Fumadores,
- Mujeres embarazadas,
- Profesionales en contacto con productos químicos (propietarios de garajes, constructores, agentes industriales, etc.).

Efectos en la salud

Dependiendo de la naturaleza de los contaminantes, las consecuencias para la salud son diferentes, incluso si los diferentes constituyentes perjudiciales a menudo actúan de forma sinérgica.

Los efectos sobre la salud humana de algunos contaminantes

El dióxido de azufre (SO2)

Es un gas irritante. Provoca una alteración de la función pulmonar en los niños y una exacerbación de los síntomas respiratorios agudos en los adultos (tos, molestias respiratorias, etc.).
Las personas con asma son particularmente susceptibles.

Óxido de nitrógeno (NO, NO2)

Es un gas irritante que penetra en las ramas más finas del tracto respiratorio, provocando hiperreactividad bronquial en pacientes con asma y aumento de la sensibilidad de los bronquios a infecciones en los niños.

partículas en suspensión (PM10)

Las partículas más grandes son retenidas por el tracto respiratorio superior. Por tanto, son menos perjudiciales para la salud que las partículas PM2,5 más finas (<10 µm de diámetro) que penetran más profundamente en el cuerpo.
Luego irritan el tracto respiratorio inferior y alteran la función respiratoria e incluso, en última instancia, cardiovascular.

Algunos, por naturaleza, también tienen propiedades mutagénicas y carcinogénicas.

El monóxido de carbono (CO)

Gas mortal. En lugar de oxígeno, se une a la hemoglobina de la sangre, lo que provoca una falta de oxigenación del sistema nervioso, el corazón y los vasos sanguíneos. El sistema nervioso central y los órganos sensoriales son los primeros afectados, provocando dolor de cabeza, mareos, astenia o alteraciones sensoriales. En caso de exposición muy alta y prolongada, puede ser fatal o dejar secuelas neuropsíquicas irreversibles.

Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) incluyendo benceno

Estas moléculas tienen efectos muy diferentes según su familia. Molestias olfativas simples (olores), algunas provocan irritación (aldehídos), o incluso disminución de la capacidad respiratoria. Otros, como el benceno, provocan efectos mutagénicos y cancerígenos.

Metales (Pb, As, Ni, Hg, Cd ...)

Estos diferentes elementos se acumulan en el organismo, lo que conlleva un riesgo de toxicidad a largo plazo con posibles propiedades cancerígenas.

Ozono (O3)

Este gas, muy oxidante, penetra fácilmente hasta las mejores vías respiratorias. Provoca tos y daño pulmonar, especialmente en niños y asmáticos, así como irritación ocular.

impacto ambiental

A largo plazo, los efectos sobre el medio ambiente pueden producirse con concentraciones inferiores a las nocivas para los seres humanos.

Las consecuencias más visibles son a menudo el ennegrecimiento de los edificios y monumentos, incluyendo el costo de la restauración es a menudo muy pesada.
Los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre contribuyen en gran medida al fenómeno de la lluvia ácida, que destruye el medio ambiente natural y los materiales de construcción.

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Los contaminantes más oxidantes (ozono) reducen la actividad fotosintética de las plantas, que se manifiesta en la aparición de manchas (necrosis) en la superficie de las hojas de las plantas más sensibles. Esto provoca una ralentización del crecimiento de las plantas. Incluso se han observado reducciones en el rendimiento agrícola.

La influencia del clima sobre la contaminación

Los contaminantes son dispersados ​​por los vientos, disueltos por las lluvias o bloqueados cuando la atmósfera es estable.

Así, los períodos de alta presión caracterizados por un clima tranquilo, con viento débil, a veces acompañado de una inversión de temperatura en invierno, contribuyen a un rápido aumento de la concentración de contaminantes a nivel del suelo.
En condiciones normales, la temperatura del aire disminuye con la altitud. El aire caliente que contiene los contaminantes tiende a elevarse de forma natural. Los contaminantes se dispersan verticalmente.

En una situación de inversión de temperatura, el suelo se enfrió significativamente durante la noche (por ejemplo, en invierno en un día despejado). La temperatura a una altitud de unos cientos de metros es entonces más alta que la medida a nivel del suelo. Los contaminantes quedan así atrapados bajo una "cubierta" de aire caliente, llamada capa de inversión.

El índice de SFX

El índice ATMO fue diseñado, por iniciativa del Ministerio de Ordenación Territorial y Medio Ambiente, con el fin de calificar la calidad del aire de una unidad urbana homogénea.

Este índice es representativo de la contaminación atmosférica urbana de fondo de una aglomeración, percibida por la mayoría de sus habitantes. Se calcula sobre un día (de 0 ha 24 h). Para proporcionar información lo más rápido posible, se calcula un índice parcial al final del día con los valores medidos hasta las 16 p.m.

No permite destacar fenómenos de contaminación particulares o localizados, de proximidad por ejemplo. Es una figura sintética del estado del aire, asociada a un calificativo:

muy buena 1
muy buena 2
3 buena
4 buena
Medios 5
pobres 6
pobres 7
8 mal
9 mal
10 mal

Se utilizan cuatro contaminantes para construir el índice ATMO: dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3) y partículas en suspensión (PM10).

Estas especies químicas se consideran como indicadores de la contaminación del aire.

Para cada uno de estos contaminantes, se determina un subíndice con referencia a una tabla de correlación donde se asigna un valor a cada rango de concentración. El índice final es el subíndice que es el más grande.

Ejemplo de medidas:
Subíndice SO2 = 1
Subíndice PM10 = 2
Subíndice O3 = 5
Subíndice NO2 = 2
Índice SFX = 5

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