La contaminación urbana y los contaminantes del aire

El aire y los contaminantes

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

El hombre introduce sustancias en la atmósfera que tienen consecuencias perjudiciales para la salud y el medio ambiente. Estas sustancias son emitidas por fuentes fijas y móviles: calderas, actividades industriales, domésticas y agrícolas, transporte de personas y mercancías por carretera ...

Los contaminantes son dispersados ​​por los vientos, disueltos por la lluvia 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, combustible, diesel de baja calidad ...) con el oxígeno en el aire durante su combustión. Las industrias y las instalaciones de calefacción son los principales emisores.

Óxidos de nitrógeno (NO, NO2)

Son el resultado de la reacción de nitrógeno y oxígeno en el aire, que tiene lugar a altas temperaturas 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)

Estos son polvos cuyo diámetro es inferior a 10 µm o 2,5 µm y que permanecen suspendidos en el aire. Son el resultado de la combustión, el desgaste de los vehículos en la carretera y la erosión. Este polvo también puede transportar otros contaminantes como metales pesados ​​e hidrocarburos. Los principales emisores son vehículos diesel, incineradores, plantas de cemento y ciertas industrias.

PM2,5 es particularmente peligroso porque pasa más rápido a través del cuerpo, mientras que PM10 ya es más visible pero sobre todo más fácil de detener por las membranas mucosas.

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El monóxido de carbono (CO)

Es el resultado de la combustión incompleta de 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 está relacionado con la actividad humana: transporte por carretera, uso industrial o doméstico de solventes, evaporación del almacenamiento de petróleo y depósitos. 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 incompleta de materia orgánica a altas temperaturas. Los mecanismos involucrados durante su formación implican la producción de radicales libres por pirólisis a alta temperatura (≥ 500 ° C) del material fósil (aceites, fuel oil, materiales orgánicos, etc.) en condiciones deficientes de oxígeno. Los HAP de origen pirolítico provienen de la combustión de combustible automotriz, combustión doméstica (carbón, madera), producción industrial (acerías), producción de energía (centrales eléctricas que funcionan con petróleo o carbón ...) o Todavía 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: presentan uno o más impactos nocivos probados en 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 el tejido vivo y, por lo tanto, las concentraciones aumentan a lo largo de la cadena alimentaria.
- Transporte a larga distancia: debido a sus propiedades de persistencia y bioacumulación, estas moléculas tienden a moverse a distancias muy largas y a establecerse lejos de los lugares de emisión, típicamente desde ambientes cálidos (con alta actividad humana) hacia ambientes frío (especialmente el Ártico).

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

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

Este término cubre todos los metales presentes en la atmósfera. Los principales tóxicos 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 por carretera, la industria del acero y los incineradores de residuos.

Ozono (O3)

Este gas es el producto de la reacción fotoquímica de ciertos 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 zonas urbanizadas.

Los efectos de la contaminación

¡Son múltiples y deben estudiarse caso por caso! De todos los entornos 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 cuerpo está en contacto; hablamos de "dosis". Esta dosis varía según 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,
- insuficiencia respiratoria,
- pacientes cardíacos,
- bronquitis crónica,
- fumadores,
- mujeres embarazadas,
- Profesionales en contacto con productos químicos (propietarios de garajes, empresas de construcción, agentes de la industria, 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. Causa una alteración de la función pulmonar en niños y una exacerbación de los síntomas respiratorios agudos en adultos (tos, molestias respiratorias ...).
Las personas con asma son particularmente susceptibles.

Óxidos de nitrógeno (NO, NO2)

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

partículas en suspensión (PM10)

Las partículas más grandes son retenidas por el tracto respiratorio superior. Por lo tanto, son menos dañinos para la salud que las partículas más finas de PM2,5 (<10 µm de diamètre) qui pénètrent plus profondément dans l'organisme.
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 Se fija en lugar de oxígeno en la hemoglobina de la sangre, lo que conduce a 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, causando dolor de cabeza, mareos, astenia o trastornos 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 diversos según su familia. Molestias olfativas simples (olores), algunas causan irritación (aldehídos) o incluso una disminución de la capacidad respiratoria. Otros, como el benceno, causan efectos mutagénicos y cancerígenos.

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

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

Ozono (O3)

Este gas altamente oxidante penetra fácilmente en el tracto respiratorio más delgado. Causa 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 el hombre.

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, lo que resulta visiblemente en la aparición de manchas (necrosis) en la superficie de las hojas de las plantas más sensibles. Esto resulta en un crecimiento más lento en las plantas. Incluso se han observado reducciones en los rendimientos agrícolas.

La influencia del clima sobre la contaminación

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

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

En una situación de inversión de temperatura, el suelo se ha enfriado significativamente durante la noche (por ejemplo, invierno en clima despejado). La temperatura a unos cientos de metros sobre el nivel del mar es más alta que la medida a nivel del suelo. Los contaminantes se bloquean así bajo una "cubierta" de aire caliente, llamada capa de inversión.

El índice de SFX

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

Este índice es representativo de la contaminación atmosférica urbana en el fondo de una aglomeración, sentida por la mayoría de sus habitantes. Se calcula a lo largo de un día (de 0:24 a 16:XNUMX). Para informar lo más rápido posible, se calcula un índice parcial al final del día con los valores medidos hasta las XNUMX p.m.

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

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 más grande.

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

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