CARLOS MARIO GONZÁLEZ DUQUE Ingeniero Químico. MSc. E-mail: [email protected]Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental Universidad Nacional de Colombia sede Manizales Manizales, mayo 16 de 2013 CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES Y CALIDAD DE AIRE, AVANCES TECNOLÓGICOS EN MODELACIÓN DE CALIDAD DEL AIRE. Experiencia visita al Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales, Brasil I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales 1
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES Y CALIDAD DE AIRE ... · Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el aire limpio es un requisito básico para la salud y el bienestar
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Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental
Universidad Nacional de Colombia sede Manizales
Manizales, mayo 16 de 2013
CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES Y CALIDAD
DE AIRE, AVANCES TECNOLÓGICOS EN MODELACIÓN DE
CALIDAD DEL AIRE. Experiencia visita al Instituto Nacional de
Investigaciones Espaciales, Brasil
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales 1
CONTENIDO
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1. Introducción: Contaminación atmosférica y calidad del
aire – Problemática global y local
2. Contaminantes Orgánicos Persistentes: Seguimiento en
aire ambiente
3. Modelación de calidad del aire: Su utilidad en el estudio
de la contaminación atmosférica. Experiencia visita al
Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales, Brasil
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES Y CALIDAD DE AIRE, AVANCES TECNOLÓGICOS EN
MODELACIÓN DE CALIDAD DEL AIRE. Experiencia visita al Instituto Nacional de Investigaciones
Espaciales, Brasil
INTRODUCCIÓN
Contaminación atmosférica y calidad del
aire – Problemática global y local
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
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INTRODUCCIÓN
CORPOCALDAS y FUNAC, 2009
QUÉ ES LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA?
Alteración causada por la adición a la atmósfera
de gases, o partículas sólidas o líquidas en
suspensión, en proporciones distintas a las
naturales que pueden poner en peligro la salud del
hombre, el bienestar de las plantas y animales,
atacar diferentes materiales, reducir la visibilidad
o producir olores nocivos
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
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INTRODUCCIÓN
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el aire limpio es
un requisito básico para la salud y el bienestar humano.
Más de dos millones las
muertes prematuras se pueden
atribuir cada año a efectos de
contaminación del aire
Los países en desarrollo
sufren más de la mitad de
esta carga de enfermedad
OMS, 2006; Ramanathan y Feng, 2009; CONPES 3550, 2008
Situación de COLOMBIA
6.000 muertes y 7.400 nuevos casos de bronquitis crónica al año
son atribuibles a la calidad del aire en exteriores.
PROBLEMAS POR LA DISMINUCIÓN EN LA CALIDAD DEL
AIRE
Efectos adversos por emisiones de contaminantes
atmosféricos Cambios
climáticos
Afecciones a la calidad
de vida Desequilibrio de
ecosistemas
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INTRODUCCIÓN
Producto de la emisión de contaminantes derivados de acción
antrópica o natural, se generan efectos con características globales
y locales
EFECTOS DERIVADOS DE LA CONTAMINACIÓN
ATMOSFÉRICA Y ACCIONES PARA SU DISMINUCIÓN Y
CONTROL
CAMBIO CLIMÁTICO
Y CALENTAMIENTO
GLOBAL
DESTRUCCIÓN
DE LA CAPA DE
OZONO
Diferentes acciones y políticas a nivel global y local se han
propuesto para combatir los efectos derivados de la
contaminación atmosférica Algunos ejemplos importantes….
Efectos de características
globales:
Protocolo de
Kyoto: Busca
reducción de las
emisiones de
gases de efecto
invernadero como
CO2, CH4 entre
otros
Protocolo de
Montreal: Control de
producción de las
Sustancias
Agotadoras de la
Capa de Ozono
(SAO) I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
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INTRODUCCIÓN EFECTOS DERIVADOS DE LA CONTAMINACIÓN
ATMOSFÉRICA Y ACCIONES PARA SU DISMINUCIÓN Y
CONTROL
LLUVIA ÁCIDA
PROBLEMAS POR LA
EMISIÓN DE
COMPUESTOS
ORGÁNICOS
PERSISTENTES (COPs)
Efectos de carácter TRANSFRONTERIZO a nivel troposférico:
Plan de Vigilancia Global (PVG):
Liderado por la OMM
Redes de monitoreo en diferentes
regiones del mundo: Norteamérica (EPA-
Clean Air Act), Europa (EMEP), Asia
(EANET).
Monitoreo en centros poblados de
grandes ciudades y algunas urbes
intermedias (caso Manizales1, 2)
Convenio de Estocolmo: instrumento
internacional para la aplicación de medidas
internacionales respecto de los COPs
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
1Vélez et al., 2010; 2González y Aristizábal, 2012)
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INTRODUCCIÓN EFECTOS DERIVADOS DE LA CONTAMINACIÓN
ATMOSFÉRICA Y ACCIONES PARA SU DISMINUCIÓN Y
CONTROL
AFECCIONES A LA SALUD PRODUCTO DE LA EMISIÓN
DE CONTAMINANTES CRITERIO: MP, O3, CO, NOx, SO2…
Efectos con características locales:
Políticas y planes a nivel
nacional principalmente
Caso Colombia:
Política de Prevención y Control
de la Contaminación del Aire
Sistemas Vigilancia de la
Calidad del Aire (SVCA) como
parte de los Planes de Gestión
de la Calidad del Aire (PGCA)
Cooperación entre grupos de
investigación y redes de
diferentes ciudades y países
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
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INTRODUCCIÓN EFECTOS DERIVADOS DE LA CONTAMINACIÓN
ATMOSFÉRICA Y ACCIONES PARA SU DISMINUCIÓN Y
CONTROL
SVCA - PGCA
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
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A nivel local y regional uno de los contaminante de gran
importancia dado sus efectos adversos sobre la salud es el
material particulado (MP)
Una de las formas más
peligrosas:
Material particulado menor a
diez micras (PM10) y su
fracción fina conocida como
PM2.5.
Partículas “inhalables”:
ingresan y se depositan en el
sistema respiratorio
En el material particulado pueden encontrarse compuestos
adsorbidos como: iones, metales, COPs, …
INTRODUCCIÓN IMPORTANCIA DEL MP EN ESTUDIOS DE CALIDAD DEL
AIRE
CONPES 3550, 2008; Costaet al., 2007; MAVDT, 2010
COPs: Contaminantes de alta peligrosidad
Altamente persistentes
Capaces de experimentar fenómenos de
biomagnificación
Problema
TRANSFRONTERIZ
O
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Contaminantes Orgánicos
Persistentes
Seguimiento en aire ambiente
CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES Y CALIDAD DE AIRE, AVANCES TECNOLÓGICOS EN
MODELACIÓN DE CALIDAD DEL AIRE. Experiencia visita al Instituto Nacional de Investigaciones
Espaciales, Brasil
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN
Son sustancias que resultan de la unión de uno o
más átomos de halógenos con un compuesto
orgánico de forma natural o artificial
COPs
Dioxinas y furanos
Bifenilos Policlorados
(PCBs)
Dioxin like PCBs (dl-
PCBs)
Plaguicidas Organoclorado
s
Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPs) /
Persistent Organic Polutants (POPs)
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN
DIOXINAS Y FURANOS
210 Dioxinas y Furanos
75 Dioxinas
7 Tóxicas
135 Furanos
10 Tóxicos
Cloro en posiciones 2,3,7,8
O
O 1
2
3
46
7
8
9
Clx ClyDibenzo-p-dioxinas policloradas (PCDDs)
O
1
2
3
46
7
8
9
Clx Cly
Dibenzofuranos policlorados (PCDFs)
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN
BIFENILOS POLICLORADOS (PCBs) Y dl-PCBS
PCBs
209 congéneres
12 congéneres
Dioxin like PCBs
Non-ortho sustituido
Mono-ortho
sustituido
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN
PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS
Aldrina Dieldrina
Endrina Heptaclor
o
DDT Toxafeno
Mirex Clordano
Hexacloro-
benceno Termitas,
insecticid
a
Principal
Insectici
da
Insectos
del suelo
Insectos
del suelo
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS
Tóxicos
Afecta funciones inmunológicas de reproducción y desarrollo en
animales, plantas y seres humanos
Escasa solubilidad en
agua. Liposolubles
Bio-acumulación en tejidos adiposos
Resistentes a la degradación
fotolítica, química y biológica
Persistencia en el medio ambiente
Bajas presiones de
vapor
Permiten viajar largas distancias (Transporte
Atmosférico a Largas Distancias - LRAT) - Meteorología
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES
RIESGO Y EFECTOS POR EXPOSICIÓN A
COPs
Vías de riesgo humano
Ingestión
Inhalación
Contacto dérmico
Efectos
Cáncer, Malformacione
s
Irritación en la piel y
cloracné
Disminución en la fertilidad y esterilidad
Daño cerebral y nervioso,
lesiones del hígado
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES
RIESGO Y EFECTOS POR EXPOSICIÓN A
COPs
LOS COPs SE INCORPORAN EN LA CADENA
TRÓFICA
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES LIBERACIÓN DE COPs
Matrices donde se liberan los
COPs
Aire
Agua
Suelo
Medios ambientales de
impacto
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES
FUENTES DE EMISIÓN DE COPs EN
AIRE
FUENTES
NATURAL
ERUPCIONES VOLCÁNICAS
REACCIONES ENZIMÁTICAS Y FOTOLÍTICAS
MATERIALES SEDIMENTARIO
S
ANTROPOGÉNICO
MOTORES DE COMBUSTIÓN
PROCESOS QUÍMICOS E
INDUSTRIALES
INCINERACIÓN DE RESIDUOS
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES
FUENTES DE EMISIÓN DE COPs EN
AIRE
• Fabricación de organoclorados (Herbicidas)
• Producción y reciclado de metales
• Blanqueo de pasta de papel con cloro
• Industria textil
• Fabricación de retardantes de llamas
Procesos Químicos
• Incineradores de residuos sólidos urbanos, hospitalarios e industriales. No Controlados
• Hornos crematorios
• Centrales térmicas
• Procesos de co-incineración
• Cenizas volantes y escorias
Procesos de Combustión
Algunos ejemplos de emisiones antrópicas
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES ACCIONES GLOBALES SOBRE COPs
Ejemplos de acciones mundiales para combatir la problemática
de COPs
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1992
• Naciones Unidas y la Comisión Económica Europea (UN/ECE) estableció la Convención de la Contaminación del Aire Transfronterizo a Largo Alcance (LRTAP)
2001 • Convención de Estocolmo sobre COPs
2001
• Plan de Monitoreo Global (GMP), Guía Naciones Unidas y PNUMA
2004
• Se inician estudios de COPs con muestreadores de aire pasivos (GAPS Study)
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES ACCIONES GLOBALES SOBRE COPs
I Jornada Técnica para Ingeniería Ambiental – Universidad Católica de Manizales
Convención de Estocolmo sobre COPs
Primer instrumento
internacional
jurídicamente
vinculante para la
aplicación de medidas
internacionales
respecto de los COPs.
Objetivo: Proteger
la salud humana y
el medio ambiente
frente a los COPs.
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES ACCIONES GLOBALES SOBRE COPs
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Convención de Estocolmo sobre COPs SE FIRMÓ EN ESTOCOLMO EN MAYO DE 2001.
Regula 9 plaguicidas, así como 3 productos químicos