Principales contaminantes atmosféricos 20

En general, un contaminante del aire puede definirse como cualquier sustancia emitida a la atmósfera que altere la composición natural del aire y pueda ocasionar efectos adversos en seres humanos, animales, vegetación o materiales. En este sentido, el propósito u objetivos de un inventario de emisiones determinan los contaminantes que deben ser incluidos. Por ejemplo, un inventario de contaminantes criterio deberá incluir hidrocarburos totales (HCT), monóxido de

carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), óxido de azufre (SO2) y partículas con

diámetro aerodinámico menor que 10 micras (PM10). Por otro lado, un inventario

de ozono deberá enfocarse en los precursores de este compuesto, es decir,

compuestos orgánicos totales (COVs), CO y NOx. Finalmente, un inventario de

visibilidad incluirá emisiones de SO2, NOx, partículas finas [diámetro aerodinámico

menor que 2.5 micras (PM2.5)], carbón elemental (Cele), carbón orgánico (Corg) y

De este modo, los contaminantes que se ha decido tomar en cuenta para este inventario de emisiones de fuentes de área son los siguientes (en orden

alfabético): Amoníaco (NH3), Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs), Dióxido de

carbono (CO2), Material particulado (PM10 y PM2.5), Monóxido de carbono (CO),

Óxido de azufre (SO2), Óxidos de nitrógeno (NOx). A continuación se presenta una

breve descripción de cada uno de ellos.

2.2.1 Amoníaco (NH

)

Las emisiones de amoniaco se incluyen en este inventario puesto que el NH3

suele reaccionar con SO2 y NOx para formar partículas secundarias, las cuales

incluyen especies importantes para la visibilidad, tales como el sulfato de amonio

[(NH4)2SO4] y el nitrato de amonio (NH4NO3) [SEMARNAT, 2006]. Este

contaminante se forma principalmente, a partir de fuentes móviles, cuando el

convertidor catalítico de los vehículos reduce las emisiones de escape de NOX a

N2; en presencia del H2 y a las temperaturas de los gases de escape se forma NH3

[Wark, 2005].

El amoníaco es un agente corrosivo e irritante sensorial bien conocido con propiedades de advertencia relativamente buenas debido a su olor picante y sus

efectos irritantes cuando se está expuesto en el aire [Fedoruk, M. et al. 2005].

2.2.2 Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs)

Los COVs son hidrocarburos (HC) emitidos a la atmósfera generalmente por fuentes de combustión o de evaporación, ambas presentes en las fuentes móviles.

Se combinan con los NOX y reaccionan con la luz para formar ozono, y son

precursores de partículas secundarias. Las especies de COVs forman un subconjunto dentro de un grupo más amplio de hidrocarburos denominados gases orgánicos totales (GOTs). Estos gases incluyen a todos los compuestos

carbonados, excepto carbonatos, carburos metálicos, monóxido de carbono (CO),

dióxido de carbono (CO2) y ácido carbónico. La característica que diferencia a los

GOTs de los COVs es que estos últimos no incluyen los compuestos GOTs con

reactividad fotoquímica limitada o ausente [SEMARNAT, 2006].

En la salud, a los COVs se les ha relacionado con ciertas condiciones respiratorias, irritaciones oculares y dérmicas, dolores de cabeza, nauseas, debilidad muscular y

padecimientos más serios como los del hígado [Davis, K. 2006]. En cuanto a

daños materiales, los COVs inestables se oxidan formando depósitos, gomas, barnices, ceras, resinas que afectan al sistema de inyección tapando filtros de gasolina e inyectores afectando la eficiencia de la combustión, el rendimiento de gasolina, la potencia y generando mayor contaminación, además de ensuciar y

dañar al motor y convertidor catalítico [González, J., 2006].

2.2.3 Dióxido de carbono (CO

)

El dióxido de carbono es un gas incoloro, inodoro e incombustible que se encuentra en baja concentración en el aire que respiramos (en torno a un 0.03% en volumen). Se genera cuando se quema cualquier sustancia que contiene carbono, tal como la gasolina o el diesel empleados como combustibles en las fuentes móviles. También es un producto de la respiración y de la fermentación.

Las plantas absorben dióxido de carbono durante la fotosíntesis [PFT, 2004].

Las emisiones de dióxido de carbono incrementan la concentración de este gas en la atmósfera de la tierra, aunque no siempre se le ha considerado como un contaminante propiamente dicho. La importancia de incluir a este compuesto en los inventarios de emisiones recientemente se debe a que se ha convertido en el gas de efecto invernadero más común, lo que contribuye al calentamiento global de las últimas décadas. Gran cantidad de estudios han demostrado que la

actividad humana ha contribuido al incremento en el CO2 atmosférico. Antes del

cerca de 280 partes por millón en volumen (ppmv). Los niveles actuales son de

cerca de 370 ppmv y continúan aumentando [PFT, 2004].

2.2.4 Material particulado (PM

y PM

)

Las partículas suspendidas, aeropartículas o aerosoles son algunos de los términos utilizados para nombrar a la mezcla de compuestos microscópicos o muy pequeños en forma de líquidos y sólidos suspendidos en el aire. Pueden variar significativamente en tamaño, forma y composición, dependiendo de su origen. Su

tamaño varía desde 0.005 hasta 100 μm de diámetro aerodinámico [Rojas, L. et al.

2003]. Al igual que con los demás contaminantes descritos para este inventario, su

emisión por parte de las fuentes móviles se produce durante la combustión de la gasolina y el diesel. Algunos estudios en poblaciones humanas sugieren que determinadas fuentes emisoras de partículas en suspensión, sobre todo los automóviles y de la combustión del carbón, están relacionadas con efectos

perjudiciales para la salud [Greenfacts, 2007].

Hasta hace unos años, el estudio y regulación ambiental del material particulado se centraba en las partículas suspendidas totales (PST) que son aquellas

menores de 100 μm de diámetro aerodinámico. Posteriormente, la atención se

empezó a centrar en las partículas menores de 10 μm, y hasta hace unos años el

foco de atención se comparte con las partículas finas y ultrafinas, es decir, las

menores a 2.5 y 1 μm respectivamente [Rojas, L. et al. 2003].

2.2.5 Monóxido de carbono (CO)

El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro e inodoro que se origina en la combustión incompleta de los combustibles fósiles. En los inventarios de zonas urbanas, el CO suele alcanzar un orden de magnitud mayor que cualquier otro contaminante, esto debido a que es la principal emisión de los contaminantes

liberados por las fuentes móviles. El CO puede tener efectos en la salud de la población y contribuir a la formación de ozono troposférico (aunque este efecto es

reducido) [SEMARNAT, 2006]. Si se respira, aunque sea en moderadas

cantidades, el monóxido de carbono puede causar la muerte por envenenamiento en pocos minutos porque substituye al oxígeno en la hemoglobina de la sangre. Además, la exposición a niveles elevados de CO puede causar daño en la percepción visual, en la destreza manual, en la habilidad de aprendizaje y en la

ejecución de tareas complejas [USEPA, 2007].

2.2.6 Óxido de azufre (SO

)

Los SOX son un grupo genérico de contaminantes que incluye muy diversas

especies de óxidos, pero la especie primaria es el dióxido de azufre (SO2). Estos

compuestos son emitidos a la atmósfera por las fuentes de consumo de combustibles que contienen azufre, como las fuentes móviles que funcionan con gasolina y diesel, así como por diversos procesos metalúrgicos y químicos que

involucran el manejo de materiales sulfurados. Los SOX son importantes

precursores de PM secundarias. En algunos casos, el SO2 emitido se oxida y se

convierte en trióxido de azufre (SO3) y luego en ácido sulfúrico (H2SO4) o sulfatos

(SO4 2-) en forma de aerosoles. Sin embargo, la convención general de registro

adaptada en muchos inventarios (incluido éste) es que los SOX totales se registran

con base en el peso molecular del SO2 [SEMARNAT, 2006]. Las emisiones de

SO2 producen lesiones en el follaje y fruto de árboles y plantas, en selvas,

bosques y áreas de cultivo porque altera la fotosíntesis. Su efecto se conoce como lluvia ácida. Además, el azufre daña a los motores, al aceite y al convertidor

2.2.7 Óxidos de nitrógeno (NO

)

Los NOx son un grupo genérico de contaminantes que incluye dos especies

primarias: el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2). En general, los

NOx son emitidos a la atmósfera a partir de procesos de combustión y se forman a

partir del nitrógeno atmosférico, o bien de aquél contenido en el combustible, al reaccionar con el oxígeno a altas temperaturas como las que están presentes durante la combustión; son precursores de ozono y también importantes precursores de PM secundarias. Durante el proceso de combustión se emiten

tanto NO como NO2, aunque el producto principal de la combustión es el NO. Sin

embargo, inmediatamente después de emitidas todas las especies de NOx suelen

encontrarse en estado de equilibrio. La convención general de registro, adaptada

en varios inventarios de emisiones (incluido éste), es que los NOx totales se

registran con base en el peso molecular del NO2[SEMARNAT, 2006].

Los niveles bajos de óxidos de nitrógeno en el aire pueden irritar los ojos, la nariz, la garganta, los pulmones y causar tos y una sensación de falta de aliento, cansancio y náusea. La exposición a bajos niveles también puede producir

acumulación de líquido en los pulmones [ATSDR, 2002].