apuntes de quimica del medio ambiente

Apuntes de Qumica del Medio Ambiente 3 de Ingeniera Qumica Cuatrimestre B

Autor: Pedro Garca Cavero La Web de Ingeniera Qumica www.todoquimica.tk

BLOQUE I. Contaminacin Atmosfrica Unidad 1. QUMICA DE LA CONTAMINACIN ATMOSFRICA.1.1. 1.2. Introduccin. La atmsfera. 1.2.1. 1.2.2. 1.2.3. 1.2.4. Definicin y funcin. Composicin de la atmsfera. Variacin de la presin en la atmsfera Estructura de la atmsfera. a) b) 1.3. En funcin de la composicin. En funcin de la temperatura.

Propiedades qumicas de la alta atmsfera. 1.3.1. Principales reacciones fotoqumicas que se dan en la atmsfera. 1.3.2. Proceso cclico de formacin del ozono.

1.4.

Contaminacin atmosfrica. 1.4.1. Definicin 1.4.2. Ciclos biogeoqumicos y su papel en la contaminacin atmosfrica. a) b) c) d) e) f) El ciclo del agua. El ciclo del carbono. El ciclo del azufre. El ciclo del nitrgeno. El ciclo del fsforo El ciclo del oxgeno.

1.5.

Contaminantes atmosfricos primarios. 1.5.1. Contaminantes primarios ms frecuentes. a) b) c) d) e) f) g) Los aerosoles atmosfricos. Compuestos del azufre. xidos de azufre. Monxido de carbono. Compuestos del nitrgeno. xidos de nitrgeno. Ozono. Anhdrido carbnico. Hidrocarburos.

1.5.2. Contaminantes primarios menos frecuentes. a) b) c) 1.6. Metales txicos. Compuestos halogenados. Sustancias radioactivas.

Contaminantes atmosfricos secundarios. 1.6.1. Contaminacin fotoqumica. Smog fotoqumico. 1.6.2. Acidificacin del medio ambiente. Lluvia cida. 1.6.3. Destruccin de la capa de ozono.

1.7.

Equilibrio energtico de la tierra y la atmsfera. Efecto invernadero.

Unidad 2. ESTNDARS DE CALIDAD DEL AIRE. MTODOS DE MUESTREO Y ANLISIS. LEGISLACIN.2.1. Calidad del aire. 2.1.1. Niveles de inmisin. 2.1.2. Fuentes de contaminacin atmosfrica. Emisiones. a) b) c) d) 2.2. 2.3. Contaminantes emitidos por la agricultura. Contaminantes emitidos de origen domstico y comercial. Contaminantes emitidos por la industria. Contaminantes emitidos por los vehculos automviles

Influencia de los procesos meteorolgicos en la dispersin atmosfrica. Efectos producidos por la contaminacin. 2.3.1. Sobre la salud humana. Toxicidad de los distintos contaminantes. a) b) c) d) e) f) g) h) xidos de azufre. xidos de nitrgeno. Monxido de carbono. Fluoruros. Ozono. Metales txicos. Asbestos y amianto. PVCs

2.3.2. Sobre las plantas. 2.3.3. Sobre los materiales. 2.4. 2.5. Legislacin relativa a emisiones e inmisiones. T.L.V.S. Aparatos y tcnicas de medida. 2.5.1. Sistemas de purificacin de gases. a) b) c) d) e) f) Cmaras de sedimentacin. Cmaras ciclnicas. Separadores hmedos. Filtros de mangas. Lavadores Venturi. Precipitadores electrostticos.

2.5.2. Sistemas de eliminacin de gases contaminantes. a) b) c) d) e) Tratamientos antes de la emisin. Proceso de absorcin. Proceso de adsorcin. Proceso de reduccin fotocataltica. Proceso de combustin.

2.5.3. Tcnicas de anlisis. a) b) c) d) e) Tcnicas que se basan en las volumetras y las gravimetras. Tcnicas que se basan en espectrofotometras. Tcnicas electroqumicas. Tcnicas cromatogrficas. Determinacin de algunos contaminantes.

BLOQUE II. Contaminacin y tratamiento del agua. Unidad 3. EL AGUA EN SU MEDIO NATURAL Y CONTAMINANTES.3.1. 3.2. 3.3. 3.4. Introduccin. Propiedades del agua. El agua en el medio ambiente. Calidad del agua. 3.4.1. Caractersticas que definen la calidad del agua. 3.4.2. Clasificacin de las aguas. 3.4.3. Legislacin actual en materia de calidad de aguas. 3.5. Contaminacin del agua. 3.5.1. Origen de la contaminacin. 3.5.2. Tipos de contaminantes y efectos de la contaminacin. a) Contaminantes qumicos. b) Contaminantes fsicos. c) Contaminantes biolgicos. 3.6. Indicadores qumicos de la contaminacin del agua. 3.6.1. Contenido en oxgeno. 3.6.2. Materia orgnica. 3.7. Tratamiento del agua para el consumo humano. 3.7.1. Eliminacin de materia en suspensin. 3.7.2. Aireacin. 3.7.3. Ablandamiento. 3.8. Depuracin de aguas residuales. 3.8.1. Tratamiento primario (fsico-qumico). 3.8.2. Tratamiento secundario (biolgico). 3.8.3. Tratamiento terciario (avanzado).

Autor: Pedro Garcia Cavero

www.todoquimica.tkUnidad 1: Qumica de la contaminacin atmosfrica

1.1. IntroduccinLa atmsfera es una envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. La importancia de la atmsfera radica en que contiene los elementos indispensables para la formacin de la vida ( O2, CO2, N2, metales pesados, etc.) y en que absorbe las energas ionizantes que provienen del Sol. La contaminacin atmosfrica viene acompaada de la explotacin intensiva de los recursos naturales. Apareci en la Revolucin Industrial, y la poblacin dej de ser campesina y agrcola trasladndose a la ciudad a trabajar en las fbricas.

1.2. La atmsfera1.2.1. Definicin y funcin. La atmsfera es una envoltura gaseosa que rodea a la tierra, cuya masa se encuentra concentrada a unos 200 km. de altitud. Su misin fundamental es la de absorber las radiaciones de longitud de onda corta que provienen del Sol. Si esta capa no existiera, las radiaciones haran imposible la vida sobre la Tierra, ya que las radiaciones que absorbe son muy energticas y destruiran los tejidos de los seres vivos.

1.2.2. Composicin de la atmsfera. La atmsfera tiene una composicin adecuada para el desarrollo de las reacciones vitales:

Composicin de aire seco a nivel del mar:Fraccin molar Peso molecular

N20,78048 28,013

O20,20948 31,998

Ar9,3410-3 39,948

CO23,310-4 44,010

Ne1,81810-5 20,183

He5,2410-6 4,003

CH4210-6 16,043

Kr1,1410-6 83,800

H2510-7 2,016

N2O510-7 44,013

Xe8,710-8 131,300

CO2:Fuentes: Concentraciones: Descomposicin de la materia orgnica, liberacin de los ocanos, combustin del petrleo. 330 ppm. a travs de la troposfera.

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CO:Fuentes: Descomposicin de la materia orgnica en sistemas poco ventilados, procesos industriales, combustin de aceites con poco O2. Concentraciones: 005 ppm. en aire limpio, de 1-500 ppm. en ciudades. Descomposicin anaerobia de la materia orgnica; escapes de gas natural, fermentacin anaerobia de los lodos. Concentraciones: 1-2 ppm. a travs de la troposfera.

CH4:Fuentes:

NO:Fuentes: Para formarse tienen que haber ocurrido procesos con gran desprendimiento de energa (combustiones 1500-200 C). Descargas elctricas, motores de combustin interna, combustin de materia orgnica. Concentraciones: 001 ppm. en aire limpio, 02 ppm. en atmsferas con smog.

O3:Fuentes: Descargas elctricas, difusin desde la atmsfera, smog fotoqumico. Es muy til a una altura de 35-40 km., pero es muy perjudicial a nivel de suelo. Concentraciones: 0-001 ppm. en aire limpio, 05 ppm. en smog fotoqumico.

SO2:Fuentes: Gases volcnicos (la mayor proporcin de SO2 tiene origen natural en las erupciones volcnicas), incendios forestales, accin bacteriana, combustin de petrleo, procesos industriales, etc. Concentraciones: 0-001 ppm. en el aire limpio, 01-2 ppm. en ambientes urbanos contaminados.

HC*:Fuentes: Provienen de las malas combustiones de la gasolina en los vehculos; pesticidas, fumigaciones en zonas agrcolas, terpenos emitidos por los bosques de conferas. Todos estos compuestos se encuentran en la parte baja de la atmsfera, pues son compuestos muy pesados. La mayor densidad de la atmsfera se encuentra en la parte ms cercana al suelo.

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1.2.3. Variacin de la presin atmosfrica con la altitud: La distribucin de la materia en la atmsfera est relacionada con las presiones. A medida que nos elevamos sigue habiendo materia, pero en menor proporcin. En la parte alta de la atmsfera habr sustancias menos pesadas como el helio y el hidrgeno. Esto es consecuencia de la fuerza de la gravedad, y de la propiedad que tienen los gases para comprimirse. A partir de los 50 km. Sigue habiendo molculas gaseosas pero en concentraciones mucho ms bajas. La presin disminuye linealmente con la altitud en las capas inmediatas, despus llega un momento donde la variacin se hace exponencial. Variacin de la presin atmosfrica con la altitud.

1.2.4. Estructura de la atmsfera

Se puede estudiar la estructura de la atmsfera atendiendo a distintos factores. Sin embargo, las divisiones ms comunes son dos, estructura en funcin de la variacin de la composicin y estructura en funcin de la temperatura. Dos factores determinantes para el estudio de la atmsfera ya que son responsables de las propiedades de sta en cada punto.

a) Estructura en funcin de la variacin de la composicin: La composicin de la atmsfera vara segn la altitud ya que las distintas molculas sern ms o menos atradas por la tierra dependiendo de su peso molecular. Las molculas ms pesadas se acumulan en la parte de la atmsfera ms cercana al suelo, mientras que las molculas ms ligeras se encuentran en zonas ms altas de la atmsfera.

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www.todoquimica.tkUnidad 1: Qumica de la contaminacin atmosfricaHomosfera 100 km. de altitud. Capa ms cercana al suelo. En ella, la proporcin O2, N2 es constante. Heterosfera Tiene ligeros. Exosfera Esta capa se extiende a partir de los 1000 km. Las molculas muy ligeras que puedan escapar no se ven afectadas por la gravedad de la Tierra. menos masa, contiene gases

b) Estructura en funcin de la temperatura: Troposfera: Es la capa ms prxima al suelo, tiene un espesor de unos 11 km., y en ella es donde se desarrolla la vida. Presenta unas propiedades que la distinguen del resto de las capas: Es la parte de la atmsfera ms sometida a perturbaciones. La masa gaseosa se encuentra en continua agitacin. Esta agitacin es la responsable de que se mantenga constante su composicin y su espesor. La temperatura desciende gradualmente con la altitud (unos 06 C por cada 100 m de altitud) Tropopausa: Es una lnea de inversin de las temperaturas. Hasta llegar a ella, la temperatura decrece de 290 a 220 K. Esta lnea dificulta la dispersin de los contaminantes a las siguientes capas, concentrndose as los contaminantes en la troposfera. Estratosfera: (11-45 km. de altitud) En la estratosfera, las corrientes son horizontales, y se disponen en estratos. Al principio, la temperatura se mantiene constante en sentido vertical, pero entra en una zona donde tienen lugar reacciones fotoqumicas (ciclo O3), y la energa

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electromagntica se transforma en energa calorfica, que es lo que hace que aumente la temperatura. As, a unos 45 km. de altitud, la temperatura vuelve a tener valores mximos. El ciclo del ozono ocurre en esta capa, porque la composicin de oxgeno libre oxgeno molecular y ozono es la ms adecuada. Estratopausa: Es otra capa de inversin de temperaturas. Seala el lmite entre la estratosfera y la mesosfera. Mesosfera: (45-90 km. de altitud). El mximo de temperatura (0-5 C) se da a los 50 km. de altitud, pues ah la concentracin de ozono es mxima. A medida que ascendemos, el ozono disminuye, y la temperatura tambin hasta llegar a un mnimo de -80 C. Mesopausa: Capa lmite. Termosfera: Es la capa ms alejada del suelo, tambin se la denomina ionosfera. En esta capa, la temperatura vuelve a crecer con la altitud, a unos 500 km. llega a alcanzar temperaturas de 1500 C. En esta zona apenas hay masa. En ella tienen lugar las reacciones de disociacin de las molculas de oxgeno y nitrgeno. La absorcin de las radiaciones capaz de disociar estas molculas es la causante del aumento de la temperatura.

1.3. Propiedades qumicas de la alta atmsfera1.3.1. Principales reacciones fotoqumicas que se dan en la atmsfera: La energa electromagntica que proviene del Sol e incide en las especies qumicas (molculas, tomos, etc.) puede provocar dos fenmenos: Transformaciones qumicas de la materia Almacenamiento de energa por medio de los estados excitados del electrn.

E

h

E

h

c

en J

mol

E

h NA

c

h

6.63 10 34 J s c 3 10 8 m s

As que para que una onda electromagntica consiga romper un enlace qumico, producindose as una reaccin fotoqumica, debe tener una longitud de onda determinada:

E

h NA

c

( nm)

h NA c Eenlace

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www.todoquimica.tkUnidad 1: Qumica de la contaminacin atmosfricaEnerga de enlace (KJ/mol)465 436 415 390 360 348 339 243 193 146

EnlaceO-H H-H C-H N-H C-O C-C C-Cl Cl-Cl Br-Br O-O

(nm)257 274 288 307 332 344 353 492 620 820

Como se desprende de la tabla y de la ecuacin que obtuvimos, cuanto mayor es la energa de enlace, la longitud de onda de la radiacin electromagntica ha de ser menor. Esto es lgico ya que las radiaciones son ms energticas cuanto menor es su longitud de onda. De todo el espectro electromagntico, las radiaciones que tienen influencia en la atmsfera son las comprendidas entre 200 nm. (UV) hasta 100000 nm. (IR), siendo las ms ionizantes las comprendidas entre 200 y 320 nm. que no llegan a atravesar la atmsfera y son absorbidas por sus componentes. stas son las radiaciones ideales para llevar a cabo la descontaminacin, pero tienen un problema y es que se necesita una inversin econmica muy alta para montar una planta con esta tecnologa, por lo que se utilizan los fotosensibilizadores o fotocatalizadores. Los fotosensibilizadores son sustancias que absorben energa electromagntica y la transforma en energa qumica. El rango del espectro que suele utilizarse es el del visible (400-750 nm.). Una vez se tiene energa qumica se puede producir la mineralizacin. Una instalacin biolgica de bacterias no es compatible con las instalaciones fotoqumicas ya que las bacterias no aceptan las altas radiaciones; sin embargo s se usan conjuntamente cuando se trata de desinfectar. Cuando la radiacin solar incide en la alta atmsfera se pueden producir dos fenmenos en las molculas que componen la alta atmsfera:

Excitacin de molculas:La excitacin de molculas consiste en la transicin de electrones perifricos de su estado fundamental a un orbital desocupado superior. Se dice que la molcula se encuentra en un estado excitado singlete cuando el electrn mantiene su espn y en un estado excitado triplete cuando el electrn no mantiene su espn. Del paso del estado singlete al estado triplete se produce una emisin de energa en forma de calor.

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Autor: Pedro Garcia Cavero h

www.todoquimica.tkUnidad 1: Qumica de la contaminacin atmosfricaEstado excitado SINGLETE

Estado excitado TRIPLETE

Cuando un electrn vuelve al estado fundamental se desprende energa en forma de calor o en forma de luz. Si la molcula se encontraba en un estado excitado singlete y se desprende luz, se denomina fluorescencia a este proceso. Si por el contrario, la molcula se encontraba en un estado excitado triplete y se desprende energa en forma de luz, a este proceso se le denomina fosforescencia. Estas dos propiedades se pueden aplicar en el anlisis de contaminantes por medio de la ley de LAMBERT-BEER:

A

( ) c l( ) es el coeficiente de absorcin, c es la

Donde A es la absorbancia de la muestra,

concentracin de la muestra y l es la anchura de la celda de la muestra del espectrofotmetro. Se define la absorbancia de la muestra como la relacin entre las intensidades de luz a la entrada de la celda y a la salida de la celda.

I ( ) A log 0 I( )

0 I0 ( ) l I( )

Reacciones fotoqumicas:Fotoionozacin de las molculas: En estas reacciones, cuando la energa electromagntica es absorbida por la molcula, sta pierde un electrn. Estos compuestos hacen que la atmsfera est enrarecida y sea muy activa elctricamente.

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www.todoquimica.tkUnidad 1: Qumica de la contaminacin atmosfricaEnerga ionizacin 1495 1205 1313 890 (nm) 80,1 99,3 91,2 134,5

N2 O2

h

Proceso

N2

1e 1e 1e 1e

h

O2 O NO

O h NO h

Fotodisociacin del oxgeno: A gran altura slo hay tomos libres, a partir de 90 km. la relacin molcula tomo est ms equilibrada y a partir de 30 km. se produce la combinacin de tomos y molculas obtenindose como producto molculas de ozono (O3), la concentracin de ozono es de 0.2 ppm. Este proceso es cclico: 1.3.2. Proceso cclico de formacin del ozono: o Produccin de oxgeno atmico. Se produce en la zona ms alta de la atmsfera ya que son las energas electromagnticas de 240 nm. o menos de longitud de onda ( ) las que son absorbidas por el oxgeno para disociarse. Esta energa se encuentra en el espectro del UV-C:

O2( g )o

h

O( g )

O( g )

Formacin de ozono. Por medio de una molcula que acte como mediador se produce la asociacin qumica de un tomo de oxgeno con una molcula de oxgeno formando una molcula de ozono. Si no existe una molcula mediadora se producira la disociacin del ozono.

O( g )

O2 ( g )* O3( g )

M (g) O( g )

O3( g ) O2 ( g )

M (*g )

Normalmente la molcula mediadora es el nitrgeno molecular:* O3( g )

N 2( g )

* N 2( g )

O3( g )(Se libera calor)

* N 2( g )

N 2( g )

Q

o

Disociacin del ozono. A menor altura se produce la absorcin de energa electromagntica del UV-B (280 nm.) por parte de la molcula de ozono disocindose en oxigeno molecular y oxigeno atmico:

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* O3( g )

h

O( g )

O2 ( g )

o

Obtencin de oxgeno molecular. Y por ltimo dos tomos de oxgeno se asocian para formar una molcula de oxgeno con la ayuda de un mediador como en el punto 2:

O( g )

O( g )

M (g)

O2 ( g )

M (*g )

A partir del oxgeno molecular se obtendr oxgeno atmico en el punto 1.

Variacin de la concentracin de O3 con la altitud.

1.4. Contaminacin atmosfrica1.4.1. Definicin: La contaminacin atmosfrica consiste en la presencia de sustancias o de formas de energa que alteran la calidad de la misma, de modo que provoquen riesgos, daos o molestias para las personas y para el ecosistema en general. La actividad del hombre y de la naturaleza siempre han contribuido a esta contaminacin por medio de la emisin de gases, partculas, aerosoles, etc. La contaminacin aparece cuando los ciclos biogeoqumicos no son capaces de absorber estas emisiones. Se produce la rotura del equilibrio qumico de los ciclos.

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1.4.2. Ciclos biogeoqumicos y su papel en la contaminacin atmosfrica: Los ciclos biogeoqumicos son procesos naturales que reciclan elementos de diferentes formas qumicas desde el medio ambiente hasta los organismos vivos en una atmsfera limpia. Cuando los organismos mueren se produce el proceso inverso. En este proceso participan elementos como el agua, el carbono, nitrgeno, fsforo, azufre y oxgeno asociado al resto. La contaminacin se producir cuando alguno de los elementos se acumule en alguno de los ciclos por la accin del hombre (antropognesis).

a) Ciclo del agua:Desde el punto de vista de la contaminacin atmosfrica, el agua es el disolvente de la mayor parte de contaminantes y sustancias, transporta la mayora de los nutrientes, favorece las reacciones atmosfricas, acta como factor de termorregulacin de la corteza terrestre en su proceso de vaporizacin y condensacin, interviene en el proceso de dispersin de los contaminantes retornndolos a la superficie de la tierra. Reparto del agua:

97% Ocanos. 3% Agua dulce, de los cuales: o 75% Hielos, glaciares. o 24% Acuferos. o 0.03% Ros. o 0.06% Humedad del suelo. o 0.3% Lagos. o 0.035% Vapor.

OCANOS HIELO ACUFEROS LAGOS HUMEDAD SUELO VAPOR ROS

b) Ciclo del carbono:El carbono se encuentra principalmente en las rocas carbonatadas y en el CO2 en fase gas. Es uno de los elementos fundamentales de los compuestos orgnicos, en los que se encuentra en forma de protenas, hidratos de carbono, grasas y cidos nucleicos. o El CO2 atmosfrico es absorbido por los organismos productores por medio de la fotosntesis en la que gracias a la clorofila (fotocatalizador) se produce glucosa a partir del CO2. o Los organismos consumidores adquieren la glucosa de los productores y la transforma en compuestos ms complicados.

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o o

Los organismos vivos metabolizan la glucosa para obtener energa. En este proceso se libera CO2 a la atmsfera. Cuando los seres vivos mueren se produce la biodegradacin de la materia orgnica que, en condiciones aerobias, pueden dar lugar a CO2 gaseoso o a carbonatos en disolucin. En condiciones anaerobias, el carbono se transforma en metano y el metano se transforma en CO2 por combustin u oxidacin. Muchas veces el carbono se almacena en partes bajas del ocano o en estratos inferiores de la tierra y por fermentacin anaerobia se produce combustible fsil (petrleo o carbn).

c) Ciclo del azufre:El azufre se almacena fundamentalmente en forma de sulfatos. Los seres vivos tambin necesitan el azufre y lo metabolizan transformndolo en aminocidos azufrados, con lo que pasan a formar parte de la materia viva. Cuando el organismo muere, es degradado gracias a la accin de las bacterias hetertrofas. Si la descomposicin tiene lugar en ausencia de oxgeno dar lugar a cido sulfhdrico; si por el contrario tiene lugar con oxgeno dar lugar a SO2 SO3. El cido sulfhdrico puede ser oxidado, depositndose como azufre elemental. Las principales fuentes del SO2 a la atmsfera son los volcanes en primer lugar. Luego se encuentra la combustin de carbn y petrleo. Tambin es una fuente importante de SO2 la brisa marina que arrastra partculas de agua con sulfatos formando el aerosol marino. Ciclo del azufre: o o o o El SO2 tiene una vida media en el aire de 7 das durante los cuales puede oxidarse catalticamente con agua a SO3. El SO3 con las partculas de agua forma el H2SO4 en disolucin que vuelve a la tierra con la lluvia. Una vez cae en la tierra reacciona con los componentes del suelo y forma sulfatos y otros derivados azufrados. Si la biodegradacin sucede de forma anaerobia se forma H2S que sufre una oxidacin en el aire (con el estado singlete del oxgeno, muy oxidante) a SO2 y otra vez a SO3. El ciclo estaba estabilizado hasta que se llev a cabo una utilizacin masiva de los combustibles fsiles y el desarrollo de la industria de obtencin de metales a partir de la pirita.

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Sulfatos inorgnicos

Organismos vivos

Aminocidos azufrados

cido Sulfhdrico

Ausencia O2Bacterias hetertrofas

xidos de azufre

Presencia O2

cido Sulfhdrico

Oxidacin Anaerobia

Azufre elemental

Combustin

SO2

d) Ciclo del nitrgeno:El nitrgeno es un oligoelemento y es esencial para la vida de los seres vivos. La fuente principal de nitrgeno es el aire en el que se encuentra abundantemente (79 %), sin embargo no hay muchos procesos por los cuales se fije en el ciclo ya que es una molcula muy estable, los tomos estn unidos por un triple enlace y se requiere mucha energa para romperlo: Fijacin biolgica: o o o o Bacterias especficas. Amonificacin por bacterias y hongos. Nitrificacin por bacterias. Desnitrificacin por bacterias.

Fijacin atmosfrica: Los procesos que llevan a cabo una combinacin a temperaturas muy altas de nitrgeno y oxgeno, tienen como consecuencia la formacin de xidos de nitrgeno. o o Procesos fisicoqumicos naturales (tormentas). Procesos artificiales (motores de combustin).

Hay una proliferacin masiva de NO debido a la actividad del hombre en los procesos de combustin para generar energa.

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Autor: Pedro Garcia Cavero NO O3 NO2 O O3 2 NOTransporte lentoCIRCULACIN

www.todoquimica.tkUnidad 1: Qumica de la contaminacin atmosfrica O NO2 NO O2 O2Ciclo fotoltico del nitrgeno en la ozonosfera SUMIDERO

FUENTE

2 O2

N 2O

O

NO2

OH

M

HNO3

N 2O

HNO3TROPOPAUSA

NO2

Inerte en la troposfera BACTERIAS

HNO3Lluvia

NO2 , N 2

NO3 , NO2

SUELO

El ciclo NO, NO2 se produce a nivel del suelo, y es uno de los contaminantes del smog fotoqumico. Su presencia es preocupante si llega a la zona de la ozonosfera ya que participa en el ciclo de la destruccin de molculas de ozono. En la zona de la estratosfera, nos preocupa la presencia de NO, mientras que en la troposfera el NO se comporta como un inerte. La accin de los aviones, cohetes espaciales, etc. Es una fuente de formacin de NO. Uno de los precursores del NO es el NO2, que se forma por la accin de las bacterias. Es muy estable y puede llegar a la troposfera. El NO2 tambin es oxidado por los radicales OH, que lo transforman en HNO3, que acaba depositndose como componente de la lluvia cida. Si no hubiera accin del hombre, este ciclo estara equilibrado.

e) Ciclo del fsforo:Oligoelemento tambin que se encuentra en el protoplasma de las clulas. El fsforo es componente de las cidos nucleicos y de las molculas que almacenan energa (ATP). Forma parte de los dientes y los huesos de animales. Tambin forma parte de las conchas de moluscos. La gran reserva de fsforo est en las rocas marinas, en las que se encuentra en forma de fosfato clcico e hidroxifosfato clcico.

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o o o o o

Se libera el fsforo de las rocas y los suelos por diversos procesos (disolucin, erosin, etc.). Pasa a los ecosistemas acuticos. Absorbido por los vegetales del suelo empapado, pasa a formar parte de los productores. Los productores son el alimento de los consumidores, por lo que de este modo el fsforo pasa a los consumidores. Cuando los productores y los consumidores mueren, el fsforo vuelve al suelo a travs de la biodegradacin. Si es aerobia se forman fosfatos, y si es anaerobia se forma la fosfina (H3F).

o

Una vez en el suelo vuelve al agua a travs de la lluvia y se deposita en los fondos marinos formndose las rocas.

Los sistemas acuticos que recogen las aguas residuales urbanas contienen mucho fsforo en forma de fosfatos que son los nutrientes. El problema es que las poblaciones de algas crecen desmesuradamente y no dejan pasar la luz del sol, no producindose as la fotosntesis y provocando la descomposicin anaerobia en el lecho. Adems dificultan la solubilidad del oxgeno en el agua, proceso que se denomina eutroficacin de las aguas. A nivel domstico, el fosfato es uno de los componentes de los detergentes comerciales, donde acta como acomplejante del Ca para evitar el uso innecesario o excesivo de los detergentes. El polifosfato es un precipitante del Ca.

f) Ciclo del oxgeno:Relacionado con el resto de los ciclos biogeoqumicos y ms directamente con el ciclo del carbono. El oxgeno se produce a partir de la fotosntesis y se consume en los procesos de combustin para obtener energa. Desequilibrios en el ciclo de carbono provocan desequilibrios en el ciclo del oxgeno. Si se desbordan los procesos de combustin, tambin habr deficiencia de oxgeno.

1.5. Contaminantes atmosfricos primariosLos contaminantes atmosfricos pueden clasificarse segn su origen como primarios, si han sido vertidos directamente a la atmsfera; o secundarios si no son vertidos por focos emisores. Los primarios se miden en los focos emisores y constituyen la contaminacin convencional, mientras que los secundarios se miden en el medio y se producen como consecuencia de interacciones qumicas entre contaminantes primarios.

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Para reflejar la concentracin de contaminantes en la atmsfera se usan dos unidades principalmente segn el origen del contaminante. Se habla de partes por milln (ppm.) o partes por billn (ppb.) cuando se trata de contaminantes gaseosos, equivaliendo a la fraccin en volumen x10 . Por otro lado, se habla de microgramos por metro cbico ( g/m ) cuando se trata de partculas y gases, equivaliendo al peso del contaminante por unidad de volumen de aire. 1.5.1. Contaminantes primarios ms frecuentes:6 3

a) Los aerosoles atmosfricos:Los aerosoles son dispersiones de sustancias slidas o lquidas en el aire. Provocan problemas como la prdida de visibilidad, cncer, dispersan la luz del sol, etc. Su tamao oscila entre 0.1 y 10 m. Cuando las partculas tienen este tamao permanecen en suspensin. Si los tamaos son superiores sedimentan. En funcin de su tamao clasificamos los aerosoles como: Ncleos de Aitken. Partculas submicrmicas (menos de 0.1 m de dm).

Permanecen largo tiempo en el aire; su origen son molculas que se han formado por interaccin de otras molculas en el aire. Afectan mucho a los seres vivos, porque al ser tan pequeas son capaces de llegar a los alvolos pulmonares. Partculas medias (en suspensin). Tienen un dimetro entre 0.1 y 10 m. Partculas sedimentables. Con dimetro superior a 10 m. En funcin de su origen se clasifican: Polvo. Partculas slidas de origen mineral, o materia slida dispersada por el aire. Provienen de la erosin de los suelos y de la combustin del carbn. Contienen Al, Si, Fe, Ca, etc. Humos industriales. Partculas slidas o lquidas debidas a la volatilizacin de metales seguida o no de su oxidacin por el aire o condensacin de vapores. Humos de combustin. Humos debidos a procesos de combustin, constituidos por partculas de carbono y de hidrocarburos no quemados y cenizas volantes (Partculas de Eugine). Aerosoles marinos. Contienen Na y Cl. Se forma debido al arrastre de partculas de sal en la evaporacin del agua del mar. Tienen una conductividad elevada por lo que favorece la corrosin en las superficies metlicas donde se deposita.

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Composicin qumica: La composicin qumica de los aerosoles depende fundamentalmente de su origen: Cuando contienen Al, Fe, Ca Si, provienen de la erosin del suelo, del polvo de las rocas y de la combustin del carbn. Cuando tienen Na y Cl, provienen fundamentalmente de los aerosoles marinos. El Cl presente en forma de aerosoles puede provenir tambin de la incineracin de polmeros organoclorados. Si contiene carbn en su composicin, suele tener su origen en la combustin incompleta de hidrocarburos pesados. Si hay Se y Sb (muy voltiles), son emitidos en los procesos de combustin del petrleo, carbn, residuos industriales, ... El V puede deberse a la combustin de los residuos del petrleo. El Zn es debido por la combustin de residuos orgnicos, residuos del petrleo. El Pb cada vez se emite en menor proporcin. Antes se utilizaba como antidetonante en la combustin de gasolinas (tetraetilplomo). Procesos de combustin de polmeros residuales emiten yoduros. Los aerosoles que contienen crisolita (Mg3Si2O5(OH)4), provienen de los asbestos, productos cancergenos ya que son partculas muy pequeas. Partculas con W (Wolframio) provienen de la combustin de residuos del petrleo (zona de Venezuela principalmente). Algunas partculas de aerosol tienen un origen biolgico, y de esta manera se dispersan virus, bacterias, esporas de bacterias y de hongos y polen. Pero sin embargo, la mayor parte de los aerosoles que usamos tienen origen orgnico y provienen de los suelos: carbonatos, xidos metlicos, vidrios, cristales electrolitos y otras partculas disueltas en partculas de agua. Hay una relacin entre comportamiento qumico y tamao: Las partculas de aerosoles ms pequeas, generalmente tienen carcter cido y son muy oxidantes. Provienen de la oxidacin de SO2:

SO2

SO316

H 2 SO4

particulas



Tambin provienen de las partculas de cido ntrico, formados a partir de los xidos de nitrgeno. Hay un grupo importante de hidrocarburos oxigenados que tienen un origen natural (emitidos por las plantas), y tambin los hidrocarburos quemados o sin quemar que se emiten por los tubos de escape de los automviles. Estas partculas, en contacto con el oxgeno del aire y radicales como OH, acaban como aerosoles. Tienen mayor capacidad de penetracin en los alvolos pulmonares, por lo que su impacto medioambiental es importante. Las partculas de aerosol ms gruesas tienen carcter fundamentalmente bsico, y son los que han sido generados mecnicamente por los procesos de erosin del suelo y de las rocas calcreas. Sedimentan ms fcilmente y suelen hacerlo en las zonas prximas al foco emisor. Provocan un menor impacto medioambiental.

La incineracin de residuos slidos industriales o de cualquier tipo es la fuente primordial de aerosoles. Los procesos de fumigacin de campos en avionetas es un modo de contaminacin por aerosoles. Tambin las actividades agrcolas, sobre todo la manipulacin de cereales, van acompaados de una emisin de aerosoles. Otras actividades que producen aerosoles son el tratamiento del suelo con fertilizantes, las industrias cementeras, las obras de construccin, la pintura, etc.

b) Compuestos de azufre. xidos de azufre:Los principales compuestos del azufre son: H2S, SO2 (0,2 ppm.), H2SO4, sulfatos y mercaptanos. Y las principales fuentes: Combustin de carburantes fsiles. Procesos de fundicin de Cu, Pb, Zn, Fe (en forma de Pirita) Tostacin de la Pirita:

4 FeS 2 11O2Aerosol marino. Emisiones de volcanes

2 Fe2 O3

8 SO2

Descomposicin y combustin de la materia orgnica.

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Origen y destino de los compuestos del azufre:

Ox. Cataltica Fe+3 Mn2+ NH3

SO3

+ H2O

Fuentes naturales

H2S

Ox. Cataltica O, O2 O3

SO2Ox. Fotoqumica

(lluvia cida)

H2SO4

SO3

+ H2O

H2S. Su origen es la descomposicin anaerobia de la materia orgnica, sobre todo de las protenas azufradas. Esta especie es muy inestable, y se oxida rpidamente a SO2 por accin del oxgeno molecular, del oxgeno atmico y de especies ms oxidantes como el ozono y los radicales HO. Esta oxidacin est potenciada por la humedad del ambiente. SO2. De los componentes del azufre es el que se encuentra en mayor proporcin, sin embargo su concentracin media es de 0.2 ppb. Es un gas incoloro, tiene olor picante, es irritante, es ms denso que el aire, pero se traslada muy rpidamente por ste. Es un gas bastante estable, que llega a permanecer del orden de 7 das en la atmsfera antes de oxidarse a SO3. La oxidacin de SO2 a SO3 no es inmediata; atraviesa un estado intermedio muy energtico. Para facilitar esta oxidacin, o utilizamos catalizadores (fundamentalmente compuestos de Fe+3, Mn+2 o NH3) que estn presentes en la atmsfera; o bien se da de forma natural mediante radiaciones electromagnticas (oxidacin fotoqumica). En ambientes soleados, la oxidacin es mucho ms rpida. SO3. Es una sustancia muy reactiva con el agua, y acaba como lluvia cida que cae a la tierra. Las erupciones volcnicas emiten una cantidad importante de xidos de azufre. Sulfatos. Su origen es fundamentalmente el aerosol marino que es el responsable de la presencia de sulfato amnico y sulfato clcico en el aire.

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c) Monxido de carbono:Es el contaminante mayoritario en la capa inferior de la atmsfera. Su concentracin es de 0,13 ppm. en la troposfera. Es un gas incoloro, inodoro e inspido; ligero, poco soluble en agua, inflamable pero no mantiene la llama de combustin. Y sobre todo es un gas muy txico. Se produce como consecuencia de: Combustin incompleta de carburantes fsiles, refinado del petrleo, procesos industriales, incineracin de residuos slidos. Reaccin a elevada temperatura entre el CO2 y materiales que contienen carbono. Disociacin del CO2 a elevadas temperaturas. Proceso de produccin y degradacin de la clorofila en las plantas. Oxidacin atmosfrica del metano iniciada por el OH radical y los perxidos. El metano atmosfrico procede de la degradacin anaerobia de la materia orgnica. Procesos de produccin y degradacin de la clorofila de las plantas. La clorofila es una sustancia bsica en el proceso de la fotosntesis; acta como fotorreceptor de energa luminosa. Es un complejo de Mg, donde hay una densidad electrnica importante. Es un heterociclo. Este sistema elctrico resonante va a utilizar los fotones para excitar a los electrones que van a reducir el CO2 atmosfrico. El CO2 reducido, junto a las molculas de agua van a dar lugar a los hidratos de carbono. Este es el objetivo de la fotosntesis.

d) Compuestos de nitrgeno. xidos de nitrgeno:Son contaminantes gaseosos, sobretodo en una atmsfera urbana. El NO acta como catalizador en el proceso en el que se consume ozono y tomos de oxgeno. En la parte baja de la atmsfera tambin se produce el ciclo del NO, NO2, y ms acentuadamente en pocas del ao soleadas y donde el trfico es mayor. xido Nitroso (N2O):

NH 4 NO3No es contaminante.

N 2O 2 H 2 O N 2O O 2 NO

Ms abundante en la baja atmsfera, estratosfera.

Emitido por la accin bacteriana en el suelo sobre fertilizantes nitrogenados. Es inerte y se difunde hasta la estratosfera.

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xido Ntrico (NO2): Txico y contaminante. Emitido por fuentes naturales y antropognicas como los procesos de combustin a altas temperaturas. Forma un compuesto con la hemoglobina (nitrohemoglobina), inhibiendo la formacin de la oxohemoglobina. Esto provoca la asfixia.

2 HO HOOAmonaco (NH3):

HOOH HOOH NO

h h NO2

2 HO HOO HO H

Proviene de la biodegradacin de la materia orgnica en condiciones anaerobias. Sustancia txica que existe permanentemente en el aire aunque no sobrepasa las concentraciones peligrosas a no ser por las emisiones accidentales de origen antropognico como en las industrias de fertilizantes, explosivos, etc. N2O3, N2O5, N2O4: Son xidos de nitrgeno que provienen de la dimerizacin del NO2. Son especies inestables, que acaban oxidndose y depositndose como partculas de aerosol. Reaccionan con el agua para dar lugar a cido nitroso y cido ntrico. Acaban retornando al suelo en forma de lluvia cida.

e) Ozono:El ozono es una forma alotrpica del oxgeno. En condiciones normales es un gas incoloro, picante pero agradable para las personas sanas mientras que es muy pernicioso para las personas con problemas en las vas respiratorias, ya que producen ataques de asma debido a su gran carcter oxidante. La concentracin de ozono a nivel del suelo es muy baja y se forma de manera natural en las tormentas con las descargas elctricas que rompen las molculas de oxgeno crendose oxgeno singlete atmico que reacciona con otra molcula de oxgeno para dar ozono.

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El ozono participa en el ciclo fotoltico del NO-NO2. Si este ciclo tiene presencia de hidrocarburos y de hidrocarburos parcialmente oxidados (perxidos), el NO ser oxidado por estos compuestos y de este modo no se consume el ozono que se produce en el ciclo, crendose una acumulacin de ozono local. El ozono es el responsable de la oxidacin de la mayora de los contaminantes primarios presentes en la atmsfera. Participa en la oxidacin del sulfhdrico a dixido de azufre y del monxido de carbono al dixido de carbono. Son numerosas las olefinas y sustancias orgnicas como los polmeros que son daados por el ozono.

f) Dixido de carbono:La combustin de hidrocarburos fsiles para obtener energa ha producido una emisin masiva de CO2 que ha provocado la alteracin del ciclo de carbono. El CO2 no es txico, pero absorbe radiaciones de longitud de onda cercanas al infrarrojo que son emitidas por la Tierra (que se encuentra a una temperatura media de 300 K) debido a su comportamiento como cuerpo negro. Esta absorcin del infrarrojo hace que se acumule energa en la zona de la atmsfera cercana al suelo y como consecuencia que aumente la temperatura. Sin embargo el CO2 no absorbe la radiacin UV que proviene del Sol. A parte del CO2 emitido por las plantas, la oxidacin de monxido de carbono tambin es una fuente importante de CO2. La concentracin de CO2 en la atmsfera es de 250 a 400 ppm.

g) Hidrocarburos (HC):Como contaminantes nos preocupan los hidrocarburos ms voltiles (Pvapor ms alta). Los hidrocarburos que contienen de uno a cuatro tomos de carbono son gases a temperatura ambiente, por lo que sern los ms importantes desde el punto de vista medioambiental. La presencia de hidrocarburos en la atmsfera favorece las reacciones fotoqumicas ORIGEN DE LOS HIDROCARBUROS: Origen natural: Emisiones de gas en zonas petrolferas. CH3Cl emitidos por algas marinas, plantas y volcanes. CH4 y mercaptanos producidos por la fermentacin anaerobia.

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Terpenos emitidos por la vegetacin, microorganismos, residuos animales, emisiones volcnicas. La vegetacin es uno de los focos ms importantes de emisin de HC. Emiten sobre todo etileno y las conferas emiten -pireno y limoneno.CH3 H H H HCH3 CH 3

H H H

H CH3

H

H

H

CH H

C

H H

CH3

-pireno

limoneno

En una atmsfera en la que tengamos NO, NO2 y fotones del UV-A, ocurre una reaccin de oxidacin donde el producto es un cido derivado del HC:CH3 H H H HCH3 CH 3

H H H

O

CH3 H HCH 3 CH 3

Ox. al doble enlace

HO

C

H

-pineno

c. pinnico.

El 2-metil-1,2-butadieno (isopreno o caucho natural), lo emiten fundamentalmente eucaliptos y robles.CH3

H H

C

C

CH

C

H H

Isopreno Sin embargo, la vegetacin de los bosques, a la vez que emiten estas sustancias, tiene hojas hidrfobas y lipoflicas que absorben las grasas y los compuestos orgnicos y permiten su transporte al interior de la planta. Actan como filtro de una atmsfera cargada de contaminantes.

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Origen antropognico: Tubos de escape de los automviles. Se emiten grandes cantidades a la atmsfera de gasolina sin quemar o parcialmente quemada. Llenado de depsitos en las gasolineras. Se desplaza el aire del depsito al llenarse de gasolina; el aire que sale arrastra molculas de gasolina. Refineras de petrleo y todas las industrias que de ellas dependen como el refinado, el craqueo, sntesis de polmeros, etc. Industrias que utilizan el gas natural o los GLP como combustibles o como materias primas. Industrias metalrgicas que usan disolventes orgnicos para limpiar o lubricar, industrias de limpieza en seco, bases de pinturas, etc.. Derivados de halogenados y CFCs (1,1,1-tricloetano, tricloeteno, percloeteno, etc.). Son muy persistentes y acaban en la estratosfera donde se involucran en el ciclo de destruccin del O3. Dioxinas cloradas, hidrocarburos policclicos PAHs, bifenilos, compuestos organonitrogenados, organosulfurados y todas las familias de pesticidas. Explotaciones ganaderas y agrcolas. Son unas fuentes importantes de emisin de CH4 a la atmsfera. En presencia de las bacterias del intestino de las vacas, se forma CO2 (g) en forma de flatulencias

2CH 2

bacterias

CO2 ( g )

CH 4 ( g )

Al ao se emite del orden de 85 toneladas de metano de origen animal. Los residuos que forman estos animales contaminan los acuferos por filtraciones. Tambin hay una contaminacin importante de los acuferos por bacterias. Las bacterianas se pueden eliminar con radiaciones o clorando el agua (segn tengan o no esporas). Tambin las explotaciones agrcolas (arrozales, zonas de cultivo pantanosas, etc.) constituyen otro de los focos importantes de contaminacin por metano. Todo lo que hay en la superficie sufre un proceso de putrefaccin anaerobio. El CH4 tambin proviene de la putrefaccin de los seres vivos en el mar. Este metano, se combina con el Cl y con el Br y as, lo que emite realmente son derivados halogenados anaerobia del de metano las algas (CH3Cl, produce CH3Br, CH3I, ...). La descomposicin tambin compuestos

organohalogenados.

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Una vez en el aire el metano sufre una oxidacin fotoqumica, produciendo CO y O3 de la que procede la mayor parte del vapor de agua de la atmsfera:

CH 4 ( g )CLASIFICACIN DE HIDROCARBUROS: Alcanos o parafinas (C-C):

O2

h

CO( g )

O3

H 2O( g )

Son hidrocarburos saturados que a travs de reacciones fotoqumicas dan lugar a radicales de alquilo, que son especies extremadamente reactivas, que reaccionarn con una molcula de O2 creando perxidos u oxidndose:

CH 4Alquenos u olefinas (C=C):

h

CH 3 H

Son hidrocarburos con dobles enlaces y ms reactivos que los alcanos. Reaccionan mediante reacciones de adicin al doble enlace. Son precursores de aldehdos y cetonas. Hidrocarburos aromticos: En el aire intervienen en reacciones de sustitucin del hidrgeno por otro grupo funcional y su reactividad se encuentra entre los dos grupos de hidrocarburos anteriores. Por s solos se consideran muy contaminantes. Acetilenos de cadena larga (C C). Hidrocarburos oxigenados. Aldehdos y Cetonas (C=O). El formaldehdo y la acrolena son los dos ms contaminantes. Son molestos ya que irritan los ojos. Presentan una absorbancia intensa de las energas entre 300 y 700 nm., siendo el doble enlace al O el que absorbe la energa. REACCIONES PRINCIPALES DE HIDROCARBUROS: Las reacciones ms importantes en las que intervienen los hidrocarburos son:

Parafinas

O R HO O3 sin interes HO R H 2 O 24

O R RCO Olefinas O3 RCO RO aldehdo HO HOR



Aromticos

R HO O3 sin interes HO R H 2 O

O

O Aldehdos O3 HO

RCO

HO

sin interes RCO H 2

Radicales:

R alquilo

RCO

acilo

RO alcoxilo

HOR

Hidroxialquilo

Rarom arilo

PRINCIPALES HIDROCARBUROS PAHs (HC aromticos polinucleares) Es una vasta familia de HC que tiene como estructura base el anillo bencnico. Estn formados por anillos condensados. Los PAHs que ms comnmente nos vamos a encontrar como contaminantes son:

NAFTALENO

FENANTRENO

PIRENO

BENZOPIRENO

BENZOANTRACENO

El naftaleno se usa para ahuyentar las polillas. La actividad de este tipo de compuestos se basa en su volatilidad. Ahora se usa el diclorobenceno en vez del naftaleno. Estos contaminantes estn asociados a la combustin incompleta del carbn, de la madera, ... En todos los procesos de combustin de residuos animales se generan estos HC (plumas de pollo, grasas, etc.). Tambin en procesos de incineracin de residuos plsticos, tipo polietileno, se forman PAHs. El grafito es el PAHs por excelencia. En su periferia solo hay H lo que provoca que sea una especie muy absorbente de molculas orgnicas y se usa con ese fin. Los filtros de grafito se utilizan para retener contaminantes orgnicos y para potabilizar el agua.

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GRAFITOLos PAHs con menos de 4 anillos son los ms problemticos, porque se presentan en la atmsfera en forma gaseosa (son muy voltiles). Cuando tienen ms de 4 anillos pueden estar en fase lquida o en fase slida. Para emitirse a la atmsfera, o se absorben en molculas de holln (carbn activo) o se dispersan en forma de aerosoles. Se les asocia a procesos cancergenos por su interaccin con el cuerpo humano. Una de las especies oxidantes presentes en el aire es el oxgeno singlete (estado oxidado del O2) y esta especie se adiciona fcilmente a un doble enlace dando lugar a un epxido. El epxido es muy inestable y en presencia de molculas de agua se abre formando un diol. Este diol formar un epxido de nuevo en presencia de oxgeno singlete, que en medio cido da lugar a un catin estable. Estos cationes pueden incorporarse a una molcula de ADN e inducir mutaciones en la molcula.

O2 +

O2 +

O

H2O

HOH

H

OH

H OH

H

OH

H

+

OH H

O

OH

OH

H

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Las actividades que fundamentalmente emiten PAHs son: Los gases de escape de los motores de combustin de gasolina, y especialmente los de motor diesel, que emiten PAHs con grupos nitro (nitropireno y dinitropireno), ambos altamente cancergenos. Alquitrn del humo de los cigarrillos. Vertidos de las industrias papeleras. La superficie quemada de los alimentos. Humo procedente de la combustin de la madera y el carbn (procesos de combustin donde el carbono no es transformado totalmente en CO y CO2). Se da la polimerizacin de fragmentos de HC, sobre todo cuando hay deficiencia de O2. Los problemas que generan son: Mutaciones en el ADN. Malformaciones en los embriones de la embazadas. Problemas de fertilidad. Para evitar las emisiones, lo mejor es utilizar filtros (carbn activo, zeolitas, etc.). PCBs (Bifenilos policlorados) Hacen referencia a un grupo de compuestos qumicos policlorados de naturaleza orgnica muy utilizados en la industria; y debido a la mala gestin de los residuos que contienen PCBs, es lo que ha dado lugar al problema medio ambiental. Su estructura base es:

Cl

Llevan sustituidos H por Cl. No son bencenos condensados.

Se caracterizan por su persistencia en el medio ambiente, son muy estables a temperaturas moderadas, y a la luz que reciben de la atmsfera (no sufren reacciones fotoqumicas). Son insolubles en agua pero muy solubles en materia orgnica y medios lipfilos; por eso se les considera bioacumulativos, se acumulan en los tejidos grasos de animales y plantas.

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A nivel industrial se sintetizan a partir del benceno, por calentamiento en presencia de un catalizador de Pb.

H

H

(calor)

Pb

+ H2

En las gasolinas y combustibles para motores diesel, cuando se usa como antidetonante el Pb, se forman bifenilos, que son emitidos directamente a la atmsfera. Los que poseen mejores propiedades industriales son los bifenilos policlorados, que se forman a partir de un bifenilo, clorados con Cl2 (g) en presencia de un catalizador de Fe+3, como FeCL3. Cuanto ms cloro est inicialmente presente y cuanto mayor sea el tiempo de reaccin, mayor es la extensin (en promedio) de la cloracin de la molcula bifenilo.

ClCl2 FeCl3

Cl

As se forma una familia de PCBs, que tienen como frmula empirca C12H10-MClM (1

apuntes de quimica del medio ambiente

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