C ONTAMINANTES FOTOQUÍMICOS 1 C ARACTERÍSTICAS

En zonas muy contaminadas, especialmente con sustancias provenientes de la combustión (hidrocarburos inquemados y óxidos de nitrógeno), si se alcan- zan las condiciones climáticas adecuadas (insolación, situación anticiclónica, inversión térmica), se puede formar la denominada niebla fotoquímica (“el smog”).

Como consecuencia de esta situación aparecen en la atmósfera oxidantes gene-

rados por las interacciones de NOX, hidrocarburos y el oxígeno, en presencia de la

radiación ultravioleta de los rayos del Sol. El mecanismo de formación de estos contaminantes fotoquímicos es complejo e involucra diferentes etapas, permane- ciendo desconocido el proceso completo de formación.

La niebla fotoquímica se caracteriza por un contenido alto de oxidantes (ozo-

no (O3), dióxido de nitrógeno (NO2), peróxido de hidrógeno (H202), compues-

tos con grupo nitrato del tipo peroxiácilo y otros tipos de compuestos conte- niendo el grupo peróxido e hidroperóxido). Está constituida, además, por par-

tículas compuestas de ácido nítrico (NO3H), ácido sulfúrico (SO4H2), formados

por oxidación de dióxido de nitrógeno (NO2) y de azufre (SO2), nitratos, sulfa-

tos, sales de amonio, metales, hidrocarburos oxidados y agua.

Se trata en definitiva de una composición química compleja, haciendo inter- venir las fases gaseosa, líquida y sólida y que cuenta con la radiación solar para su evolución a partir de varios contaminantes.

CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS

11.1.2 EFECTOS

El síntoma más común ante la presencia de oxidantes de la niebla fotoquími- ca es la irritación de los ojos y garganta. Por otra parte se ha detectado un aumento de la morbilidad y mortandad en sujetos sensibles y grupos de ries- go, aunque se piensa que puede tener un efecto significativo en estos proce- sos el aumento de temperatura asociado a situaciones anticiclónicas que fa- vorecen la presencia de estas sustancias. De hecho, se han realizado prue- bas epidemiológicas en la ciudad de Los Ángeles, dando como resultado la ausencia de episodios de mortalidad inducida cuando la concentración de estos oxidantes se mantiene entre 0.5 y 0.9 ppm. No obstante se ha observa- do un aumento de las irritaciones en vías respiratorias y ojos en aquellas per- sonas con especial sensibilidad (pacientes con afecciones asmáticas y bron- copulmonares).

Por otra parte, donde existe la niebla fotoquímica se detectan olores y dismi- nuye la visibilidad

ƒ Efectos sobre la vegetación.

Son especialmente fitotóxicos, aunque la toxicidad depende de la especie considerada. En general producen bronceado y barnizado característico en el envés de las plantas sensibles.

ƒ Efectos sobre los materiales.

Cuarteado de materiales poliméricos y decoloración de pigmentos.

Procesos de formación

El proceso de formación comienza con la descomposición del NO2 en NO y

oxígeno atómico (O) por acción de la radiación solar. El O reacciona con el O2

de la atmósfera dando lugar a O3, el cual reacciona a su vez con NO para

formar de nuevo NO2, siempre en ausencia de hidrocarburos. La producción

de ozono se encuentra fortalecida aún más en el caso de existir radicales oxi-

genados orgánicos (ROX). Estos radicales reaccionan rápidamente con el NO

de la descomposición de NO2, reoxidando el mismo a NO2. Este NO2 se sigue

descomponiendo ante la presencia de la radiación solar, formando más ozo- no. El ozono presente en exceso produce radicales libres muy reactivos si existen hidrocarburos con los que interaccionar:

CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS

Estos radicales libres reaccionan con otros radicales, contaminantes prima- rios y componentes del aire, dando lugar a una mezcla de productos oxida- dos. Los hidrocarburos son, pues, esenciales para la formación de la niebla fotoquímica y su reactividad, medida por su capacidad de fotooxidar el mo- nóxido de nitrógeno a dióxido, puede ser muy diferente: los más activos son las olefinas (exceptuando el etileno), seguidos de los aromáticos (salvo ben- ceno y tolueno) y por último los alifáticos. El acetileno es prácticamente inac- tivo, como lo puede ser la capacidad irritante de los productos de la reacción. Esta contaminación se localiza en el entorno urbano (presencia masiva de hidrocarburos) y presenta un perfil muy característico al poner en relación su concentración con la hora del día. Es el responsable de la boina grisácea que envuelve ciertas ciudades y puede llegar a ser muy peligroso si se prolongan por mucho tiempo los factores que contribuyen a su formación.

Presentan especial importancia dentro del proceso de smog fotoquímico el PAN y el ozono, que a continuación se comentarán.

ƒ El nitrato de peroxiacetilo o PAN es uno de los oxidantes orgánicos princi-

pales y es un fuerte irritante, aunque lo es mucho más el nitrato de peroxi- benzilo o PBN. Estos son compuestos con una estructura química genéri-

ca que responde a la fórmula R-CO-OO-NO2. El PAN se forma por la

combinación de un radical peroxiacetilo y una molécula de NO2 en proce-

sos como los anteriormente vistos.

ƒ Ozono troposférico. Se ha comprobado que el ozono troposférico no deja

de aumentar y actualmente se encuentra muy regulado. Altera la función de las mucosas del aparato respiratorio, y necrotiza los tejidos de ciertos vegetales a concentraciones del orden de 40 ppbv. La destrucción de bosques europeos, anteriormente atribuida a la lluvia ácida exclusivamen- te, ha de ser incluida entre los efectos del ozono, combinado con otros contaminantes y efectos.

Con un ritmo de crecimiento anual del 2% pronto resultará imposible en muchas zonas cumplir con la normativa de limitación, de unas 55 ppb du- rante 8 horas, para la protección de la salud y 100 ppbv durante una hora, para la protección de los vegetales, impuesta por la legislación europea. Las reacciones fotoquímicas aportan un 80% del ozono troposférico, mientras que la estratosfera aporta el resto. En cuanto a los sumideros de ozono, la destrucción por fotólisis, la fotoquímica y la absorción del suelo y los vegetales parecen tener una contribución semejante.

Los precursores del ozono troposférico se encuentran evolucionando tal y como muestra la tabla 2.

CONTAMINANTES: CARACTERÍSTICAS, ORIGEN Y EFECTOS