w w w . i n a c a p . c l w w w . i n a c a p . c l QUIMICA AMBIENTAL Profesora :- Lucia Armella
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UNIDAD I: LA QUÍMICA Y EL MEDIOAMBIENTE PROBLEMAS AMBIENTALESw w w
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QUIMICA AMBIENTAL
Profesora :- Lucia Armella
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ESTRUCTURA Y COMPOSICION DE LA ATMOSFERA
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ATMOSFERA
El aire forma una masa comúnmente conocida como atmósfera, la que se divide en capas de acuerdo a la altura, la temperatura y composición.
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La Troposfera
La composición de los gases permanentes generalmente homogénea.
Temperatura decrece con altitud (-56 °C)
Existe una mezcla constante de las masas de aire
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Estratosfera
Se extiende hasta unos 50 km a partir de la tropopausa.
La temperatura aumenta con la altura debido a los proceso de absorción de radiación UV por la rica capa de ozono (20-50 km)
La temperatura llega a un valor máximo (-2 °C) comparable a la temperatura terrestre.
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Mesosfera
A partir de la estratopausa, la temperatura desciende (-90°C, 80 km) debido a la usencia de especies absorbentes de radiación
La velocidad del viento alcanza valores de hasta 150 m/s
Regiones mas altas predominan iones y moléculas
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Composición del aire
El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado, fino y etéreo, transparente en las distancias cortas y medias si está limpio, y está compuesto, en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono , dióxido de carbono , hidrógeno y algunos gases nobles como el criptón o el argón , es decir, 1% de otras sustancias
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La Ley 19.300 señala
como contaminación
La presencia en el ambiente de sustancias, elementos, energía o combinación de ellos, en concentraciones o concentraciones y permanencia superiores o inferiores, según corresponda, a las establecidas en la legislación vigente
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Contaminación del aire
Presencia de contaminantes en la atmósfera, en cantidades y períodos de tiempo tales, que resultan nocivos para la salud de las personas, los animales y las
plantas, además de causar perjuicios económicos y deterioro del entorno.
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Fuentes de contaminacion
fósiles
• Otras
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Clasificación de los contaminantes del aire según su estado físico:
1.-En fase líquida (aerosoles en forma de gotas finas o microgotas, o asociados con partículas en fase sólida).
2,-En fase gaseosa (disueltos en el aire: gases y vapores). Proceden fundamentalmente de procesos industriales y de combustión y fuentes de incineración de desechos.
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Clasificación de los contaminantes del aire según su estado físico:
3.-En fase sólida (polvo, hollín). Partículas resultantes de procesos secos, que no han sufrido modificaciones químicas o físicas con relación al material de origen, excepto en su tamaño. Provienen dediversos tipos de fuentes, entre ellas la combustión y el polvo que proviene del suelo.
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Clasificación de los contaminantes del aire según la forma en que se generan:
Contaminantes primarios: Los que se inyectan como tales en la atmósfera (fundamentalmente partículas sólidas y líquidas en suspensión, gases y vapores).
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Efectos sobre sistema respiratorio
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Efectos sobre el sistema circulatorio
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Los contaminantes más frecuentes:
Material Particulado Respirable (MP10).
Son partículas de diámetro menor o igual a 10 micrones Por su tamaño, el MP10 es capaz de ingresar al sistema respiratorio del ser humano.
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Los contaminantes más frecuentes:
El Material Particulado se puede subdividir en:
1.- Fracción Gruesa: de 2,5 a 10 micrones. Puede llegar hasta los pulmones.
2.- Fracción Fina: menor a 2,5 micrones. Puede ingresar hasta los alvéolos y luego a la sangre.
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Efectos en la salud por Material Particulado
Aumento en la frecuencia de cáncer pulmonar.
Muertes prematuras.
Silicosis.
Asbestosis
Agrava el asma y las enfermedades cardiovasculares
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Dióxido de Nitrógeno (NO2)
Su origen está principalmente relacionado a quema de combustibles fósiles a altas temperaturas y a erupciones volcánicas. Es un importante precursor de Ozono.
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Efectos en la salud por Dióxido de Nitrógeno
Aumento de la susceptibilidad a las infecciones.
Daño celular.
Puede empeorar cuadros asmáticos.
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Monóxido de Carbono (CO)
Es un contaminante gaseoso que se produce por la combustión incompleta de los compuestos carbonados y de algunos procesos industriales y biológicos. Se genera especialmente por las emisiones vehiculares, también se produce al interior del hogar por la combustión de estufas, cocinas, humo de cigarrillo y cálefonts.
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Monóxido de Carbono (CO)
El monóxido de carbono es un gas tóxico, incoloro e inodoro que se emite a la atmósfera como resultado de procesos de combustión. El tiempo de vida media de este gas en la atmósfera es de aproximadamente 1 mes, pero eventualmente se oxida y pasa a convertirse en dióxido de carbono, gas que a su vez contribuye al efecto invernadero.
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Efectos en la Salud por Monóxido de Carbono
Reduce la capacidad de transporte de oxígeno en la sangre.
Afecta la concentración.
Disminuye las funciones neuroconductuales.
Origina problemas cardiovasculares.
En mujeres embarazadas pone en peligro el crecimiento y desarrollo mental del feto.
En altas concentraciones, provoca la muerte.
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Dióxido de Azufre (SO2)
Es un contaminante que resulta de la combustión de azufre contenido en los combustible fósiles (petróleo, combustibles, gasolinas, petróleos diesel, carbón, etc.), de la fundición de minerales que contienen azufre y de otros procesos industriales.
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Dióxido de Azufre (SO2)
Tanto la exposición a sulfatos como a los ácidos derivados del dióxido de azufre es de extremo riesgo para la salud, puesto que ingresan directamente al sistema circulatorio a través de las vías respiratorias.
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Efectos en la salud por Dióxido de Azufre
En concentraciones altas pueden provocar broncoconstricción y bronquitis.
Aumenta la morbilidad y la mortalidad en personas mayores y morbilidad en niños.
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Ozono (O3)
Es un contaminante secundario de origen fotoquímico que se encuentra en las capas bajas de la atmósfera y se forma por la reacción entre óxidos de nitrógeno e hidrocarburos, en presencia de radiación solar (no confundir con la capa de ozono).
Los procesos fotoquímicos asociados a la formación de ozono son altamente complejos.
El ozono troposférico permanece por un período de tiempo largo en la atmósfera y aumenta en la época estival (verano), debido a la mayor presencia de radiación solar.
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Efectos en la salud por Ozono
Irrita las membranas mucosas del sistema respiratorio.
Produce tos, asfixia.
Reduce la resistencia contra resfriados y neumonías.
Puede agravar las enfermedades crónicas del corazón, asma, bronquitis y enfisema.
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PROBLEMAS AMBIENTALES
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Radiación solar
Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol . El Sol es una estrella que se encuentra a una temperatura media de 6000 K , en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones de fusión nuclear que producen una pérdida de masa que se transforma en energía . Esta energía liberada del Sol se transmite al exterior mediante la radiación solar.
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Energía absorbida por la atmósfera.
Casi toda la radiación ultravioleta y gran parte de la infrarroja son absorbidas por la atmósfera. La energía que llega al nivel del mar suele ser radiación infrarroja un 49%, luz visible un 42% y radiación ultravioleta un 9%.
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PROBLEMAS AMBIENTALES DEL OZONO
OZONO TROPOSFÉRICO VERSUS OZONO ESTRATOSFÉRICO
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OZONO ESTRATOSFÉRICO
El ozono estratosférico es un gas, que se encuentra mayoritariamente entre los 15 y 35 kilómetros de la superficie terrestre.
Su importancia radica en que protege toda la cadena de vida del planeta, ya que absorbe los peligrosos rayos ultravioletas provenientes del sol.
El rol principal del ozono es el de filtrar la mayor parte de la radiación ultravioleta del sol, a la vez que determina la estructura térmica de una gran porción de la estratósfera.
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Pérdida de ozono estratosférico
Mapa de ozono total sobre la Antártica en octubre 04 de 2004
Mapa de ozono total sobre la Antártica en octubre 04 de 1979.
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OZONO TROPOSFÉRICO
El ozono troposférico es un contaminante secundario, no tiene fuentes directas de generación.
Se origina de la reacción frente a luz solar de elementos que se encuentran en la atmósfera tales como HC y NOx.
Ubicado a 0 a 10 Km de la superficie terrestre.
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CAMBIO CLIMÁTICO
CALENTAMIENTO GLOBAL
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CAMBIO CLIMÁTICO
Es una anomalía climática debido a acciones del ser humano y que se traduce en un calentamiento global.
Este calentamiento estaría produciéndose por los llamados gases con efecto invernadero.
PÁGINA RECOMENDADA: http://www.cambioclimaticoglobal.com/
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Gases termoactivos o con efecto invernadero
Dióxido de carbono
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A: Absorción de la radiación emitida por el Sol en las capas atmosféricas.
B: Reflexión de la radiación solar (aproximadamente un 30% de la radiación absorbida).
C: Captación de la radiación solar reflejada por los gases invernaderos.
D: Radiación solar liberada al espacio.
El ciclo formado por los puntos B y C, es el responsable de la elevación de la temperatura en las capas más cercanas a la superficie terrestre.
Fuente: González, R.; 2006 (http://www.geocities.com/edu112ve/efectoi.html).
EFECTO INVERNADERO
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Imagen de prosperidad en el pasado.
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LLUVIA ÁCIDA
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Efectos de la lluvia ácida
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Efectos de la lluvia ácida
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PÉRDIDA DEL RECURSO SUELO
EROSIÓN – DESERTIFICACIÓN – CONTAMINACIÓN
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DETERIORO DE SUELOS
Entre los graves problemas de deterioro de los suelos están la desertificación, la erosión y contaminación (por líquidos tóxicos, acumulación de basura, etc.).
Estos problemas ambientales se manifiestan en un periodo de tiempo y dependen del tipo de uso del suelo.
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Transformación del suelo en el tiempo
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Procesos productivos extensivos-intensivos
Fuente: http://www.sagan-gea.org/hojared/CSuelo.html , 2006.
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PÉRDIDA DE BIODIVERSIDAD
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CONTAMINACIÓN INDOOR
CONTAMINACIÓN DOMÉSTICA O INTRADOMICILIARIA
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AUMENTO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS DOMICILIARIOS
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Tiempo de degradación de residuos
Algodón
Papel
Colillas de cigarrillos
Pañal desechable
Bolsita plástica
Cuero
Envases de hojalata
Envases de plástico
Envases de aluminio
Vidrio
(tiempo desconocido)
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CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
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CONTAMINACIÓN DEL AGUA
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CONTAMINACIÓN DEL SUELO
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CONTAMINACIÓN DEL AIRE
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EUTROFIZACIÓN-EUTROFICACIÓN
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EXPLICACIÓN DEL FENÓMENO
Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes.
Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla.
El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos.
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Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad.
El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos.
El resultado final es un ecosistema casi destruido.
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Fuentes de eutrofización
NATURAL
ANTRÓPICA
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Lagos eutróficos - oligotróficos
RICOS EN NUTRIENTES
POBRES EN NUTRIENTES
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AUMENTO Y EXPANSIÓN DE LA POBLACIÓN HUMANA
Tener presente que este es el problema más importante y de él se derivan los otros mencionados.
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QUIMICA AMBIENTAL
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ESTRUCTURA Y COMPOSICION DE LA ATMOSFERA
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ATMOSFERA
El aire forma una masa comúnmente conocida como atmósfera, la que se divide en capas de acuerdo a la altura, la temperatura y composición.
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La Troposfera
La composición de los gases permanentes generalmente homogénea.
Temperatura decrece con altitud (-56 °C)
Existe una mezcla constante de las masas de aire
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Estratosfera
Se extiende hasta unos 50 km a partir de la tropopausa.
La temperatura aumenta con la altura debido a los proceso de absorción de radiación UV por la rica capa de ozono (20-50 km)
La temperatura llega a un valor máximo (-2 °C) comparable a la temperatura terrestre.
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Mesosfera
A partir de la estratopausa, la temperatura desciende (-90°C, 80 km) debido a la usencia de especies absorbentes de radiación
La velocidad del viento alcanza valores de hasta 150 m/s
Regiones mas altas predominan iones y moléculas
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Composición del aire
El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado, fino y etéreo, transparente en las distancias cortas y medias si está limpio, y está compuesto, en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono , dióxido de carbono , hidrógeno y algunos gases nobles como el criptón o el argón , es decir, 1% de otras sustancias
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La Ley 19.300 señala
como contaminación
La presencia en el ambiente de sustancias, elementos, energía o combinación de ellos, en concentraciones o concentraciones y permanencia superiores o inferiores, según corresponda, a las establecidas en la legislación vigente
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Contaminación del aire
Presencia de contaminantes en la atmósfera, en cantidades y períodos de tiempo tales, que resultan nocivos para la salud de las personas, los animales y las
plantas, además de causar perjuicios económicos y deterioro del entorno.
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Fuentes de contaminacion
fósiles
• Otras
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Clasificación de los contaminantes del aire según su estado físico:
1.-En fase líquida (aerosoles en forma de gotas finas o microgotas, o asociados con partículas en fase sólida).
2,-En fase gaseosa (disueltos en el aire: gases y vapores). Proceden fundamentalmente de procesos industriales y de combustión y fuentes de incineración de desechos.
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Clasificación de los contaminantes del aire según su estado físico:
3.-En fase sólida (polvo, hollín). Partículas resultantes de procesos secos, que no han sufrido modificaciones químicas o físicas con relación al material de origen, excepto en su tamaño. Provienen dediversos tipos de fuentes, entre ellas la combustión y el polvo que proviene del suelo.
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Clasificación de los contaminantes del aire según la forma en que se generan:
Contaminantes primarios: Los que se inyectan como tales en la atmósfera (fundamentalmente partículas sólidas y líquidas en suspensión, gases y vapores).
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Efectos sobre sistema respiratorio
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Efectos sobre el sistema circulatorio
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Los contaminantes más frecuentes:
Material Particulado Respirable (MP10).
Son partículas de diámetro menor o igual a 10 micrones Por su tamaño, el MP10 es capaz de ingresar al sistema respiratorio del ser humano.
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Los contaminantes más frecuentes:
El Material Particulado se puede subdividir en:
1.- Fracción Gruesa: de 2,5 a 10 micrones. Puede llegar hasta los pulmones.
2.- Fracción Fina: menor a 2,5 micrones. Puede ingresar hasta los alvéolos y luego a la sangre.
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Efectos en la salud por Material Particulado
Aumento en la frecuencia de cáncer pulmonar.
Muertes prematuras.
Silicosis.
Asbestosis
Agrava el asma y las enfermedades cardiovasculares
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Dióxido de Nitrógeno (NO2)
Su origen está principalmente relacionado a quema de combustibles fósiles a altas temperaturas y a erupciones volcánicas. Es un importante precursor de Ozono.
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Efectos en la salud por Dióxido de Nitrógeno
Aumento de la susceptibilidad a las infecciones.
Daño celular.
Puede empeorar cuadros asmáticos.
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Monóxido de Carbono (CO)
Es un contaminante gaseoso que se produce por la combustión incompleta de los compuestos carbonados y de algunos procesos industriales y biológicos. Se genera especialmente por las emisiones vehiculares, también se produce al interior del hogar por la combustión de estufas, cocinas, humo de cigarrillo y cálefonts.
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Monóxido de Carbono (CO)
El monóxido de carbono es un gas tóxico, incoloro e inodoro que se emite a la atmósfera como resultado de procesos de combustión. El tiempo de vida media de este gas en la atmósfera es de aproximadamente 1 mes, pero eventualmente se oxida y pasa a convertirse en dióxido de carbono, gas que a su vez contribuye al efecto invernadero.
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Efectos en la Salud por Monóxido de Carbono
Reduce la capacidad de transporte de oxígeno en la sangre.
Afecta la concentración.
Disminuye las funciones neuroconductuales.
Origina problemas cardiovasculares.
En mujeres embarazadas pone en peligro el crecimiento y desarrollo mental del feto.
En altas concentraciones, provoca la muerte.
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Dióxido de Azufre (SO2)
Es un contaminante que resulta de la combustión de azufre contenido en los combustible fósiles (petróleo, combustibles, gasolinas, petróleos diesel, carbón, etc.), de la fundición de minerales que contienen azufre y de otros procesos industriales.
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Dióxido de Azufre (SO2)
Tanto la exposición a sulfatos como a los ácidos derivados del dióxido de azufre es de extremo riesgo para la salud, puesto que ingresan directamente al sistema circulatorio a través de las vías respiratorias.
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Efectos en la salud por Dióxido de Azufre
En concentraciones altas pueden provocar broncoconstricción y bronquitis.
Aumenta la morbilidad y la mortalidad en personas mayores y morbilidad en niños.
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Ozono (O3)
Es un contaminante secundario de origen fotoquímico que se encuentra en las capas bajas de la atmósfera y se forma por la reacción entre óxidos de nitrógeno e hidrocarburos, en presencia de radiación solar (no confundir con la capa de ozono).
Los procesos fotoquímicos asociados a la formación de ozono son altamente complejos.
El ozono troposférico permanece por un período de tiempo largo en la atmósfera y aumenta en la época estival (verano), debido a la mayor presencia de radiación solar.
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Efectos en la salud por Ozono
Irrita las membranas mucosas del sistema respiratorio.
Produce tos, asfixia.
Reduce la resistencia contra resfriados y neumonías.
Puede agravar las enfermedades crónicas del corazón, asma, bronquitis y enfisema.
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PROBLEMAS AMBIENTALES
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Radiación solar
Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol . El Sol es una estrella que se encuentra a una temperatura media de 6000 K , en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones de fusión nuclear que producen una pérdida de masa que se transforma en energía . Esta energía liberada del Sol se transmite al exterior mediante la radiación solar.
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Energía absorbida por la atmósfera.
Casi toda la radiación ultravioleta y gran parte de la infrarroja son absorbidas por la atmósfera. La energía que llega al nivel del mar suele ser radiación infrarroja un 49%, luz visible un 42% y radiación ultravioleta un 9%.
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PROBLEMAS AMBIENTALES DEL OZONO
OZONO TROPOSFÉRICO VERSUS OZONO ESTRATOSFÉRICO
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OZONO ESTRATOSFÉRICO
El ozono estratosférico es un gas, que se encuentra mayoritariamente entre los 15 y 35 kilómetros de la superficie terrestre.
Su importancia radica en que protege toda la cadena de vida del planeta, ya que absorbe los peligrosos rayos ultravioletas provenientes del sol.
El rol principal del ozono es el de filtrar la mayor parte de la radiación ultravioleta del sol, a la vez que determina la estructura térmica de una gran porción de la estratósfera.
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Pérdida de ozono estratosférico
Mapa de ozono total sobre la Antártica en octubre 04 de 2004
Mapa de ozono total sobre la Antártica en octubre 04 de 1979.
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OZONO TROPOSFÉRICO
El ozono troposférico es un contaminante secundario, no tiene fuentes directas de generación.
Se origina de la reacción frente a luz solar de elementos que se encuentran en la atmósfera tales como HC y NOx.
Ubicado a 0 a 10 Km de la superficie terrestre.
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CAMBIO CLIMÁTICO
CALENTAMIENTO GLOBAL
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CAMBIO CLIMÁTICO
Es una anomalía climática debido a acciones del ser humano y que se traduce en un calentamiento global.
Este calentamiento estaría produciéndose por los llamados gases con efecto invernadero.
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Gases termoactivos o con efecto invernadero
Dióxido de carbono
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A: Absorción de la radiación emitida por el Sol en las capas atmosféricas.
B: Reflexión de la radiación solar (aproximadamente un 30% de la radiación absorbida).
C: Captación de la radiación solar reflejada por los gases invernaderos.
D: Radiación solar liberada al espacio.
El ciclo formado por los puntos B y C, es el responsable de la elevación de la temperatura en las capas más cercanas a la superficie terrestre.
Fuente: González, R.; 2006 (http://www.geocities.com/edu112ve/efectoi.html).
EFECTO INVERNADERO
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Imagen de prosperidad en el pasado.
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LLUVIA ÁCIDA
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Efectos de la lluvia ácida
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Efectos de la lluvia ácida
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PÉRDIDA DEL RECURSO SUELO
EROSIÓN – DESERTIFICACIÓN – CONTAMINACIÓN
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DETERIORO DE SUELOS
Entre los graves problemas de deterioro de los suelos están la desertificación, la erosión y contaminación (por líquidos tóxicos, acumulación de basura, etc.).
Estos problemas ambientales se manifiestan en un periodo de tiempo y dependen del tipo de uso del suelo.
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Transformación del suelo en el tiempo
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Procesos productivos extensivos-intensivos
Fuente: http://www.sagan-gea.org/hojared/CSuelo.html , 2006.
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PÉRDIDA DE BIODIVERSIDAD
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CONTAMINACIÓN INDOOR
CONTAMINACIÓN DOMÉSTICA O INTRADOMICILIARIA
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AUMENTO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS DOMICILIARIOS
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Tiempo de degradación de residuos
Algodón
Papel
Colillas de cigarrillos
Pañal desechable
Bolsita plástica
Cuero
Envases de hojalata
Envases de plástico
Envases de aluminio
Vidrio
(tiempo desconocido)
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CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
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CONTAMINACIÓN DEL AGUA
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CONTAMINACIÓN DEL SUELO
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CONTAMINACIÓN DEL AIRE
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EUTROFIZACIÓN-EUTROFICACIÓN
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EXPLICACIÓN DEL FENÓMENO
Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes.
Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla.
El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos.
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Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad.
El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos.
El resultado final es un ecosistema casi destruido.
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Fuentes de eutrofización
NATURAL
ANTRÓPICA
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Lagos eutróficos - oligotróficos
RICOS EN NUTRIENTES
POBRES EN NUTRIENTES
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AUMENTO Y EXPANSIÓN DE LA POBLACIÓN HUMANA
Tener presente que este es el problema más importante y de él se derivan los otros mencionados.
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