los principales contaminantes

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los principales contaminantes Powered By Docstoc
					Contaminación Atmosférica Capítulo 2 Principales Contaminantes

Influencia de los contaminantes

Fuentes de los contaminantes

Fuentes naturales

Las principales fuentes naturales de los contaminantes La actividad volcánica, En ésta se emiten enormes cantidades de SO2, SH2, CO2, partículas y vapor de agua. Dada la altura alcanzada por los penachos, las partículas emitidas permanecen en la atmósfera durante mucho tiempo.

Los fuegos en nuestros bosques son también una fuente importante de contaminantes, CO, CO2, compuestos órgano-volátiles, partículas, óxidos de nitrógeno

Las tormentas de arena constituyen también una fuente importante de partículas. En la imagen se observa una de ellas sobre el Océano Atlántico a la altura de Marruecos.

Por otra parte las grandes extensiones boscosas producen una gran de compuestos órgano-volátiles (terpenos, pinenos,…) los cuales se pueden convertir en partículas aumentando la concentración de las mismas, dando lugar a una pérdida de visibilidad. Así mismo estos bosques producen grandes cantidades de polenocéanos son por otra parte una fuente importante de Los lo que genera un problema para las personas con algún tipo de alergia. partículas, principalmente sales (ClNa, sales de yodo, etc) que atacan a los metales produciendo corrosión. Esto es importante en las ciudades y pueblos costeros.

Fuentes antropógenicas

Codigos SNAP 94 (Select Nomeglatura for sources of Air Pollution):

Código SNAP 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11

Sector SNAP Combustión en industrias de energía y transformación Plantas de combustión no industriales Combustión en industria manufacturera Procesos de producción Extracción y distribución de combustibles fósiles Disolventes y otros productos Transporte por carretera Otras fuentes móviles y maquinaria Tratamiento de basuras Agricultura y silvicultura, cambios en el uso del suelo Naturaleza

Óxidos de azufre

Variación de la población mundial:
El crecimiento de la población mundial fue más o menos estacionario hasta el siglo XVII, a partir del cual los avances científicos han permitido un crecimiento exponencial de la misma. Parejo al incremento de la población se ha producido un incremento de la calidad de vida que ha tenido como consecuencia un mayor gasto de energía, principalmente obtenida a partir de combustibles fósiles: Carbón, petróleo, gas natural. Este incremento del gasto energético has sido particularmente importante a lo largo del siglo XX.

La combustión de los combustible fósiles lleva consigo la producción de importantes cantidades de óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno: La figura nos muestra la producción de azufre en Europa desde mediados del siglo XIX.

Compuestos de azufre: (Oxidados) : SO2: Gas que condensa con facilidad, es incoloro, de olor
picante y más pesado que el aire, posee un elevado poder de corrosión. Químicamente puede actuar como oxidante (p. ej. frente al sulfuro de hidrógeno, SH2) o como reductor (con los halógenos) SO3: Líquido incoloro de elevada afinidad por el agua con la que forma el ácido sulfúrico, altamente oxidante. En la atmósfera es un compuesto secundario que aparece como oxidación del SO2 H2SO4: Líquido altamente corrosivo, se forma a partir de la hidratación del SO3

Reducidos

Sulfuro de hidrógeno:SH2, gas a temperatura ambiente, incoloro y de olor desagradable (huevos podridos) posee un fuerte poder reductor: Se forma en como resultado de la putrefacción y en los volcanes : Sulfuro de dimetilo (CH3SCH3), es un gas procedente de la exhalación de algas marinas. Sufuro de carbonilo (COS) es un gas procedente de la exhalación de algas marinas.

Oxidación H2S DMS
SO2

Oxidación e hidratación

SO4(2)
(partícula s)

Fuentes Naturales

Fuentes antropogénicas

Deposición seca

Deposición seca y húmeda (agua de lluvia)

Emisiones españolas de SO2 (Corinair 94)

Código SNAP 01 03 02 07 04 08 09 11

Sector SNAP Combustión en industrias de energía y transformación Combustión en industria manufacturera Plantas de combustión no industriales Transporte por carretera Procesos de producción Otras fuentes móviles Tratamiento de basuras Naturaleza

SO2(Tn) 1 287 767 482 758 76 606 67 889 58 715 55 214 31 955 0

Contenido en azufre de los diferentes combustibles:

Oil (parafinas, gas-oil, fuel-oil): 0.1% al 3% Carbón: 0.1 y 4 % Gas natural (principalmente metano): trazas

Emisiones españolas (corinair94)

Emisiones Europa: CorinAir1994

Madrid:

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Óxidos de nitrógeno

Óxidos de nitrógeno(NOx): Óxido nítrico: NO Dióxido de nitrógeno: NO2 Óxido nítrico: en condiciones normales es un gas incoloro, que de el punto de vista químico, resulta bastante inerte, aunque a temperaturas elevadas puede resultar oxid Dióxido de nitrógeno: Gas altamente oxidante, que se forma como resultad de la oxidación del NO. En condiciones normales es un gas de color pardo, q se va intensificando a medida que sube la temperatu
Óxido nitroso (N2O): Gas emitido de forma natural por las bacterias denitrificantes. Es bastante inerte y alcanza la estratosfera. Tiene efecto invernadero. Se emplea como anestésico. Otros óxidos: NO3, N2O5, N2O3

Se producen a alta temperatura en los procesos de combustión

* Procesos térmicos: Se produce como una reacción entre el nitrógeno y el oxígeno del aire. Las reacciones se pueden resumir en el llamado proceso de Zeldovitch N2 + O ----> NO + N N + O2 ----> NO + O que es altamente endotérmico, por lo que la máxima produ tividad de NO se produce en la zona de máxima temperatura de la cámara de combustión. * Combustible: Se forma NO a partir del nitrógeno que aparece en el combustible. Típicamente, el nitrógeno del combustible (fuel y carbón) contiene entre el 0‟5 y el 1‟5 % de nitrógeno y algo menos en el gas natural.

El NO2 se suele formar normalmente a partir de la Oxidación del NO NO + O3 ------> NO2 + O2 NO2 + hn (l < 420 nm) -----> NO + O

día

Noche

Emisiones españolas de NOx, (expresado en términos de NO2, Corinair94)

Código SNAP Sector SNAP 07 Transporte por carretera 01 Combustión en industrias de energía y transformación 08 Otras fuentes móviles 03 Combustión en industria manufacturera 02 Plantas de combustión no industriales 09 Tratamiento de basuras 04 Procesos de producción 11 Naturaleza 11 Agricultura y selvicultura

NO2(Tn) 527 743 252 702 225 575 168 068 22 333 15 645 58 715 4402 839

Diapositiva 9

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Amonio

Agrupamos en este término tanto las emisiones de amoniaco (NH3) como ión amonio (NH4). Las principales fuentes de emisión de estos compuestos son la ganadería intensiva, debido principalmente a la descomposición de la urea y el ácido úrico. El amoniaco se encuentra normalmente en forma gaseosa, y el ión amonio se encuentra formando parte de partículas sólidas o líquidas en forma de sulfato o nitrato amónico.

Emisiones de NH3 en España (Corinair 94)

Código SNAP 10 04 07 08 03 01 02 09 04 11

Sector SNAP Agricultura y selvicultura y ganaderia Procesos de producción Transporte por carretera Otras fuentes móviles Combustión en industria manufacturera Combustión en industrias de energía y transformación Plantas de combustión no industriales Tratamiento de basuras Procesos de producción Naturaleza

NH3(Tn) 332 962 10 391 1 094 20 0 0 0 0 0 0

Madrid:

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Debido a que su emisión se produce en zonas rurales, donde se localizan usualmente la ganadería intensiva, la fuen de emisión es muy diferente a la de los otros gases estudiado que tienen un origen más urbano. Una fuente importante de amonio es también los fertilizantes, sobre todo si contiene urea

Óxido nitroso (N O)
2

Gas emitido de forma natural por el océano y el suelo, no es tóxico a las concentraciones normales. Es un gas radiativamente activo y por tanto tiene un efecto invernadero. En el suelo surge como resultado de procesos de nitrificación/desnitrificación anaeróbica. Este proceso es más intenso en suelos agrícolas donde se fertiliza el suelo. Los cambios en el uso del terreno,óxido como deforestación, drenado y En la estratosfera el tales nitroso es una fuente cultivo intensifican lanítrico a través de la reacción importante de óxido emisión. N2O + O ----> 2NO

Emisiones de N2O de España (CorinAir 94)

Código SNAP Sector SNAP 11 Naturaleza 10 Agricultura y selvicultura y ganaderia 01 Combustión en industrias de energía y transformación 04 Procesos de producción 03 Combustión en industria manufacturera 02 Plantas de combustión no industriales 07 Transporte por carretera 09 Tratamiento de basuras 08 Otras fuentes móviles

N2O(Tn) 107 426 59 989 9 255 6 824 6 558 2 354 2 322 489 343

Madrid:

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Compuestos órgano-volátiles (COV)

En esta categoría entran todos los compuestos orgánicos volátiles que incluyen: * Hidrocarburos - no metano (NMHC) tales como: -alcanos o parafinas (saturados, enlaces simples : etano, butano..., poco reactivos), -alquenos u olefinas (no saturados, enlaces dobles o triples: etileno, acetileno, más reactivos que los alcanos) Son muy volátiles aunque el punto de ebullición aumenta con la longitud de la cadena -aromáticos (estructuras en anillo, benceno, tolueno, vapores tóxicos e incluso carcinógenos) * Hidrocarbonos Oxigenados alcoholes, eteres, aldehidos y cetonas

Emisiones españolas de NMVOC (CorinAir94)

Código SNAP 11 07 06 10 04 05 02 09 08 03 01

Sector SNAP Naturaleza Transporte por carretera Disolventes y otros productos Agricultura y selvicultura Procesos de producción Extracción y distribucion de combustibles fósiles Plantas de combustión no industriales Tratamiento de basuras Otras fuentes móviles Combustión en industria manufacturera Combustión en industrias de energía y transformación

NMCOV(Tn) 770 941 498 976 314 146 78 885 76 376 59 934 56 845 51 191 40 271 12 049 10 280

Hidrocarburos procedentes de la gasolina
Hidrocarburos derivados de las gasolinas Tubo de escape Combustible Evaporado % % ppmv % 7 19 11 12 8 3,5 0,5 4,5 5 1 16,5 8,5 3,5 33 35 7,8 3,2 10,8 0,4 0,9 86 14 1 23 23 14 13 48 3 97 40 17 16 9 55 7 14 43 18 29 15 2,4 0,1 4 4 2,4 2,3 8,4 0,5 17 7 3 2,8 1,6 9,7 1,2 2,4 7,5 3,1 5,1 Aire de los Angeles ppbv 3220 100 47 74 76 42 35 26 ? 67 19 15 12 2,5 55 10 23 39 57 28 % 70 4,1 1,9 3 3,1 1,7 1,4 1,1

Hidrocarburos Alcanos C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 >= C9 Alquenos C2 C3 C4 C5 >= C6 Alquinos C2 C3 Aromaticos C6 C7 C8 >=C9

2,7 0,8 0,6 0,5 0,1 2,2 0,4 0,9 1,6 2,3 1,1

Emisiones de NMCOV España (Corinair94)

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Metano

El metano es el mas ligero de los hidrocarburos, es el llamado gas de los pantanos, pues se produce de forma natural debido a procesos de fermentación anaeróbica. Es un gas de efecto invernadero y debido a la acción del hombre (ganaderia intensiva, aumento del cultivo del arroz, tratamiento de basuras, etc.) está incrementando su concentración en la atmósfera.

Emisiones de metano

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Monóxido de Carbono

El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro e inodoro algo más ligero que el aire, es altamente reductor y no reacciona con el agua. El monóxido de carbono es el gas del llamado „tufo‟ que se produce por una mala combustión en los braseros de carbón vegetal (picón) y que puede producir la mue al tener una gran afinidad por la hemoglobina de la sangre.

El monóxido de carbono tiene tanto un origen natural como antropogénico, la principal fuente de emisión antropogénica lo constituye una mala combustión de gasolinas y gasóleos en motores de los vehículos. La producción natural se produce med la oxidación del metano, la exhalación de los océanos, la desco sición de la clorofila, etc.

La producción antropogénica de este contaminante es mucho m que la de cualquier otro.

Emisiones de CO de España (CorinAir94)

Código SNAP 07 02 03 09 04 10 08 01 11 06 05

Sector SNAP Transporte por carretera Plantas de combustión no industriales Combustión en industria manufacturera Tratamiento de basuras Procesos de producción Agricultura y selvicultura Otras fuentes móviles Combustión en industrias de energía y transformación Naturaleza Disolventes y otros productos Extracción y distribucion de combustibles fósiles

CO(Tn) 2 738 672 865 962 394 026 315 162 233 021 121 713 113 099 19 568 11 617 0 0

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Dióxido de Carbono

El dióxido de carbono: A las temperaturas normales se encuentra en forma de gas (punto de congelación -70 C, da lugar a la nieve carbónica). Gas natural que junto con el agua, quizás sea los más importante para la vida sobre la tierra pues interviene en multitud de procesos tanto geoquímicos (meteorización de las rocas) y biológicos (fotosíntesis) y atmosféricos (gas radiativo). Antropogenicamente hablando se produce en multitud de procesos principalmente en todos los de combustión:

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Contaminantes Secundarios

El Smog fotoquímico: * Ozono * Radicales libres * PAN

La ciudad de Los Angeles en Estados Unidos, hacia mediados de los años 40 en el siglo pasado, fue la primera ciudad donde se empezaron a notar los efectos del llamado smog fotoquímico.La frecuencia, duración y severidad de este fenómeno provocó que se investigase su origen y forma de atajarlo.

La palabra smog es una palabra compuesta, unión de dos palabras inglesas: smoke : humo y fog: niebla. Y se utilizaba para designar las frecuentes y persistentes nieblas que tenían lugar

en Londres a finales del siglo XIX y principios del XX y que se formaban sobre los humos emitidos por las calderas utilizadas para calefacción que además contenían (las nieblas) una gran cantidad de SO2.

El tipo de smog que se producía en Los Angeles eran de origen diferente pues era un smog seco en vez de húmedo que era el que se producía en Londres.

Las investigaciones condujeron a que el origen de este sm era producto de complejos procesos fotoquímicos que tenían luga en una atmósfera contaminada con multitud de substancias quími procedentes de la combustión de gasolinas y gasóleos en las cámaras de combustión de los motores de los vehículos, las industrias del petróleo etc.

La principal característica de este smog fotoquímico es el alto grado de oxidación de los compuestos que lo forman, principalmente ozono y radicales peróxidos que provocan irritación bronquial, ocular así como daño a las plantas y materiales de construcción.
La estación preferida para la aparición del smog fotoquímico es el verano, cuando la radiación solar es elevada, aunque las condiciones meteorológicas son también muy importantes. Por ejemplo la existencia de inversiones superficiales favorecen la

(57%)

(13%)

(20%)

Los Angeles
Tubo de escape

Laboratorio

Con referencia a la figura, que representa , las medidas en los Angeles, tenemos que, •La máxima concentración de NO se observa a primera hora de la mañana, cuando se produce el tráfico asociado a la entrada al trabajo. •La máxima concentración de NO2 se obtiene varias horas más tarde • La máxima concentración de O3 así como de los aldehidos y el PAN se obtienen por la tarde. Un similar comportamiento se obtiene en las curvas obtenidas en el laboratorio tanto en salidas de gases como en las cámaras de reacción Que mecanismos producen este comportamiento ?

En primer lugar tenemos el siguiente grupo de reacciones, que constituye el ciclo fotoquímico básico del NOx y el O3 :

que permiten oxidar el NO, ahora bien, este proceso requiere la existencia de O3 y a primera hora de la mañana según se desprende de la figura apenas hay O3, se necesita otro mecanismo. Todo parece indicar que los radicales libres orgánicos/inorgánicos son en una

R• : Radical alkilo RC•(=O) :Radical acilo RO • : Radical alkoxilo ROO •: Radical Peroxialkilo R(C=O)OO •: Radical Peroxiacilo OH •: Radical hidroxilo O2H • : Radical hidroperoxilo

(Ozono) Reactividad de los VOC Reactividad incremental = (VOC)

Resumen interacción entre los ciclos de los NOx y VOC

Radicales libres inorgánicos: Los más importantes son: Oxígeno atómico O (3P); Oxigeno atómico O*(1D); radical hidroxilo, OH*; radical hidroperóxido, O2H*. Algunos mecanismos de formación son: HNO2 + hn (l < 395 nm) --------> NO + OH
O3 + hn --------> O2 + O*(1D) O*(1D) + H2O -----> 2OH

Neto: O3 + hn + H2O --------> O2 + 2 OH NO2 + hn((l = 395 nm) -------> NO + O OH + CO -------> CO2 + H* H* + O2 + M -------> HO2 + M Neto: OH + CO + O2 + M --------> CO2 + HO2 + M HO2 + HO2 -----> 2H2O2

Diagrama que muestra la influencia del radical OH en la atmósfer

Desarrollo de estrategias de control: Resulta interesante analizar como podemos disminuir la cantidad de ozono formado en un smog fotoquímico. Hemos visto a partir de el oxido nítrico NO e hidrocarburos, por medio de la acción de radicales se forma Ozono, PAN y aldehidos. Podemos intentar disminuir las concentraciones de NO e hidrocarburos o bien disminuir cada una por separado. Para ver el efecto de estas disminuciones Dodge preparará unos diagramas que llevan su nombre en los que analiza la cantidad de ozono resultante a partir de ciertas concentraciones de NO e hidrocarburos. El resultado lo podemos ver el el siguiente diagrama.

Diagrama de Dodge.

VOC/NOx = 8

El ozono es una forma alotrópica del oxígeno cuya fórmula química es O3. En condiciones normales es de color azulado y con un olor picante característico. Posee un fuerte poder oxidante y una gran tendencia a transformarse en oxígeno mediante una reacción exotérmica, que frecuentemente cursa con violencia explosiva. A nivel global el ozono se concentra en una capa situada entre los 12 y 20 Km. de altura, la llamada ozonosfera. No obstante y como resultado de procesos fotoquímicos que tienen lugar en la atmósfera contaminada de las grandes ciudades, es posible que se encuentren altas concentraciones de este gas en dichas atmósferas. Es en este sentido en el que hemos estudiado el ozono en este momento. Dejaremos para más adelante el estudio del ozono estratosférico cuando estudiemos las

Partículas

Es un hecho experimental relativamente fácil de llevar a cabo (basta que miremos en algún rincón de casa, sobretodo si es un piso de estudiantes) que el aire tiene multitud de partículas en suspensión. A este sistema aire+partículas se le denomina aerosol atmosférico. El aerosol atmosférico es ubicuo, está presente tanto en atmósferas muy contaminadas de las grandes ciudades como en atmósferas „limpias‟ de los sitios más remotos de la Antártida o el polo norte

Distribución en tamaños: Especialmente debido al movimiento Browniano las partículas más pequeñas pueden permanecer en la atmósfera durante mucho tiempo, obviamente cuanto más grandes son las partículas mayor es su velocidad de sedimentación y por tanto debe de existir un tamaño máximo más allá del cual la partícula sedimenta muy rápidamente y no es observable. Este tamaño está en torno a las 100 mm. En cuanto al radio más pequeño, viene determinado esencialmente por los mecanismos de producción del aerosol, está en torno a las 0.001 - 0.01 mm

Diferentes tipos de partículas y tamaños asociados

Figura que muestra un espectro idealizado de aerosoles: Ordenadas: Número de partículas/cm^3 con tamaño comprendido entre log (r) y log (r) +d(log (r)) Abscisas: log (r) Para tres situaciones diferentes: urbano, rural, marítimo

La figura nos muestra un espectro del volumen de las partículas Podemos apreciar la existencia de tres zonas o modos: nucleación, acumulación, „grosero‟

MMD:Mass Median Diameter

Espectro en tamaños y mecanismos de algunos mecanismos de formación

Algunas definiciones

Diámetro aerodinámico: Diámetro de una esfera de densidad unidad (g/cm3), que tiene la misma velocidad terminal en aire en calma que la partícula real en cuestión

 KC p  1/ 2 da ero  d p  K     Ca ero a ero 

 0.55d p   2l  1.257  0.400exp  KC 1   dp   l  
 T 1 / 2 p 0 l  l0   ; T  p  0

(l0  0.068 mm (25ºC y 1 atm)

Donde Kc es el factor de corrección de Cunninigham, factor del orden de la unidad para partículas mayores que 2 mm

TSP: Total Suspended Particulate mater: Total de partículas en suspensión Se miden con un filtro de alta eficiencia que capture prácticamente el total de las partículas PM10: Partículas con un radio aerodinámico menor de 10 mm PM2.5: Partículas con un radio aerodinámico menor de 2.5 mm

Diámetro de corte de un analizador : Diámetro a partir del cual un 50% de las partículas son retenidas. Analizador de PM10: Lleva una filtro previo con un diámetro de corte de 10 mm, que deja pasar solamente aquellas partículas menores de 10 mm que luego son retenidas en un filtro de alta eficiencia.

Impactor en cascada

Eficiencia de deposición en los alvéolos

Origen:

•Fuentes minerales: Fuentes primarias •Fuentes marítimas
•Otras fuentes

Fuentes secundarias•Conversión gas/partícula

Fuentes minerales: Bajo la acción del viento se levantan partículas muy finas, que son incorporadas como aerosoles a la corriente general. Como ejemplo tenéis las grandes tormentas de arena del desierto. A su vez las partículas en suspensión realizan una labor de „lijado‟ de las rocas, produciendo su erosión. Este proceso forma parte de la llamada “meteorización física”. Este ha sido un mecanismo importante, que lo largo de los siglos, ha ido moldeando el paisaje (El famoso loess chino). Las partículas más pequeñas pueden permanecer mucho tiempo en suspensión y si el viento es persistente puede transportarlas a grandes distancias. Se pueden „ver‟ en Badajoz, cuando viene aire Sahariano y son capaces de cruzar el

La imagen nos muestra una nube de polvo sahariano vista desde satélite sobre el Atlántico
España

Marruecos

Obviamente la composición de estas partículas corresponde con el tipo de material donde se originó el aerosol, en este caso suelen estar compuestas de: sílice (SiO2), Feldespatos (Feldespato potásico KAlSi3O8, Feldespato plagioclasa NaAlSi3O3-CaAl2Si2O8), Hematita (Fe2O3), Calcita (CaCO3), Dolomita (CaMgCO3), Yeso (Ca SO4-2H2O), Epsomita (MgSO4-7H2O), Arcillas (Kaolinita, Illita, Vermiculita, Clorita)

Fuentes marinas: Cuando las burbujas que se forman en el mar se rompen inyectan a la atmósfera diminutas gotitas, si la humedad relativa no es muy elevada se evaporan dejando tras de si un núcleo de sal. Este diminuta partícula se puede integrar a la circulación general de la atmósfera.

Una buena parte del aerosol marino se produce mediante este mecanismo

Obviamente la composición de la partícula refleja la composición del agua marina: Sal común y otras sales en menor proporción (sulfatos, carbonatos, nitratos, fosfatos, etc.).

Otras fuentes: Volcanes, emiten una gran cantidad de partículas a la atmósfera. Las erupciones más intensas alcanzan fácilmente a la estratosfera donde permanecen durante mucho tiempo. Las partículas emitidas por los volcanes están formadas esencialmente por compuestos de sílice (elemento fundamental del manto terrestre). Entre los gases destacan el H20,

Otras fuentes:

Los procesos de combustión producen hollines (partículas de carbón muy finas junto con materia orgánica), cenizas (compuestos inorgánicos), materia orgánica, … Los motores diesel producen de 10 a 100 veces más partículas que los de gasolina.

• Generación de humos en procesos industriales, • Generación de energía (combustión de combustibles fósiles: carbón (lignito, hulla, antracita), fuel, gas natural) • Automoción(Diesel), etc

Otras fuentes: -Polen de las plantas: *Importancia fundamental en la polinización, * Interés desde el punto de vista de las enfermedades alérgicas - Fuegos * En los fuegos de las superficies boscosas, por accidente o intencionado. * En los fuegos por prácticas agrícolas. p. ej. En Extremadura en otoño se quema una gran cantidad troncos de maiz

Conversión gas/partícula: El proceso de conversión de gas a partícula es un proceso mediante el cual cuando un vapor alcanza una „presión de vapor‟ suficiente se produce la condensación formandose una partícula. Otra posibilidad es que se produzca una disolución del gas en una gotita de agua y cuando esta se evapora el núcleo resultante contenga la sustancia que se disolvió.

Ejemplos importantes

El dióxido de azufre SO2 producido, por ejemplo, por la combustión de carbón de alto contenido en azufre, se oxida en el aire mediante reacción con algún radical libre (p. ej., OH) dando lugar a SO3 que posteriormente se hidrata y da lugar a H2SO4, un posible mecanismo es el siguiente

HO + SO2 --------> HOSO2 HOSO2 + O2 --------> SO3 + HO2 SO3 + H2O --------> H2SO4

Una vez formado el ácido sulfúrico en fase gaseosa, en presencia de vapor de agua y/o amoniaco da lugar a partículas solubles de sulfato amónico (proceso de nucleación), o bien condensa sobre núcleos preexistentes (proceso de condensación) Otra posibilidad es la disolución del SO2, en las gotitas de agua de las nubes y en fase líquida formarse sulfatos. SO2 (g)+ H2O(l) -----> SO2*H2O (acu) SO2*H2O (acu) -----> SO3H(-) + H(+) SO3H(-) -----> SO3(2-) + H(+) Los mecanismos de oxidación de S(IV) a S(VI) son diversos, algunos ejemplos son: SO3H-(acu) + H2O2(acu) 3+ ----> 2+ 4H -(acu) + H2O(l) SO Fe ,Mn SO3H-(acu) + O3(acu) ----> SO4H -(acu) + O2 (acu)

Este proceso disminuye el pH ====> Lluvia ácida Los núcleos formados mediante los anteriores mecanismos son muy higroscópicos formando parte de una parte de los aerosoles: Los núcleos de condensación nubosos: Partículas higroscópicas necesarias en la formación de las nubes cálidas.

Otro mecanismo importante para la formación del H2SO4 es la oxidación de una substancia procedente de la exhalación de las algas: El sulfuro de dimetilo CH3SCH3(DMS)

Otros ejemplos de conversión gas a partícula: Al igual que sucede con el SO2, el NO2 es oxidado a NO3 e hidratado para formar ácido nítrico HNO3 el cual entra a formar parte del aerosol mediante nucleación y/o condensación. O es disuelto en las gotitas de agua en las nubes.

Así mismo el amoniaco (emitido mediante metabolismo bacteriano, en animales domésticos, fertilizantes, suelos naturales, océanos) se disuelve en el agua para formar el ión amonio NH3(gas) <=====> NH3 (acu) NH3(acu) + H+ <====> NH4+ El catión NH4 reacciona con los aniones (SOH2-, NO3- ) para dar lugar a los núcleos de condensación cuando el agua se evapora.

Resumen de fuentes, compuestos y tamaños del aerosol

Composición del aerosol:

Tasas de emisión:

Una de las consecuencias del aumento de la contaminación es precisamente el aumento de la cantidad de CCN, lo que puede alterar las propiedades de las nubes. Un aumento de la cantidad de CCN produce una mayor competitividad de los CCN por el vapor lo que produce una disminución del radio medio de las gotitas alterando las propiedades reflectivas de las nubes y por tanto la radiación que alcanza la superficie de la tierra


				
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