QUÍMICA EN LA TROPÓSFERA Los Los proces procesos os de combus combustió tión n genera generan n energ energía ía y fuerza fuerza en todas todas las activi actividad dades es indust industria riale les s produc producien iendo do gases gases de desech desecho o que genera generan n subproductos gaseosos que no son útiles y se liberan a la atmosfera. La manufactura, la combustión de la basura, la producción de harina de pescado, las cocinas domésticas, los negocios de pequeña escala, etc. roducen contaminantes. !l hecho de liberar tales productos al are no sign signi" i"ca ca q estos stos desa desapa parrezca ezcan, n, sino sino que que pued puedan an conv conver erti tirs rse e en componentes semipermanentes, produciendo una grave contaminación del aire.
1.- PROCESOS QUÍMICOS DE LA TROPÓSFERA La mayor parte de la contaminación contaminación causada en la tropósfer tropósfera a tienen tienen su origen en los procesos de combustión del tr#"co de automóviles, hornos industriales y domésticos, motores aéreos, etc. $urante el quemado de combustibles fósiles% petróleo, gas, carbón y made madera ra produ produce cen n una una seri serie e de emis emisio ione nes s dive divers rsas as que que caus causan an la contaminación atmosférica &omo &omo se ha indica indicado do anteri anterior ormen mente te la tropo troposfe sfera ra se caract caracteri eriza za por tener una variación negativa de temperatura con la altitud. !llo, 'unto al distinto grado de instalación según la altitud terrestre da lugar a que se estab estable lezc zca a movi movimi mien ento tos s conv convec ecti tivo vos s de masa masa de aire aire,, tant tanto o en el sent sentid ido o vert vertic ical al como como hori horizo zont ntal al.. !sto !stos s movi movimi mien ento tos s favo favore rece cen n la diluci dilución ón de los contam contamina inante ntes s emiti emitidos dos desde desde la super" super"cie cie terre terrestr stre e dependiendo de su estabilidad pueden desplazarse cientos de (m antes que retornen a la super"cie. La mezcla de diferentes compuestos activa el númer número o de proces procesos os quími químicos cos entre entre los que destac destacan an la reacc reacción ión química m#s signi"cativa para la producción de ozono en la atmosfera, entre el o)ígeno atómico y o)igeno molecular.
2.-MONÓXIDO 2.-MONÓXIDO DE CARBONO ¿Qué es el !"#$%&! &e '()*!"!+ !l monó)ido de carbono es un gas incoloro, sin olor ni sabor, no irritante, que se encuentra tanto en el aire puertas adentro como al aire libre. *e produce de la combustión incompleta del carbón. !s producido tanto por actividades humanas como por fuentes naturales. La fuente humana
m#s m#s impor importa tant nte e de monó monó)i )ido do de carbo carbono no es el tubo tubo de esca escape pe de automó automóvil viles. es. Los nivele niveles s de monó monó)id )ido o de carbono carbono puerta puertas s adentr adentro o varían dependiendo de la presencia de artefactos tales como estufas de querosén o gas, hornos, cocinas que usan madera, generadores y otros artef artefac acto tos s a gasol gasolin ina. a. !l humo humo de taba tabaco co tamb tambié ién n contr contrib ibuy uye e a los los niveles de monó)ido de carbono puertas adentro. La industria también usa monó)ido de carbono para fabricar fa bricar compuestos tales como anhídrido acético, policarbonatos, #cido acético y policetona.
¿Qué le su'e&e (l !"#$%&! &e '()*!"! 'u("&! e",)( (l e&%! (*%e",e+ !l monó)i monó)ido do de carbon carbono o entra entra al ambien ambiente te princi principal palmen mente te desde desde fuentes naturales y por la combustión de petróleo.
□
ermanece en el aire apro)imadamente + meses.
□
*e degrada en el aire al reaccionar con otras sustancias químicas y se transforma en anhídrido carbónico.
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!n el suelo es degradado a anhídrido carbónico por microorganismos.
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o se acumula en plantas o en los te'idos de animales.
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¿C#! ue&e !'u))%) l( e$!s%'%#" (l !"#$%&! &e '()*!"!+ -espirando gas emitido por hornos, cocinas, estufas o generadores mal instalados. □
-espirando aire que contiene gases emitidos por el tubo de escape de automóviles. □
-espirando aire que contiene humo de cigarrillo.
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raba'ando en industrias que queman gas y carbón, traba'ando en lugares llenos de humo, o traba'ando en lugares donde hay niveles altos de gases provenientes del tubo de escape de automóviles.
□
¿C#! ue&e (e',() % s(lu& el !"#$%&! &e '()*!"!+ La e)posición a niveles altos de monó)ido de carbono puede ser fatal. La into)icación con monó)ido de carbono es la causa principal de muertes debida debidas s a envene envenenam namien iento to en los !stado !stados s /nidos /nidos.. !n person personas as que inhalaron monó)ido de carbono se han descrito dolor de cabeza, n#usea,
vómitos, mareo, visión borrosa, confusión, dolor en el pecho, debilidad, falla cardíaca, di"cultad para respirar, convulsiones y coma. Las personas que sufren de enfermedades al corazón o al pulmón son m#s susceptibles a los efectos del monó)ido de carbono.
/.-ÓXIDOS DE NITRÓ0ENO ¿Qué s!" &e &#"&e )!'e&e"+ !l ó)ido nítrico 012 y el dió)ido de nitrógeno 01+2 son los únicos ó)idos de nitrógeno en la atmósfera e introducidos por el hombre. !l ó)ido nítrico 012 y el dió)ido de nitrógeno del aire urbano se producen a través de dos procesos consecutivos. !n primer lugar, las altas temperaturas alcanzadas en las combustiones provocan la combinación directa del o)ígeno y el nitrógeno del aire para dar ó)ido nítrico 012, y éste luego se o)ida parcialmente a 1+. or tanto, las instalaciones "'as de combustión, los vehículos de gasolina, y los motores diesel emiten ó)idos de nitrógeno con proporciones variables de 1+ y 1. osteriormente, el 1 introducido en la atmósfera urbana por las fuentes emisoras se o)ida a 1+, principalmente por reacciones fotoquímicas. La principal fuente emisora de ó)idos de nitrógeno a la atmósfera urbana son los vehículos 0especialmente los motores diesel2 y en menor medida instalaciones de combustión como las calefacciones.
¿Qué ee',!s ,%e"e" s!*)e l( s(lu&+ $esde el punto de vista de protección de la salud, el dió)ido de nitrógeno 01+2 es el único que tiene "'ados valores límite para e)posiciones de larga y corta duración. *in embargo, la estrecha relación del monó)ido de nitrógeno 012 con el proceso de formación de 1+ hace que también tenga su importancia en la evaluación y gestión de la calidad del aire. /na e)posición breve al 1+ puede provocar irritación del sistema respiratorio y ocular. 3 largo plazo, los principales efectos pueden ser un desarrollo pulmonar m#s lento en los niños y la aparición de enfermedades respiratorias crónicas y cerebrovasculares.
3unque toda la población esté e)puesta a los contaminantes atmosféricos, no afectan igual a todo el mundo. Los niños, los ancianos y las personas con problemas de salud 0como asma, enfermedades del corazón y pulmonares2 pueden sufrir m#s efectos.
/.1.-OXIDACION DEL
NO
FORMACION DE O3ONO
!l 1 se forma durante el proceso de combustión. N 2
+ O −→ 2 NO 2
!sta reacción se produce a altas temperaturas durante la combustión de gasolina o petróleo. La atmosfera urbana es un reactor químico gigante, en el cual se encuentra gases contaminantes como los ó)idos de nitrógeno y azufre, hidrocarburos, los cuales reaccionan ba'o la in4uencia de la luz solar, para producir una variedad de productos, incluyendo aerosoles submicrónicos. !l 1 emitido en el aire, se o)ida r#pidamente a
NO2
La biosfera, los animales de nuestro planeta, así como la vida humana se hizo posible debido a la formación del ozono en la estratosfera. !l ozono nos protege de las radiaciones /56& y /567 0luz con una longitud de onda de 8+9nm2, que daña las biomoléculas. !n la historia de la ierra el ozono pudo formarse después de la liberación del o)ígeno a la atmósfera entre +999 y :99 millones de años antes de nuestro tiempo. ; ero cómo<
La formación de ozono es un proceso fotoquímico que tiene lugar en la estratosfera. !n esta zona de la atmósfera entre => y >9 ?m de altitud, la radiación ultravioleta solar produce la disociación de las moléculas de o)ígeno en #tomos de o)ígeno en su estado fundamental 082 que r#pidamente se recombinan con moléculas de o)ígeno no disociadas, en presencia de un tercer cuerpo, @, 0que puede ser otra molécula de o)ígeno o de nitrógeno2 capaz de captar el e)cedente de energía, 1+ A hn
+ 1082 0=2
1082 A 1+ A @
18 A @
/.2.-OXIDACION DE
NO POR
4IDROCARBUROS
&uando los hidrocarburos de origen natural o antropogénico reacciona con radicales hidró)ido01B2, pueden formar radicales peró)ido que NO2
tienden a o)idar al 1 a
!n atmosfera limpia los radicales 1B reaccionan principalmente con &1 y
CH 4
Los radicales 1B son muy reactivos e intervienen en diferentes reacciones atmosféricas, particularmente ba'o la in4uencia de la radiación solar y la concentración signi"cativa de 1B
NO2
/./.-OXIDACION DE
NO2
$ebido a la reacción del NO3
y también
$urante el día el
N 2 O5
NO2
con el ozono se genera durante la noche
en concentraciones mensurables. se revierte por fotólisis y por una reacción muy
r#pida a 1. La reacción m#s importante del
NO2
toma lugar con los
radicales 1B. !n capa atmosférica ba'a el
HNO3
gaseoso formadoes muy estable y
muy soluble en agua, removiéndose de la atmosfera por li)iviación o deposición seca. La reacción del correspondente al
SO2
NO3
.
/.5.-4IDROCARBUROS
NO X
es == veces m#s r#pida que la
3l e)pandir el ciclo fotolítico del dió)ido de nitrógeno al incluir hidrocarburos y otros compuestos org#nicos encontramos que el ozono ataca los dobles enlaces, &C&, de los hidrocarburos La química del smog fotoquímico es e)traordinariamente comple'a. /n sin número de compuestos org#nicos se introducen a la atmosfera cuando arden los combustibles o se evaporan los compuestos org#nicos vol#tiles y muchos m#s producidos en la atmosfera como resultado de reacciones químicas. &uando un hidrogeno es removido de un alcano el radical libre resultante se llama alquil. Los alquilos forman una serie que se inicia con el metil
CH 3
pueden representar como
, etil
C 2 H 5
C n H n− 1
y asi sucesivamente que se
, que se simpli"ca como -%
La unidad química b#sica en el estudio del smog fotoquímico es el grupo carbonilo, un carbonilo enlazado a un grupo alquil -, y el otro unido con un #tomo de hidrogeno genera el formaldehído que puede escribirse con NO2
o -&B1, un aldehído m#s comple'o es la acroleína. 3mbos
aldehídos y acroleína son compuestos irritantes de los o'os y compuestos del smog. /na llave importante para el entendimiento de la química org#nica atmosférica es el radical 1B, que se forma cuando el o)ígeno atómico reacciona con el agua
/.6.-
NO X
LA LLU7IA ACIDA
!l pB de la lluvia es >,:> 0en un medio natural en ausencia de contaminantes2 debido a la presencia del &1+. o obstante, cuando el aire contiene *1) y 1) por acción de los fenómenos anteriormente estudiados y en presencia de su"ciente humedad, se forman los #cidos B18 y B+*1D, responsables del fenómeno aludido. *i predomina el #cido nítrico sobre el sulfúrico, entendemos que las fuentes móviles contribuir#n en mayor grado que las "'as a este tipo de contaminación.
Los 1) y *1) pueden via'ar durante cientos de (ilómetros arrastrados por corrientes de aire, en niveles pró)imos al suelo 0inferiores a + ?m2, llegando a provocar lluvias #cidas en zonas muy ale'adas. *e han detectado estos fenómenos en erranova y en la península escandinava como consecuencia de emisiones realizadas en las zonas industrializadas m#s al sur, desplaz#ndose la contaminación en dirección !. Las lluvias #cidas producen los siguientes efectos% 3cidi"cación de las fuentes naturales del agua, afectando a la fauna acuícola y al plancton. Li)iviación de los nutrientes del suelo, afectando a cosechas y bosques. 3umento de la corrosión de los materiales. SO
5.-OXIDOS DE A3UFRE (¿¿ X ) ¿
C()(',e)8s,%'(s9 se pueden formar dos ó)idos de azufre% dió)ido 0*1+2 y trió)ido de azufre 0*182, si bien aquél se presenta en una proporción mucho m#s elevada en las emisiones estables, siendo el trió)ido un compuesto inestable. Las dos especies son gases incoloros, teniendo el *1+ olor acre e irritante.
Fue",es9 el dió)ido de azufre, *1+, procede pr#cticamente a partes iguales de fuentes naturales 6o)idación del sulfuro de hidrógeno, B+*, en el metabolismo anaerobio de la materia org#nica6 y de fuentes antropogénicas, fundamentalmente procesos de combustión estacionaria 6en especial plantas termoeléctricas y, con menor importancia, plantas de combustión industrial6.
F!)('%#"9 se producen *1+ y *18 en la combustión de toda sustancia que contenga azufre a partir de dos reaccionesE en la segunda de ellas, el equilibrio se halla desplazado hacia el dió)ido de azufre, debido a la
inestabilidad del trió)ido, en especial si e)iste un metal que catalice la reacción% * A 1+ F*1+ + *1+ A 1+ F+ *18
E:!lu'%#" e" l( (,#se)(9 •
1)idación heterogénea, en fase acuosa o sobre la super"cie de partículas, catalizada por sales de hierro y manganeso presentes en cenizas procedentes de combustión% *1+ A B+1 GB+*18 B+1+ A B+*18 G B+*1D A B+1
•
1)idación homogénea% o
Hotoo)idación directa, con luz de longitud de onda de entre +D9 y D99 nm% *1+ A hv A 1+ G *18 A 1
o
-eacción con o)idantes en fase acuosa, para dar #cido sulfúrico, B+*1D.
Ee',!s9 los ó)idos de azufre producen necrosis en plantas en función de la dosis, alteración en los contenidos de azúcares y proteínas y pérdida de productividadE causan irritaciones oculares y respiratorias en animales a dosis elevadasE m#s efecto parecen tener los sulfatos secundarios. *in embargo, el principal efecto viene dado por las reacciones que originan, produciendo #cido sulfúrico disuelto, origen principal de la lluvia #cida, que es la deposición húmeda de #cidosE también e)iste la deposición #cida seca. La constitución de la lluvia #cida puede variar, pero sus principales componentes son #cidos 6tanto sulfúrico como clorhídrico o nítrico6, así como sales de éstosE el componente en mayor proporción es el sulfúrico por su mayor solubilidad. $e esta manera, el pB del agua de lluvia 6que en circunstancias normales es ligeramente b#sico, entre >.> y >.I6, llega a tomar valores pró)imos a D.9. @#s adelante se trata la lluvia #cida como consecuencia global de la contaminación, pero se adelantan aquí los principales efectos que la lluvia #cida ocasiona sobre% •
e'!s%s,e(s9 acidi"cación de aguas dulces, especialmente lagos, afectando muy negativamente a diversas especies, especialmente
piscícolas, y acidi"cación de suelos, causando li)iviación o arrastre de nutrientes y movilización de metales pesados, que pueden incorporarse a las redes tró"cas, así como daños importantes en la vegetación 6decoloración y pérdida de folla'e, deterioro de corteza y muerte6E •
(,e)%(les9 aumento de la velocidad de corrosión de metales, deterioro de materiales calizos 0denominado mal de la piedra2, mediante la formación en super"cie de sulfato c#lcico hidratado, lo que provoca desintegración y disolución del material, según la reacción &a&18 A B+*1D G &a*1D A B+1 A &1+
La lluvia #cida constituye un importante problema en !uropa centro6 oriental y septentrional y en la parte oriental de 3mérica del orte, así como en #reas urbanas, en las que adquiere mayor importancia la deposición seca. !n contraposición a la lluvia #cida, e)iste también la lluvia alcalina, con elevada concentración de calcio, que se forma en #reas con elevado aporte de partículas calizas.
5.1.-OXIDACION DE
SO2
!l dió)ido de azufre se forma en el proceso de combustión del azufre y del *ulfuro de hidrógeno. *J A J 1+ G J *1+ + B+* A 8 1+ G + B+1 A + *1+ ambién puede obtenerse por el tostado de minerales sulfurados tales como la pirita 0He*2, la Kurtzita o la blenda 0ambos n*2, la galena 0b*2 y el cinabrio 0Bg*2. D He*+ A == 1+ G + He+18 A J *1+ + n* A 8 1+ G + n1 A + *1 + b* A 1+ G b A *1+ Bg* A 1+ G Bg A *1+ or reacción del #cido sulfúrico con cobre elemental. &u 0s2 A + B+*1D 0aq2 G &u*1D 0aq2 A *1+ 0g2 A + B+1 0l2
Re(''%!"es La o)idación del dió)ido de azufre a trió)ido de azufre en presencia de o)ígeno es una reacción que ocurre en forma espont#nea muy lentamente debido a su alta energía de activación. ara acelerar la reacción se utilizan catalizadores como pentó)ido de vanadio 05+1>2 o platino que permiten la o)idación del gas a medida que se produce el contacto con el catalizador sólido. 3ntiguamente se utilizaba como catalizador una mezcla de ó)idos de nitrógeno gaseosos. La o)idación mediada por catalizadores es utilizada en la fabricación industrial de #cido sulfúrico. *1+ A M 1+
*18
La o)idación del dió)ido de azufre a trió)ido de azufre puede producirse también por la reacción con ozono. La reacción ocurre en forma espont#nea en las capas altas de la atmósfera. !l trió)ido de azufre al reaccionar con el agua presente en las nubes produce #cido sulfúrico, el cu#l disminuye el pB del agua y precipita en forma de lluvia #cida. 8 *1+ A 18 G 8 *18 *18 A B+1 G B+*1D La reacción del dió)ido de azufre con hidró)ido de sodio produce sul"to de sodio. *1+ A + a1B G a +*18 A B+1 La reducción del dió)ido de azufre puede producirse en presencia de reductores como el #cido sulfhídrico, obteniendose azufre elemental y agua. *1+0g2 A + B+* 0g2 G 8 * A + B +1
Al%'('%!"es !l dió)ido de azufre tiene propiedades desinfectantes, por ello fue utilizado durante siglos en la desinfección por e'emplo de las cubas de vino quemando azufre en su interior. ambién se utiliza en la industria alimenticia como conservante y antio)idante0!++92 generalmente de zumos, frutos secos, mermeladas, vino etc.
!s un intermedio en la fabricación del #cido sulfúrico. or reacción con cloro produce cloruro de sulfuril 0*1+&l+2, un importante intermedio en la industria química. *i se hace reaccionar con el cloro y compuestos org#nicos se pueden obtener en una reacción de clorosulfonación directa, los clorosulfonatos como precursores de detergentes y otras sustancias. !n estado líquido es un buen disolvente.
Ase',!s e&%!(*%e",(les !l dió)ido de azufre es el principal causante de la lluvia #cida ya que en la atmósfera es transformado en #cido sulfúrico. !s liberado en muchos procesos de combustión ya que los combustibles como el carbón, el petróleo, el diésel o el gas natural contienen ciertas cantidades de compuestos azufrados. or estas razones se intenta eliminar estos compuestos antes de su combustión por e'emplo mediante la hidrodesulfuración en los derivados del petróleo o con lavados del gas natural haciéndolo m#s NdulceN. *i a pesar de estos esfuerzos aún se generan cantidades importantes del gas se pueden aplicar lavados b#sicos por e'emplo% &on leche de cal para retenerlo del aire de salida o transform#ndolo con'untamente con sulfhídrico en azufre elemental 0proceso de &laus2. ambién los procesos metalúrgicos liberan ciertas cantidades de este gas debido a que se emplean frecuentemente los metales en forma de sulfuros. ! n l a naturaleza el dió)ido de azufre se encuentra sobre todo en las pro)imidades de los volcanes y laserupcionespueden liberar cantidades importantes. 1tros elementos que pueden ocasionar contaminación del aire en las ciudades lo constituyen el monó)ido de carbono, el dió)ido de nitrógeno, el ozono, el plomo y el sulfuro de hidrógeno. !l dió)ido de azufre se utiliza para "nes muy diversos, por e'emplo, como agente reductor en metalurgia, como frigorígeno en la industria del frío, como desinfectante y blanqueador, para la conservación de sustancias alimenticias, como decolorante y fumigante. !l dió)ido de azufre es uno de los compuestos m#s importantes de la industria química. OJP del *1+ técnico se utiliza para la producción de trió)ido de azufre como precursor del #cido sulfúrico.
Ase',!s ,!$%'!l#;%'!s !l dió)ido de azufre es un gas irritante y tó)ico. 3fecta sobre todo las mucosidades y los pulmones provocando ataques de tos. *i bien éste es
absorbido principalmente por el sistema nasal, la e)posición de altas concentraciones por cortos períodos de tiempo puede irritar el tracto respiratorio, causar bronquitis y congestionar los conductos bronquiales de los asm#ticos. La concentración m#)ima permitida en los lugares de traba'o es de + ppm. •
!l valor Q$LB 0eligroso ara la 5ida2
•
5alor letal =99 ppm 0+:+mgRmS2
•
/mbral de olor 9,> ppm 0= mgRmS2 0es detectado por el olfato humano2
5.2.-DEPOSITACION ACIDA 3lgunas de las moléculas que contaminan la atmósfera son #cidos o se convierten en #cidos con el agua de lluvia. !l resultado es que en muchas zonas con grandes industrias se ha comprobado que la lluvia es m#s #cida que lo normal y que también se depositan partículas secas #cidas sobre la super"cie, las plantas y los edi"cios. !sta lluvia #cida ya no es el don bene"cioso que revitalizaría tierras, ríos y lagosE sino que, al contrario, trae la enfermedad y la decadencia para los seres vivos y los ecosistemas.
C(us(s &e l( &e!s%'%#" <'%&( 3lgunas industrias o centrales térmicas que usan combustibles de ba'a calidad, liberan al aire atmosférico importantes cantidades de ó)idos de azufre y nitrógeno. !stos contaminantes pueden ser trasladados a distancias de hasta cientos de (ilómetros por las corrientes atmosféricas, sobre todo cuando son emitidos a la atmósfera desde chimeneas muy altas que disminuyen la contaminación en las cercanías pero la trasladan a otros lugares. !n la atmósfera los ó)idos de nitrógeno y azufre son convertidos en #cido nítrico y sulfúrico que vuelven a la tierra con las precipitaciones de lluvia o nieve 0lluvia #cida2. 1tras veces, aunque no llueva, van cayendo partículas sólidas con moléculas de #cido adheridas 0deposición seca2.
La lluvia normal es ligeramente #cida, por llevar #cido carbónico que se forma cuando el dió)ido de carbono del aire se disuelve en el agua que cae. *u pB suele estar entre > y :. ero en las zonas con la atmósfera contaminada por estas sustancias acidi"cantes, la lluvia tiene valores de pB de hasta D o 8 y, en algunas zonas en que la niebla es #cida, el pB puede llegar a ser de +,8, es decir similar al del zumo de limón o al del vinagre.
D(=!s )!:!'(&!s !) l( &e!s%'%#" <'%&( Es %",e)es(",e &%s,%";u%) e",)e9 (>
E'!s%s,e(s
('u<,%'!s.-
!n ellos est# muy demostrada la in4uencia negativa de la acidi"cación. Hue precisamente observando la situación de cientos de lagos y ríos de *uecia y oruega, entre los años =O:9 y =OI9, en los que se vio que el número de peces y an"bios iba disminuyendo de forma acelerada y alarmante, cuando se dio importancia a esta forma de contaminación. La reproducción de los animales acu#ticos es alterada, hasta el punto de que muchas especies de peces y an"bios no pueden subsistir en aguas con pB inferiores a >,>,. !specialmente grave es el efecto de la lluvia #cida en lagos situados en terrenos de roca no caliza, porque cuando el terreno es calc#reo, los iones alcalinos son abundantes en el suelo y neutralizan, en gran medida, la acidi"caciónE pero si las rocas son granitos, o rocas #cidas pobres en cationes, los lagos y ríos se ven mucho m#s afectados por una deposición #cida que no puede ser neutralizada por la composición del suelo.
*> E'!s%s,e(s ,e))es,)es.- La in4uencia sobre las plantas y otros organismos terrestres no est# tan clara, pero se sospecha que puede ser un factor muy importante de la llamada Nmuerte de los bosquesN que afecta a grandes e)tensiones de super"cies forestales en todo el mundo. ambién parece muy probable que afecte al ecosistema terrestre a través de los cambios que produce en los suelos, pero se necesita seguir estudiando estos temas para conocer me'or cuales pueden ser los efectos reales.
'>
E&%?'%!s
'!"s,)u''%!"es.-
La corrosión de metales y construcciones es otro importante efecto dañino producido por la lluvia #cida. @uchos edi"cios y obras de arte situadas a la intemperie se est#n deteriorando decenas de veces m#s aprisa que lo que lo hacían antes de
la industrialización y esto sucede por la contaminación atmosférica, especialmente por la deposición #cida.
6.-4IDROCARBUROS !ste grupo incluye diferentes compuestos como el metano &B D, otros hidrocarburos, los cloro4uorocarburos 0&H&2 y otros.
Me,("! @C45> !s el m#s abundante y atmosféricos.
m#s
importante
de
los
hidrocarburos
!s un contaminante primario que se forma de manera natural en diversas reacciones anaeróbicas del metabolismo. !l ganado, las reacciones de putrefacción y la digestión de las termitas forma metano en grandes cantidades. ambién se desprende del gas natural, del que es un componente mayoritario y en algunas combustiones. 3simismo se forman grandes cantidades de metano en los procesos de origen humano hasta constituir, según algunos autores, cerca del >9P del emitido a la atmósfera. $esaparece de la atmósfera a consecuencia, principalmente, de reaccionar con los radicales 1B formando, entre otros compuestos, ozono. *u vida media en la troposfera es de entre > y =9 años. *e considera que no produce daños en la salud ni en los seres vivos, pero in4uye de forma signi"cativa en el efecto invernadero y también en las reacciones estratosféricas. !n !spaña la gran mayoría del metano emitido a la atmósfera procede de cuatro fuentes, en proporciones muy similares% la agricultura y ganadería, el tratamiento de residuos, el tratamiento y distribución de combustibles fósiles y las emisiones naturales que tienen lugar, sobre todo, en las zonas húmedas.
O,)!s %&)!'()*u)!s !n la atmósfera est#n presentes muchos otros hidrocarburos, principalmente procedentes de fenómenos naturales, pero también originados por actividades humanas, sobre todo las relacionadas con la e)tracción, el re"no y el uso del petróleo y sus derivados. *us efectos
sobre la salud son variables. 3lgunos no parece que causen ningún daño, pero otros, en los lugares en los que est#n en concentraciones especialmente altas, afectan al sistema respiratorio y podrían causar c#ncer. Qntervienen de forma importante en las reacciones que originan el NsmogN fotoquímico.
Cl!)!u!)!'()*u)!s *on especialmente importantes por su papel en la destrucción del ozono en las capas altas de la atmósfera.
T!$%'!l!;8( Las into)icaciones por hidrocarburos tienden a causar cuadros respiratorios relativamente severos. La gasolina, el queroseno y los aceites yRo barnices para el tratamiento de muebles, que contienen hidrocarburos, son los agentes m#s comúnmente implicados en las into)icaciones. !l tratamiento a menudo requiere intubación y ventilación mec#nica. Qnducir el vómito en estos su'etos est# contraindicado porque puede causar m#s daño esof#gico.
6.1.-ALCANOS Los alcanos constituyen la fuente antropogénica m#s importante de hidrocarburos. 7a'o condiciones urbanas los alcanos reaccionan con os radicales 1B durante las horas del sol y con los radicales 18 durante la noche. !n ambas reacciones se separan primero un #tomo de hidrogeno de los enlaces cTBE los radicales alquilo 0-2 reaccionan r#pida y e)clusivamente con 1+ para producir radicales pero)i0-1+2.
Us!s los cuatro primeros alcanos son usados principalmente para propósitos de calefacción y cocina. el metano y el etano son los principales componentes del gas natural. el propano y el butano pueden ser líquidos a presiones moderadamente ba'as y son conocidos como gases licuados. !stos dos alcanos son usados también como propelentes en pulverizadores. $esde el pentano hasta el octano los alcanos son líquidos razonablemente vol#tiles. *e usan como combustibles en motores
de combustión interna. 3dem#s de su uso como combustibles, los alcanos medios son buenos solventes para las sustancias no polares.
Pe)u%'%!s !l lado poco agradable es que son muy contaminantes. Los pl#sticos duran m#s de =99 años en degradarse, los solventes contaminan suelos y aguas, la quema de los combustibles produce gases como el &1+ que contamina la atmosfera, entre otros problemas.
6.2.-ALQUENOS Los alquenos son hidrocarburos que tienen un doble enlace carbono6 carbono. La palabra ole"na se usa con frecuencia como sinónimo, pero el término preferido es alqueno. Los alquenos abundan en la naturaleza. or e'emplo, el etileno es una hormona vegetal que induce la maduración de las frutas. *ería imposible la vida sin alquenos como el b6 caroteno, compuesto que contiene once dobles enlaces. !s un pigmento anaran'ado que produce el color de las zanahorias y una valiosa fuente dietética de vitamina 3E también se cree que proporciona cierta protección contra algunos tipos de c#ncer. $ebido a su doble enlace un alqueno tiene menos hidrógenos que un alcano con la misma cantidad de carbonos, &nB+n para el alqueno versus, &nB+nA+ para el alcano, el alqueno se llama no saturado. or e'emplo, el etileno tiene la fórmula &+BD, mientras que la fórmula del etano es &+B:.
6./.-CARBONILOS Los aldehídos y las cetonas% son compuestos caracterizados por la presencia del grupo carbonilo 0&C12. Los aldehídos presentan el grupo carbonilo en posición terminal mientras que las cetonas lo presentan en posición intermedia. !l primer miembro de la familia química de los aldehídos es el metanal o formaldehído 0aldehído fórmico2, mientras que el primer miembro de la familia de las cetonas es la propanona o acetona 0dimetil acetona2
Us! &e l!s (l&e8&!s 'e,!"(s9
Al&e8&!s9 !l metanal o aldehído fórmico es el aldehído con mayor uso en la industria, se utiliza fundamentalmente para la obtención de resinas fenólicas y en la elaboración de e)plosivos 0pentaeritrol y el tetranitrato de pentaeritrol, !2 así como en la elaboración de resinas alquídicas y poliuretano e)pandido. ambién se utiliza en la elaboración de uno de los llamados pl#sticos técnicos que se utilizan fundamentalmente en la sustitución de piezas met#licas en automóviles y maquinaria, así como para cubiertas resistentes a los choques en la manufactura de aparatos eléctricos. !stos pl#sticos reciben el nombre de 1@ 0polio)imetileno2
Ce,!"(s9 La cetona que mayor aplicación industrial tiene es la acetona 0propanona2 la cual se utiliza como disolvente para lacas y resinas, aunque su mayor consumo es en la producción del ple)igl#s, emple#ndose también en la elaboración de resinas epo)i y poliuretanos. 1tras cetonas industriales son la metil etil cetona 0@!?, siglas en inglés2 y la ciclohe)anona que adem#s de utilizarse como disolvente se utiliza en gran medida para la obtención de la caprolactama, que es un monómero en la fabricación del ylon : y también por o)idación del #cido adípico que se emplea para fabricar el ylon ::.
6.5.-ALCO4OLES Los alcoholes son compuestos org#nicos formados a partir de los hidrocarburos mediante la sustitución de uno o m#s grupos hidro)ilo por un número igual de #tomos de hidrógeno. !l término se hace también e)tensivo a diversos productos sustituidos que tienen car#cter neutro y que contienen uno o m#s grupos alcoholes.
Us!s Los alcoholes se utilizan como productos químicos intermedios y disolventes en las industrias de te)tiles, colorantes, productos químicos, detergentes, perfumes, alimentos, bebidas, cosméticos, pinturas y barnices. 3lgunos compuestos se utilizan también en la desnaturalización del alcohol, en productos de limpieza, aceites y tintas de secado r#pido, anticongelantes, agentes espumígenos y en la 4otación de minerales
Los tres alcoholes que encontramos con m#s frecuencia en la vida diaria son metanol, etanol y +6propanol. odos ellos son precursores de otras sustancias químicas, tienen usos variados y se producen en grandes cantidades. 3ntisépticos y desinfectantes *on productos que inhiben el crecimiento de los microorganismos y los destruyen. !n el caso de que se utilicen sobre seres vivos, se denominan antisépticos. !)isten muchas sustancias que pueden ser usadas para el tratamiento de las heridas, pero sólo se comentar#n las m#s frecuentes. Los m#s habituales son el alcohol etílico o etanol y el alcohol isopropílico. Las concentraciones varían entre el I9 y el O:P en el caso del primero y entre el I9 y el =99P en el segundo. 3unque sus aplicaciones son idénticas, se suele usar habitualmente el etanol por ser el menos irritante. o debe utilizarse en heridas abiertas, ya que es un producto irritante y favorece la aparición de co#gulos, que encierran dentro bacterias vivas que se encuentran aún en la herida. 3lcohol @etílico, &B 81B !l alcohol metílico también conocido como metanol, alcohol de madera, se produce durante la obtención de licor en alambiques clandestinos, los cuales no garantizan una temperatura estable a lo largo del proceso de destilación, generando así un licor contaminado 0mezcla de etanol y metanol2, que en última instancia va al consumidor. !s de anotar que esta mezcla tó)ica también puede llegar a obtenerse en la producción de bebidas alcohólicas caseras como la chicha. 3ntiguamente adem#s se obtenía de la destilación en seco de la maderaE pero hoy se obtiene a nivel industrial como un subproducto de la producción de polímeros y se utiliza como removedor de pinturas, limpia brisas, anticongelante, tinner, lacas, barnices, productos fotogr#"cos, solventes, adem#s como materia prima para manufactura de pl#sticos, te)tiles, secantes, e)plosivos, caucho, entre otros productos.
!s necesario para el médico general y la comunidad debido a la alta utilización del metanol conocer el grave riesgo que implica para la salud, la e)posición a esta sustancia por el gran número de muertes y daños neurológicos irreparables que puede causar.
6.6.-ACIDOS CARBOXILICOS Los #cidos carbo)ílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional llamado grupo carbo)ilo o grupo carbo)i 0U&11B2E se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidro)ilo 061B2 y carbonilo 0&C12. *e puede representar como &11B ó &1+B.
Us!s ;e"e)(les Los #cidos carbo)ílicos son compuestos utilizados en la industria te)til, el tratamiento de pieles, la producción de fumigantes, insecticidas, refrigerantes y disolventes y en la fabricación de espe'os, acetatos, vinagres, pl#sticos y colorantes. 3dem#s las sales de sodio del #cido propanoico 0&B86&B+6&11B2 se usan para preservar los alimentos y, al igual que el #cido benzoico, inhibe el crecimiento de hongos.
I(',! (*%e",(l ee',!s e" l( s(lu& Los #cidos carbo)ílicos no tienen un efecto nocivo sobre el medio ambiente y el ser humano ya que la mayoría de estos compuestos se encuentran en la naturaleza 0se encuentra presentes en platas, hongos y frutos2 y son empleados para la fabricación de alimentos y medicamentos que son del uso y consumo humano. *in embargo, se debe tener precaución al momento de ingerir o tomar alimentos o medicamentos si se sufre de alguna reacción alérgica. or e'emplo, si se es alérgico al #cido benzoico y se detecta una sensibilidad al #cido acetilsalicílico hay que tener cuidado. !n combinación con #cido ascórbico, se puede formar benceno, un hidrocarburo altamente cancerígeno.
6..-AROMATICOS
Los hidrocarburos arom#ticos representan los mayores contaminantes en una urbe
I(',! (*%e",(l &e l!s ()!<,%'!s Los arom#ticos son la materia prima para muchas sustancias usadas en la cotidianidad tales como% pl#sticos, pinturas, cosméticos, medicinas, etc. *in embargo, son e)cesivamente contaminantes porque los productos realizados a partir de ellos tardan muchos años en degradarse, un buen e'emplo de esto son las bolsas de basura que tardan entre =99 y =999 años en descomponerse dependiendo de su grosor.
.-MACROPARTICULAS Los contaminantes que el hombre liberan en la atmósfera pueden dividirse en tres categorías% =.6 @icropartículas. +.6 Vases inorg#nicos. 8.6 Vases org#nicos. Los contaminantes sólidos y líquidos e)isten como partículas muy pequeñas o micropartículas, que son su"cientemente livianas para permanecer en el aire durante cierto tiempo. Las micropartículas sólidas incluyen polvo, hollín y cenizas. Las autoridades sanitarias est#n cada vez m#s preocupadas por las partículas met#licas, inclusive polvo y compuestos de plomo, níquel, cadmio y berilio, que se liberan al aire. Las micropartículas líquidas incluyen brumas y rocíos de pulverizadores. La forma m#s común de contaminación ambiental es el humo, una mezcla de micropartículas y gases. !l smog combina humo y niebla, pero este término se aplica también a ciertos otros tipos de contaminación ambiental visible. Los gases inorg#nicos incluyen ó)idos de nitrógeno, de carbono, de azufre y sustancias tales como amoniaco, cloro y #cido sulfúrico. Los gases org#nicos incluyen hidrocarburos como el metano, benceno, acetileno y etilenoE aldehídos y acetonas y compuestos como el benzopireno, alcohol y #cidos org#nicos.
!l número y variedad de los contaminantes del aire aumenta continuamente a medida que el hombre produce y utiliza nuevas sustancias químicas que, sumadas a los productos residuales de procesos industriales, penetran en la atmósfera en distintas proporciones. or e'emplo, el amianto ha sido utilizado por mucho tiempo como aislante y retardante de incendios.
Ee',!s s!*)e l( s(lu& ¿Pue&e l( '!",(%"('%#" &el (%)e '(us() l( ue),e+ o hay duda que contribuye por lo menos a la mortandad producida por enfermedades tales como en"sema y c#ncer de pulmón. Bay pruebas de que e)iste una estrecha relación entre contaminación ambiental y los decesos por dolencias cardiovasculares, bronquitis y todo tipo de c#ncer. !l porcenta'e de muertes en personas de edad avanzada o que ya padecen trastornos respiratorios y del corazón aumenta notablemente en los períodos con altos niveles de contaminación. Los obreros metalúrgicos que inhalan vapores de cadmio pueden fallecer por envenenamiento con esa sustancia. Los obreros de la construcción que inhalan "bras de amianto pueden presentar te'ido pulmonar con cicatrices y c#ncer de pulmón. 3dem#s, sabemos que los contaminantes irritan los o'os, la garganta y los pulmones, causando dolor de garganta, tos, etc. Los niños que viven en zonas con un alto porcenta'e de contaminación registran mayores índices de asma, eczemas y otras enfermedades cut#neas que los de zonas menos contaminadas. &ualesquiera micropartículas que penetren en los pulmones pueden ser peligrosas. 3l acumularse, di"cultan la respiración, dañan los te'idos y pueden provocar la muerte. !ste problema es especialmente grave entre los mineros. La silicosis es la enfermedad m#s común relativa al polvo. roveniente de la inhalación de polvo de cuarzo o partículas de otras rocas que contienen sílice. Los mineros de carbón y minas de oro, hierro, cobre y plomo aspiran polvo con un alto tenor de síliceE por ello, son muy susceptibles de contraer silicosis. Los que traba'an en distintas tareas, como fundiciones, porcelanas, alfarería, limpieza con chorro de arena y traba'os en granito corren el mismo riesgo.
