Contaminación Atmosférica. Prof. Ricardo Muñoz

Transcripción

1 Clase 10 Contaminación Atmosférica Prof. Ricardo Muñoz

2 Preguntas claves 1. Qué son los contaminantes atmosféricos? tipos de contaminantes mediciones, normas 2 Có i fl l t l í l 2. Cómo influye la meteorología en la contaminación del aire? transporte/dispersión caso de Santiago

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4 Fuente: cl

5 Tipos de problemas de Contaminación atmosférica Contaminación recintos cerrados Contaminación en calles Escalas de tiempo y espacio Emisiones tóxicas accidentales Contaminación ió urbana tipo Londres (SO2) Contaminación urbana smog fotoquímico (O3) Grandes fuentes puntuales: fundiciones de Cobre Lluvia ácida Disminución ozono estratosférico Calentamiento global, cambio climático

6 Sistema de Contaminación Atmosférica Emisores Fuentes naturales y Antropogénicas Fuentes puntuales, extendidas, móviles Tasas de emisión Técnicas de control Atmósfera Procesos de transporte y dispersión Transformaciones físicas y químicas de contaminantes Interacción con radiación solar Deposición húmeda y seca Receptores Efectos de concentraciones observadas Salud humana, efectos sobre vegetación, materiales Control Normas de calidad del aire Normas de emisión Gestión de episodios Planes de descontaminación

7 Contaminantes atmosféricos: Cualquier sustancia presente en el aire en concentraciones por sobre su nivel normal tal que produce efectos medibles en personas, animales, vegetación o materiales (Seinfeld, 1986)

8 Algunas categorías de contaminantes: { Gases: Por ejemplo, CO, SO2, Ozono (O3) Partículas: Aerosoles líquidos o sólidos { Primarios: emitidos directamente a la atmósfera Secundarios: formados en la atmósfera en transformaciones físico-químicas { Según contenidos químicos: compuestos con carbono, con azufre, etc.

9 Categorías de fuentes: naturales/antropogénicas puntuales/extendidas/lineales t /li l R.Schmitz

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11 Contaminantes t primarios i y su impacto Contaminante Partículas Fuente Antropogénica Combustión gasolina, petróleo, polvo fugitivo, polvo de calles Tiempo de Residencia 5-10 días CO Combustión incompleta 2 meses SO2 Combustión de carbón y otros combustibles con azufre, fundiciones de minerales Horas-días NOx Vehículos, combustión 1 día Plomo Hidrocarburos aromáticos CO2 CH4 CFCs Gasolina c/plomo, pinturas Escape vehículos, solventes Combustibles fósiles, quema de biomasa Animales, arrozales, gas natural Aire acondicionado, i d refrigeradores, sprays, espumas Efectos Aumento enfermedades respiratorias, reducción de visibilidad Problemas cardiovasculares y neuronales Enfermedades respiratorias, lluvia ácida Enfermedades respiratorias, precursor de ozono y lluvia ácida 5-10 días Problemas al riñón y cerebro Horas días Precursores ozono 3-4 años Calentamiento t global l 8-10 años Calentamiento global años Disminución capa de ozono, calentamiento global (Molina & Mo olina )

12 Material Particulado Escala de longitudes micrómetros ( μm) Moléculas de Gases Núcleos de combustión Partículas modo de acumulación Partículas eólicas Polen Ondas Electromagnéticas Rayos x Ultravioleta Visible Infrarrojo cercano Radiación solar Velocidad de sedimentación (cm/s) PM10: Material particulado tamaño menor a 10 μm

13 Formación de Ozono troposférico: NO + hν NO + O (1) 2 O + O + M O + M (2) O NO NO O 2 (3) Esta secuencia no genera O3 neto. En presencia de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) se tiene la reacción RO 2 + NO NO 2 + RO 2 (4) donde R es un compuesto radical proveniente de la oxidación de HC. La reacción (4) compite con (3) y lleva al sistema a una formación neta de O3.

14 Normas de Calidad PM μg/m3 promedio diario (percentil 98) 50 μg/m3 promedio anual O3 120 μg/m3 PM8H (percentil 99) Superación de Normas Zona Saturada Plan de Descontaminación Indices y Gestión de Episodios Indice ICAP PM10 Medida Alerta Preemergencia Preemergencia >500 >330 Emergencia

15 Red de monitoreo de calidad d del aire MACAM N O: PUDAHUEL F: LA PAZ B: SEMINARIO M: LAS CONDES P: CERRILLOS N: PARQUE O`HIGGINS L: LA FLORIDA Q: EL BOSQUE

16 Concentraciones de PM10 en ciudades d de las Américas 90 m - 99 (μg m M10 19 P 3) ) Córdoba Quito Habana Vancouver Santiago Rio Sao Paulo Bogotá Chicago Ciudad de México Los Angeles NuevaYork Población 2000 (en millones)

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20 Ciclos Diarios de Emision (normalizados) CO PM E/E max Hora (UTC)

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24 Factores meteorológicos de la Contaminación del Aire Transporte Dispersión

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27 Graedel & Crutzen, 1992

28 Capa límite atmosférica-estructura-ciclo diario z 1000m Capa Residual Capa Límite Diurna Capa Límite Nocturna Salida del Sol Puesta del Sol t

29 Calentamientos en la superficie del fluido Calentamientos en la superficie del fluido producen movimiento (convección):

30 Impactos de fenómenos de la escala Impactos de fenómenos de la escala sinóptica en la estabilidad atmosférica

31 Impactos de fenómenos de la escla Impactos de fenómenos de la escla sinóptica en la estabilidad atmosférica

32 CADM (MM5+CTM)

33 Simulación de Ozono