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Agencia de Protección AmbientalMinisterio de Ambiente y Espacio Público

CALIDAD DE AIRE EN LA CIUDAD DE BUENOS AIRES

Monitoreo de líquenescomo bioindicadores de contaminación

Ministerio de Ambiente y Espacio Público

Agencia de Protección Ambiental

CALIDAD DE AIRE EN LA CIUDAD DE BUENOS AIRESMonitoreo de líquenes como bioindicadores de contaminación

Índice

1. Conceptos generales de Educación Ambiental1.1 Ambiente

1.2 Problemática ambiental

2. Calidad del recurso aire2.1 Composición de la atmósfera2.2 Las funciones de la atmósfera

2.3 Fuentes de emisiones naturales y antrópicas2.4 Contaminación del aire

2.5 Efectos ambientales 2.6 Límites de concentración de contaminantes atmosféricos y reglamentación de la Ciudad

2.7 Métodos de monitorización: instrumental y bioindicación

3. Bioindicación3.1 ¿Qué es un líquen?

3.2 Hongos. Biología y ecología 3.3 Algas y cianobacterias. Biología y ecología

3.4 Líquenes. Biología y ecología3.5 Tipos de reproducción

3.6 Tipos morfológicos y su resultado adaptativo3.7 ¿Cómo afecta la contaminación a los líquenes?

3.8 Los líquenes como bioindicadores de calidad de aire 3.9 Sucesión ecológica y su importancia como indicadores de contaminación

3.10 Ventajas y desventajas de la aplicación de los bioindicadores

4. Bibliografía

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Autores Sonia Cabrera, Gabriel Giacobone

Jefatura de Información y Formación AmbientalUnidad de Relaciones Institucionales, Comunicación e Información


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1. CONCEPTOS GENERALES DE EDUCACIÓN AMBIENTAL

“La Educación Ambiental promueve procesos orientados a la construcción de valores, conocimien-tos y actitudes que posibiliten formar capacidades que conduzcan hacia un desarrollo sustentable basado en la equidad y justicia social, el respeto por la diversidad biológica y cultural”. (Ley Nº 1687/05)

La Educación Ambiental se define como “un proceso permanente a través del cual los individuos y la comunidad toman conciencia de su medio y adquieren los conocimientos, los valores, la compe-tencia, la experiencia y la voluntad de actuar en forma individual o colectiva en la resolución de los problemas ambientales presentes y futuros” (Tbilisi, 1977).

Sus objetivos más importantes son:

Promover una clara conciencia y preocupación sobre la interdependencia económica, social, •política y ecológica en áreas urbanas y rurales.

Proveer a cada persona de oportunidades para adquirir los conocimientos, valores, actitudes, •compromisos y habilidades necesarios para proteger y mejorar el ambiente, y para el logro de los objetivos del desarrollo sustentable.

Crear en los individuos, grupos y la sociedad entera, nuevos patrones de comportamiento y •responsabilidades éticas hacia el ambiente (Tbilisi, 1977).

Principios de la Educación Ambiental1:

Considera el ambiente en su totalidad: tanto el natural como el construido por el hombre, inclu-•yendo aspectos ecológicos, políticos, económicos, sociales, legislativos, culturales y estéticos.

Constituye un proceso continuo que dura toda la vida.•

Tiene un enfoque interdisciplinario y transversal.•

Enfatiza la activa participación de la gente en la prevención y resolución de problemas ambien-•tales.

Considera las cuestiones ambientales en su dimensión presente y futura.•

Estudia las cuestiones ambientales a escala global y toma en cuenta las diferencias regionales.•

Analiza las cuestiones del desarrollo y crecimiento económico desde una perspectiva ambien-•tal.

Promueve el valor de cooperar en el ámbito local, nacional e internacional.•

La complejidad de las temáticas ambientales requiere de un abordaje pedagógico transversal e interdisciplinario, caracterizado por un enfoque sistémico y holístico propio de las cuestiones ambientales.

1 Damin, R. y Monteleone, A., Temas ambientales en el aula. Una mirada crítica desde las ciencias sociales., Editorial Paidós, Buenos Aires, Argentina, 2002

La educación ambiental debe ser entendida como un aprendizaje para la sostenibilidad; es un proceso basado en valores para la transformación social.


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1.1 Ambiente

Es un sistema complejo que resulta de la interacción de dos sistemas menores, el natural y el sociocultural.

Las relaciones que se dan entre ambas partes implican procesos de creación cultural y tecnoló-gica, y procesos históricos y sociales de transformación del medio natural y del construido.

El ambiente como definición, es una construcción social.

Relación Sociedad-Naturaleza:

La naturaleza como fuente de recursos:• la comunidad toma del ambiente los recursos natu-rales, a los que suma otro tipo de recursos (humanos, tecnológicos o financieros) para obtener los productos que le permiten satisfacer sus necesidades.

La naturaleza como receptora de desechos:• en el proceso descrito, la sociedad no aprove-cha la totalidad de lo que toma de la naturaleza, sino que, a lo largo de la cadena productiva y en su vida cotidiana, genera una gama de desechos que indefectiblemente retornan al ambien-te en forma de residuos, emisiones y efluentes.

La naturaleza como objeto de estudio• : el hombre investiga los componentes y procesos naturales para alcanzar su comprensión y poder así ejercer un uso y una gestión correcta de la naturaleza.

La naturaleza como medio de esparcimiento:• los sitios naturales ofrecen al hombre espa-cios de recreación y contemplación para su disfrute y esparcimiento.

1.2 Problemática ambiental

Según el Programa Argentina Sustentable (PAS) “en la interacción sociedad/naturaleza, existen nu-merosos y diversos grados de afectación mutua. Más allá de la complejidad e interdependencia de éstas relaciones, expresan diferentes modos de apropiación, uso y significado del territorio. Cuando las formas culturales de apropiación de la naturaleza implican un quiebre, agresión, amenaza o im-pactos negativos, en general, a los ecosistemas y a las sociedades, hay problemática ambiental” 2.

También se podría definir como: “aquellas interrelaciones entre la sociedad y el medio físico (trans-formado o no) que generan directa o indirectamente consecuencias negativas sobre la salud de la población presente y/o futura, sobre sus actividades y relaciones sociales, sobre los componentes de la flora y la fauna, y pueden alterar las condiciones estéticas y sanitarias del ambiente” (Di Pace y Reese, 1999).

2 www.ambiente.gob.ar

COMPONENTE

Nitrógeno

Oxígeno

Dióxido de Carbono

Argón

Neón

Helio

Criptón

Xenón

Hidrógeno

Metano

Óxido Nitroso

Vapor de Agua

Ozono

Partículas

78.084

20.946

0.033

0.934

0.0018

0.000524

0.000114

0.000008

0.01

0.0002

0.00005

Variable

Variable

Variable

(N2)

(O2)

(CO2)

(Ar)

(Ne)

(He)

(Kr)

(Xe)

(H2)

(CH4)

(N2O)

(H2O)

(O3)

CONCENTRACIÓN APROXIMADA %/vol.

TABLA 1Composición de la atmósfera expresada como porcentaje en volumen

Fuente: Seinfield, J.H., Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution, J. Wiley & Sons, 1986


4

2. CALIDAD DEL RECURSO AIRE

2.1 Composición de la atmósfera

La atmósfera es la capa de aire que rodea la Tierra. Por aire entendemos a la mezcla homogé-nea de gases y partículas en suspensión. Esta mezcla no posee una forma definida sino que se esparce y llena todo el espacio disponible de manera que nada está realmente vacío. Tampoco puede escapar hacia el espacio exterior de la atmósfera dado que la fuerza de gravedad evita que se aleje de la Tierra.

En la actualidad el aire constituye uno de los recursos básicos de todo ser vivo. Por minuto una persona respira en promedio unas 17 veces. Inhalando y exhalando aproximadamente medio litro de aire, así por día nuestros pulmones filtran unos 720 litros (15kg) de aire3.

En nuestros días la atmósfera contiene principalmente un 78% de nitrógeno (N2), un 20,9% de oxígeno (O2), 0,9% de argón (Ar2), estando presentes asimismo otros componentes naturales.

3 FARN, Calidad de Aire y Ruidos en la Ciudad de Buenos Aires, Proyecto Buenos Aires Sustentable, 2000.

C A P A S D E L A A T M Ó S F E R A

E X O S F E R A

Sputnik I

Naves enórbita terrestre

Inicio de la ionosfera

Auroras polares

nrrnr

s ente

avesrbita ar

NórNóNóóóóNóóóóóóNóóóóóóó

Inicio de la ionosfera

Alt

itu

d k

iló

me

tr

os

Te

mp

er

at

ur

a (

°C

)

Aviones super sónicos

Aviones areacción

Nubes de tipo nimboFenómenos de

precipitaciónMonte Everest

8848 m

Estrellas fugaces

Globosmeteorológicos

Nubes generadaspor explosiones

atómicas

Contaminantes

500

80

50

12 60

20

5

95

1000

M E S O S F E R A

IMAGEN 1Estructura general de la atmósfera

Agencia de Protección Ambiental | Basado en www.educa.madrid.org

RAYOS XRAYOS GAMMA

Nubes luminiscentes

I O N O S F E R A

Gases N2 y H2

RAYOS UV

E S T R A T O S F E R A

Globostripulados

Ó S F E R A

RAYYYYYYYAYYYYYYYYYRARARARARARARRRARARAAAAAAAAAAAAYAYAYYYYYYAYOSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOSOOSOOSOOSOS

((C

(°CNubes luminiscentes

A lAAAAAAAAAAAAAAA lAAAAAAAAAAAAA lAAAAAAAAAAAAAAuroras polaresuuuuuAuAAuAAAAAAAAAAAAA ooooororororururuuuAuAuAuAAAAA ppp

)))

11111111000YOSS XSYYYYYOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOSSSSSSSSSSSSSSSS GAAMMAAASSSSSSSSSSSSSSS GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGA

IR

T R O P O S F E R A


5

La concentración de la mayoría de los constituyentes del aire permanece casi constante debido a los fenómenos de mezcla, las únicas excepciones son el ozono (O3), el vapor de agua y las partículas.

La atmósfera no es homogénea y pueden reconocerse en ellas varias capas o estratos que se diferencian entre sí por presentar variaciones en parámetros físico-químicos tales como la tem-peratura y la presión.


6

2.2 Funciones de la atmósfera

Filtro protector

Esta función es vital ya que en la atmósfera se absorbe la mayor parte de la radiación electro-magnética nociva emitida por el Sol, en la que son importantes dos regiones:

Una de ellas es la• Ionosfera que absorbe las radiaciones electromagnéticas con mayor energía y por lo tanto la que mayor daño puede provocar a la vida, como son los rayos X y Gamma por medio del hidrógeno y el nitrógeno. Gases que componen ésta capa.

La otra región preponderantemente filtradora es la • Estratosfera que posee la misma cantidad de gases que la Troposfera pero dispuestos en estratos, en donde el más conspicuo es la capa de Ozono que se encuentra entre los 20 y 50Km filtrando la mayor cantidad de radiación UV.

Del total de radiación solar que incide sobre la Tierra, aproximadamente sólo un 50% llega a la superficie. Del otro 50%, un 20% es absorbido por las nubes y gases atmosféricos (ejemplo de esto es el ozono estratosférico) y el otro 30% se pierde hacia el espacio (la atmósfera dispersa un 6%, las nubes reflejan un 20% y el suelo refleja el otro 4 %)4.

Regulación térmica

La radiación que llega a la superficie terrestre produce que ésta se caliente emitiendo rayos infra-rrojos (IR). Ésta radiación devuelta por la tierra y la biosfera es reflejada por los gases de efecto invernadero (GEI) provocando que gran parte sean capturados. Este efecto amortigua la tempe-ratura evitando los extremos térmicos.

El efecto invernadero natural es un fenómeno asociado al hecho de que ciertos gases presentes en la atmósfera son capaces de reflejar radiación IR (calor); algunos de estos GEIs son: vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O); todos transparentes a la luz visible del sol, pero no a la luz infrarroja emitida por la superficie terrestre, reemitiéndola hacia la Tierra y aumentando la temperatura de ésta. La mayoría de esos gases proceden de fuentes naturales, aunque la proporción de emisiones de tipo antropogénico en los últimos 200 años no cesa de aumentar5. La cantidad de calor “atrapado” dependerá de la concentración de los GEI en la atmósfera.

Gracias a la capacidad de la atmósfera de retener gran parte de la radiación infrarroja (efecto invernadero), se mantiene una temperatura media de equilibrio de 15ºC, muy superior a los –18ºC

previstos de no registrarse esa absorción por los gases traza de efecto invernadero.

4 CEPIS; Curso de Autoinstrucción, Conceptos Básicos de Meteorología de la Contaminación del Aire, traducido y adaptado de “SI: 409 Basic Air Pollution Meteorology Course” (U.S. EPA). http://www.cepis.org.pe/bvsci.5 Guggenheim, D., Gore, A., La Verdad Incómoda, ed. Pauamount Home Entertainment 2005.

Wikipedia Nasa Earth Observatory

Imagen 2Incendios de pastizales en el Delta del Paraná

Imagen 3Fuentes de emisión de gases

Agencia de Protección Ambiental Ministerio de Ambiente y Espacio Público


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2.3 Fuentes de emisiones naturales y antrópicas

Las fuentes de emisión de gases son diversas, la atmósfera se puede contaminar por factores na-turales como incendios forestales o pastizales, erupciones volcánicas y radiaciones solares, pero el mayor índice es provocado de manera directa o indirecta, por las actividades antrópicas.

Las fuentes de contaminantes causados por actividades humanas se pueden clasificar en:

Fuentes fijas puntuales: son aquellas que poseen una dimensión espacial determinada puntual, •o superficialmente acotada. Por ejemplo proveniente de la actividad industrial y la construc-ción, actividades comerciales, agropecuaria, doméstica.

Fuentes fijas lineales: definidas así porque poseen una dimensión predominante (largo) sobre •la otra (ancho), por ejemplo vías de acceso (autopistas, avenidas, vías de ferrocarril o subte), cableados de alta tensión.

Fuentes móviles: fuentes que no pueden ser acotadas a un punto o superficie fija, ejemplo de •esto es el transporte en general tomado como entidades discretas (aéreo y terrestre principal-mente), manifestaciones móviles.

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2.4 Contaminación del aire

La OMS define al aire contaminado como “el aire en cuya composición existen una o varias sus-tancias extrañas, en cantidades y durante un período de tiempos tales, que pueden resultar nocivas para el hombre, los animales, las plantas o la tierra”6.

En la legislación de la Ciudad de Buenos Aires se define como contaminante a: “cualquier agente físico, químico o biológico capaz de producir contaminación ambiental”. Y por contaminación se en-tiende: “la presencia en el ambiente de cualquier agente físico, químico o biológico, o de una combi-nación de varios agentes, en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, seguridad o bienestar de la población o perjudiciales para la vida animal o vegetal, o impidan el uso o goce de las propiedades y lugares de recreación”7.

Clasificación de los contaminantes según su origen

Si tenemos en cuenta el origen de los contaminantes químicos estos se pueden clasificar en contaminantes primarios y secundarios8.

Contaminantes primarios: son aquellos que se emiten a la atmósfera directamente de la fuente •y mantiene la misma forma química. Pueden ser gaseosos o particulados. Los contaminantes primarios atmosféricos son: los óxidos de carbono (Dióxido y Monóxido de carbono, CO2

y CO respectivamente), de azufre, de nitrógeno, y los compuestos halogenados. Los com-puestos orgánicos volátiles (COV) se los puede incluir dentro de los más tóxicos.

Contaminantes secundarios: son aquellos compuestos que se forman en la atmósfera a partir •sus propios elementos sumados a contaminantes primarios. Entre ellos se destacan los oxi-dantes fotoquímicos (que son producto de gases primarios y la radiación solar) como los NOX o el ozono (O3) que es el componente principal del smog fotoquímico.

También pueden tomarse como contaminantes secundarios a los ácidos nítricos y sulfúricos originados de compuestos oxidados de nitrógeno y azufre que reaccionan con la humedad am-biente.

6 Fundación Ciudad, Aire y Ruido en Buenos Aires. Guía de trabajo Foro Aire y Ruido en Buenos Aires, noviem-bre de 1999. 7 Ordenanza 39025/83 Código de Prevención de Contaminación Ambiental.8 CEPIS; Curso de Autoinstrucción, Control de Contaminación del Aire, traducido y adaptado de “SI: 422 Air Pollution Orientation Course” (U.S. EPA). http://www.cepis.org.pe/bvsci

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Imagen 4Contaminantes primarios y secundarios

Contaminantes Primarios:

La mayoría de losHidrocarburos

CO

SOx NOx

Aquellos procedentes directamente de las fuentes de emisión

H2SO4 HNO3

Contaminantes Secundarios:

Aquellos originados en el aire por interacción entre dos o más contaminantes prima-rios, o por sus reacciones con los constituyentes normales de la atmósfera

O3


9

Los contaminantes químicos también se han clasificado como contaminantes criterio y contaminantes peligrosos9.

Los contaminantes criterio: son aquellos para los cuales se han establecido normas argentinas nacionales de calidad del aire. Los contaminantes criterio se han identificado como comunes y perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres humanos. Se les llamó contaminantes criterio porque fueron objetos de estudios de evaluación publicados en documentos de criterios de calidad del aire.

En el nivel internacional los contaminantes criterio son:

Monóxido de carbono (CO)•

Óxidos de azufre (SO• X)

Óxidos de nitrógeno (NO• X)

Ozono (O• 3)

Plomo (Pb) (en la actualidad el plomo de las naftas es reemplazado por Benceno)•

Material particulado•

9 CEPIS; Curso de Autoinstrucción, Control de Contaminacion del Aire, traducido y adaptado de “SI: 422 Air Pollution Orientation Course” (U.S. EPA). http://www.cepis.org.pe/bvsci.


10

Los contaminantes peligrosos: incluyen los compuestos orgánicos volátiles (COV), el asbesto, el cloruro de vinilo (como por ejemplo el PVC) y el mercurio.

La concentración de los contaminantes atmosféricos suele expresarse en 3 tipos de unidades.

La primera unidad empleada para contaminantes gaseosos, es la de partes por millón sobre volumen, y cuyo símbolo es ppm. Algunas veces, para determinar la concentración de sustancia química en un volumen se utilizan las partes por billón (ppb).

La segunda unidad de concentración frecuentemente utilizada está basada en el peso por uni-dad de volumen de aire es ug/m³ (microgramos por metro cúbico). Se utiliza para las partículas y gases.

La tercera unidad, solo utilizada en la legislación de la Ciudad de Buenos Aires, es mg/m³ (mili-gramos por metro cúbico) según la Ordenanza 39.025/83 en el código de prevención de la con-taminación ambiental de la Ciudad de Buenos Aires.

Los tres tipos son utilizados tanto por la EPA, la OMS o en Argentina y se utilizará indistintamente dependiendo del tipo de contaminante que se esté midiendo.

2.5 Efectos ambientales

A nivel global los contaminantes químicos inciden en el efecto invernadero natural; así mismo va-rios de ellos contribuyen a la pérdida de ozono estratosférico evidenciado en el adelgazamiento de la capa en las regiones polares y pueden producir efectos nocivos como lluvia ácida en zonas alejadas a kilómetros de las fuentes de emisión por transporte eólico.

Los efectos pueden verse a diferentes escalas.

En una menor escala, a nivel local, las consecuencias más comunes con la vida cotidiana se demuestran como pérdida de visibilidad o tinción de los edificios por el material particulado en suspensión, producto de la gran cantidad de gases que se desprenden de la combustión de au-tomóviles, industrias o quemas en general.

Aumento del efecto invernadero

El efecto invernadero se produce de manera natural y es sumamente necesario para la vida en el planeta Tierra. No obstante, desde la revolución industrial, período comprendido entre la segunda mitad del siglo XVIII y principios del XIX; la concentración de GEIs en la atmósfera ha aumentado de manera exponencial10. Según el Informe de Síntesis 2007 del IPCC sobre cambio climático: “Las concentraciones atmosféricas mundiales de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) han aumentado notablemente por efecto de las actividades humanas desde 1750, y son actualmente muy superiores a los valores preindustriales”11.

El CO2 es el GEI de origen antrópico más importante y sus emisiones anuales han aumentado en torno a un 80% entre 1970 y 200412.

10 Guggenheim, D., Gore, A.: “La Verdad Incómoda”; Ed. Pauamount Home Entertainment, 2005.11 Pachauri, R. K., Reisinger, A., (directores de la publicación), Cambio climático 2007: Informe de síntesis. Con-tribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Cuarto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, p. 2, IPCC, Ginebra, Suiza, 2007.12 Pachauri, R. K., Reisinger, A., (directores de la publicación), Cambio climático 2007: Informe de síntesis. Con-tribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Cuarto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, p. 5, IPCC, Ginebra, Suiza, 2007.

www.ucm.es

Imagen 6Efecto de la lluvia ácida sobre bosques

Imagen 5Retroceso de los Glaciares

Glaciar Upsala, Patagonia Argentinaelsofista.blogspot.com


11

Lluvia ácida

El pH natural de la lluvia oscila entre 5 y 5,7. Este efecto se produce por el contenido de dióxido de carbono (CO2), gas que en contacto con la hu-medad atmosférica forma ácido carbónico. Se considera que la lluvia es ácida cuando su pH es menor a 5.

Algunos contaminantes químicos atmosféricos como NOX, SOX y el aumento de éstos junto al incremento de CO2, contribuyen a que éste pH disminuya aún más, dando como consecuencia distintos tipos de deposiciones ácidas al reaccio-nar con el vapor de agua, precipitando de forma húmeda o seca13 en aguas, suelos, como tam-bién corroyendo por oxidación, construcciones y monumentos. Una de las consecuencias más llamativas es el impacto negativo que producen en la vegetación quemando y diluyendo la capa protectora de la superficie expuesta de las hojas y metiéndose en el interior de la misma despro-vista de protección. Un ejemplo importante a nivel mundial es la llamada “muerte de los bosques”, el ejemplo más conocido es el de la Selva Negra en Alemania14. Está demostrado que en ecosistemas acuáticos la acidi-ficación puede ocasionar la desaparición de plancton y organismos autótrofos en general.

13 Puede ocurrir que la deposición ácida se produzca pero con bajo contenido de agua en comparación con el contaminante denominada “deposición ácida seca o mezclada”, con mayor cantidad de agua la precipitación se la deno-mina lluvia ácida, o nieve ácida.14 Nebel, B. J., Wright, R. T.: Ciencias Ambientales. Ecología y desarrollo sostenible, p. 405, cap. 16 6ta ed. Pren-tice Hall, México 1999.

Contaminante

Ozono (O3)

Dióxido de Azufre (SO2)

Óxido de Nitrógeno (NOX)

Monóxido de Carbono (CO)

Partículas suspendidas totales y PM10

Daña la vegetación

Causa lluvia ácidaMata la vida acuáticaDaña los bosquesDeteriora edificios y monumentosForma smog fotoquímico

Forma lluvia ácidaDeteriora los edificios y monu-mentosDaña los bosquesForma smog fotoquímico

Forma smog fotoquímico

Reduce la visibilidadDaña los cultivosTiñe edificios y monumentos

Lesiones pulmonaresIrritación de los ojosProblemas respiratorios

Irritación de los ojosLesiones pulmonaresInfecciones en tracto respiratorioBronco-espasmo

Lesiones pulmonaresIrritación ocularInfección de vías respiratoriasExacerbación del asma

Reduce el transporte de O2 sanguíneoDolores de cabezaMenor claridad mentalNáuseas y vómitosFatigaLesiones cardíacas Muerte

Lesiones pulmonaresIrritación de los ojos

Efectos en la salud*Efectos ambientales

TABLA 2Principales contaminantes químicos y efectos ambientales

Elaborado con información de:Nebel, B. J., Wright, R. T.: Ciencias Ambientales. Ecología y desarrollo sostenible, cap. 15 y 16, 6ta ed., Prentice Hall, México 1999.Parker, A.: Contaminación de aire por la industria, cap. 1 y 2, ed. Reverté S.A., España, 1983.Miller, G. T.: Ciencia Ambiental, Preservemos la Tierra, cap. 8 y 9, 5ta ed., Ed. Thomson, 2003.Yassi, Annalee, et all. Salud Ambiental Básica, Serie de textos básicos para la formación ambiental n º 7, cap. 2 y 5, PNUMA, OMS, INHEYM-Ministerio de Salud Pública de Cuba, 2002.Chang, R., Química, cap. 17, 6ta ed. Mc Graw-Hill, 1999.CEPIS; Curso de Autoinstrucción, Control de Contaminación del Aire, lección 4, traducido y adaptado de“SI: 422 Air Pollution Orientation Course” (U.S. EPA). http://www.cepis.org.pe/bvsci.

*Los efectos sobre la salud dependen de la concentración del contaminante, así como también del período de exposición del individuo.


12

O3 troposférico

Anteriormente nos referimos a la formación de O3 troposférico como el mayor componente del smog fotoquímico. Este compuesto posee una alta capacidad oxidativa provocando envejeci-miento del tejido epitelial, mayormente la zona superior de las vías respiratorias donde se ma-nifiesta como irritación faríngea o secreción nasal. Otros de los síntomas son tos, silibancia, dolores pectorales, cefálicos y fatiga.

Los efectos son acumulativos aunque puede haber cierta tolerancia reduciéndose los síntomas, luego de días de exposición.

Otros gases

Como dijimos, los contaminantes criterio son aquellos para los cuales se han establecido normas nacionales de calidad del aire. Entre ellos encontramos el monóxido de carbono (CO), el ozono (O3), los óxidos de azufre (SO2), el material particulado, los óxidos de nitrógeno (NO2) y el plomo (Pb).

En el siguiente cuadro se presenta de manera sintética los principales efectos que estos conta-minantes ejercen sobre el ambiente y la salud humana:

2.6 Límites de concentración de contaminantes atmosféricos y reglamen-tación de la Ciudad.

Contaminante

Ozono (O3)

Dióxido de Azufre (SO2)

Óxido de Nitrógeno (NOX)

Monóxido de Carbono (CO)

Partículas suspendidas totales y PM10

Plomo (Pb)

COV

Daña la vegetación

Causa lluvia ácidaMata la vida acuáticaDaña los bosquesDeteriora edificios y monumentosForma smog fotoquímico

Forma lluvia ácidaDeteriora los edificios y monu-mentosDaña los bosquesForma smog fotoquímico

Forma smog fotoquímico

Reduce la visibilidadDaña los cultivosTiñe edificios y monumentos

Contamina los cultivos y el ganado

Forman lluvia ácidaMata la vida acuáticaDaña los bosquesDeteriora edificios y monumentosForma smog fotoquímico

Lesiones pulmonaresIrritación de los ojosProblemas respiratorios

Irritación de los ojosLesiones pulmonaresInfecciones en tracto respiratorioBronco-espasmo

Lesiones pulmonaresIrritación ocularInfección de vías respiratoriasExacerbación del asma

Reduce el transporte de O2 sanguíneoDolores de cabezaMenor claridad mentalNáuseas y vómitosFatigaLesiones cardíacas Muerte

Lesiones pulmonaresIrritación de los ojos

Lesiones cerebrales y renalesDaño SNCTrastorno de aprendizaje

Cefaleas, Vértigo y NáuseasLesiones pulmonaresIrritación de vías respiratorias superioresDepresores del SNCCarcinogénico

Efectos en la salud*Efectos ambientales

TABLA 2Principales contaminantes químicos y efectos ambientales

Elaborado con información de:Nebel, B. J., Wright, R. T.: Ciencias Ambientales. Ecología y desarrollo sostenible, cap. 15 y 16, 6ta ed., Prentice Hall, México 1999.Parker, A.: Contaminación de aire por la industria, cap. 1 y 2, ed. Reverté S.A., España, 1983.Miller, G. T.: Ciencia Ambiental, Preservemos la Tierra, cap. 8 y 9, 5ta ed., Ed. Thomson, 2003.Yassi, Annalee, et all. Salud Ambiental Básica, Serie de textos básicos para la formación ambiental n º 7, cap. 2 y 5, PNUMA, OMS, INHEYM-Ministerio de Salud Pública de Cuba, 2002.Chang, R., Química, cap. 17, 6ta ed. Mc Graw-Hill, 1999.CEPIS; Curso de Autoinstrucción, Control de Contaminación del Aire, lección 4, traducido y adaptado de“SI: 422 Air Pollution Orientation Course” (U.S. EPA). http://www.cepis.org.pe/bvsci.

*Los efectos sobre la salud dependen de la concentración del contaminante, así como también del período de exposición del individuo.

Imagen 7

Fuente: Coordinación de Gestión Ambiental, 2007 Agencia de Protección Ambiental


13

En la Ciudad de Buenos Aires está en vigencia la Ley Nº 1356, de Calidad Atmosférica, la misma tiene por objeto la regulación en materia de preservación del recurso aire y la prevención y con-trol de la contaminación atmosférica, para orientar las políticas y planificación urbana en salud y ejecutar acciones correctivas o de mitigación; estableciendo los límites de emisión.

Contaminante

Dióxido de azufre

Material particulado en suspensión

Monóxido de Carbono

SO2

CO

0.08

0.365

1.3

0.03

0.14

0.5

Media aritmética anual

Promedio 24 h

Promedio 3 h

Primario

Primario

Secundario

Tipo de norma*Símbolo mg/m3 ppm Período

TABLA 3Estándares de calidad de aire ambiental (Ley Nº 1.356) para contaminantes criterio

Fuente: Ley Nº 1.356 de Calidad Atmosférica, Boletín Oficial Nº 2000* Las normas se dividen en:Primarias: se refiere a la protección de la salud de la población.Secundarias: se refiere a la protección de los recursos naturales y el ambiente.

PM10

O2

0.050

0.15

0.015

0.065

9

35


Promedio 24 h


Promedio 24 h

Primario y Secundario


10

40

Promedio 8 h

Promedio 1 h

Primario

Primario

Ozono0.08

0.12

0.157

0.235

Promedio 8 h

Promedio 1 h



NO2

PB

Dióxido de Nitrógeno

Plomo

0.0530.100

0.0015


Promedio trimestral



Imagen 8Red de monitoreo de calidad de aire de la Ciudad

Agencia de Protección Ambiental


14

2.7 Métodos de monitorización: instrumental (Red de monitoreo de calidad atmosférica) y bioindica-ción.

Para monitorear la calidad de aire existen di-versos métodos; de manera general podemos clasificarlos en:

instrumentales: aquellos que se realizan me-diante el empleo de instrumentos y aparatos tecnológicos. Por ejemplo, Red de Monitoreo de la Calidad de Aire de la Ciudad de Buenos Aires.

bioindicadores: empleando diferentes orga-nismos como indicadores de la calidad del aire.

Imagen 9Hongos

Hifas del hongo Aureobasidium pullalansBiology, Dimorphic Structures, Copyright © University of Sydney

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3 Bioindicación 3.1. ¿Qué es un líquen? Un líquen es una asociación simbiótica entre un hongo (Reino Fungi) y un organismo fotosintético como un alga (Reino Protista) o una cianobacteria (Reino Monera)15.

“La simbiosis es una asociación íntima y a largo plazo entre organismos de dos especies diferentes. Las relaciones simbióticas prolongadas pueden dar como resultado cambios evolutivos profundos en los organismos que intervienen, como en el caso de los líquenes, una de las simbiosis más anti-guas y ecológicamente más exitosas. Se considera generalmente que existen tres tipos de relaciones simbióticas: el parasitismo, el mutualismo y el comensalismo”16. En el caso de los líquenes el tipo simbiótico es mutualista ya que los dos organismos se ven beneficiados por la asociación.

3.2. Hongos. Biología y ecología Básicamente los hongos son organismos heterótrofos de tipo saprótrofo (descomponedores de materia orgánica). Desempeñan un papel ecológico importante como descomponedores aunque también varios son parásitos de muchos tipos de organismos. “Por otra parte, son de gran utilidad en la industria de la fabricación de vinos, quesos, pan, medicamentos, productos biotecnológicos y en el control biológico de plagas y enfermedades17.

Son organismos que no poseen movilidad propia en ninguna parte de su ciclo de vida dispersán-dose, las esporas, por medio del viento o la lluvia.

No poseen tejidos verdaderos sino que sus Talos (aparato vegetativo poco diferenciado) están formados por un conjunto de células originadas de una espora y que al dividirse forma una hifa (filamento de células fúngicas), el conjunto de hifas forman una masa denominada micelio que muchas veces hasta pueden tener distinto origen genético (provenientes de varios individuos distintos). Las hifas crecen por sus extremos y las funciones fisiológicas como absorción de nu-trientes, producción de proteínas, etc., se pueden producir en todo el micelio.

Varios son los hongos que forman líquenes, pero mayormente pertenecen a la clase Ascomycete (98% de los líquenes conocidos)18.

15 Raven, P. et al. Introducción a la Botánica; cap. 13 p. 211, ed Reverté 1991.16 Curtis y Barnes, Biología; Capítulo 53 6º Ed (Español).17 Curtis y Barnes, Biología; Capítulo 29 6º Ed (Español).18 Nash, T. and S. Volkmar Wirth, Lichens, Bryophytes and Air Quality, p. 13, ed. J. Cramer, Berlin-Stuttgart 1988.

Imagen 10Algas

kalipedia.com

Imagen 11Estructura de líquen

Corte de liquen lignícola Lobaria verrucosa (Curtis y Barnes, Biología; Capítulo 29. 6º Ed (Español).


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3.3. Algas y cianobacterias. Biología y ecología.

Tanto las algas como las cianobacterias que se aso-cian con aquellos hongos que forman líquenes, son organismos autótrofos. Poseen pigmentos fotosinté-ticos como la clorofila, y al igual que las plantas su-periores, toman nutrientes (material inorgánico) que transforman en distintos tipos de material orgánico como azúcares, aminoácidos o proteínas gracias a la energía lumínica del Sol.

3.4. Líquenes. Biología y ecología.Un líquen es la asociación simbiótica entre un hongo específico, denominado micobionte (=sim-bionte micótico), y un alga verde o una cianobacteria denominada ficobionte (=simbionte autótro-fo). El producto de esta combinación da un tipo de organismo muy distinto del fotosintético o del hongo independiente, y también son distintas las condiciones fisiológicas en las cuales puede sobrevivir. Los líquenes están muy difundidos en la naturaleza.

Este tipo de asociación puede encontrarse en casi todo tipo de ambiente terrestre. Desde un leño caído en la selva Amazónica, hasta las estepas nórdicas donde son la pastura invernal de los renos, pasando por suelos rocosos de origen volcánico.

Pueden ser colonizadores atacando a la roca desnuda por medio de enzimas o ser organismos apacibles en la corteza de los árboles sin causar el menor daño. ¿Cómo es que éstos organismos tan simples y pequeños pueden sobrevivir en condiciones tan distintas?

Como vimos anteriormente el Fitobionte es un autótrofo que puede producir sus propios com-puestos pero para que ello ocurra será necesario que tenga a disposición sales minerales como óxidos de silicio, carbonatos, al igual que agua para sus procesos fisiológicos. Por otro lado el hongo Micobionte tomará los productos metabólicos del alga como por ejemplo azúcares, proteínas y vitaminas, proporcionándole protección contra la radiación solar y la desecación al formar una especie de estructura gelatinosa que la rodee y reduciendo los extremos térmicos. El hongo también le provee al Fitobionte los precursores metabólicos como las sales inorgánicas, dióxido de carbono de su respiración y el agua que generalmente proviene de la lluvia o el rocío crepuscular.

Al no necesitar grandes cantidades de nutrientes ni agua, y ser un organismo particularmente resistente a los extremos hídricos y térmicos, ecológicamente es un importante colonizador siendo precursor y forma-dor de suelo.

Si los líquenes no tienen raíces ¿cómo es que pueden tomar o absorber tanto agua como nutrientes? La res-puesta es fácil: todos los hongos son organismos que se hidratan y deshidratan fácilmente. En el caso de los Ascomycetes liquenizados, lo hacen por la super-ficie expuesta al aire.

Los líquenes secos tienen entre un 2 a un 10 % de agua. El éxito de los líquenes dependerá de su capa-

Imagen 12Fisión binaria

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Imagen 13Ciclo de vida de un ascomicete

Curtis y Barnes, Biología; Capítulo 29. 6º Ed (Español).


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cidad de desecación rápida ya que al hacerlo cesa la fotosíntesis y pueden estar en un estado de vida latente soportando grandes intensidades lumínicas y extremos de temperatura. Esto es posible porque el Cortex superior se compacta y oscurece protegiendo la zona inferior; por el contrario un liquen húmedo se destruye rápidamente.

Al humedecerse por la lluvia o humedad ambiente, en general pueden incrementar su peso entre 3 a 35 veces. En este proceso se pegan y difunden los distintos gases y partículas. Por capila-ridad pasan a la médula, las partículas orgánicas pegadas son descompuestas por las hifas del hongo. Aquellos gases necesarios para producir la fotosíntesis son absorbidos y llevados a la zona medular donde se encuentra la capa algal por difusión simple.

3.5 Tipos de reproducción

Al ser los líquenes una simbiosis de dos reinos dife-rentes su reproducción y dispersión tiene característi-cas particulares: el hongo se reproduce asexualmen-te por medio de esporas o fragmentación del talo, el alga se reproduce por medio de gemación o fisión binaria.

La fase sexual está supeditada al micobionte desa-rrollando estructuras generalmente en forma de copa típico de Ascomicetes.

De esta manera deberá encontrar su componente fotosintético tempranamente o perecerá. Por el con-trario el alga bajo condiciones óptimas puede vivir y desarrollarse libremente prescindiendo del hongo.

Imagen 14Estructuras reproductivas

Soredio de Ramalina spTormo Molina, R. Lecciones Hipertextuales de Botánica

Ramalina sphttp://lichens.science.oregonstate.edu


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Los primeros registros de existencia de líquenes están citados en Escocia (hace 400 millones de años) y en China (600 millones). Este tiempo ha permitido desarrollar otro tipo de reproducción asexual que incluye a los dos componentes. Estas estructuras particulares denominadas Sore-dios, no son más que una pequeña masa de algas rodeadas por hifas a modo de ovillo. De esta manera es posible formar nuevos líquenes a partir de estas estructuras sin depender del fortuito encuentro de los dos componentes.

En épocas muy secas los talos suelen deshidratarse de tal manera que llegan a quebrarse dejan-do libres pedazos enteros de líquenes que pueden colonizar otros ambientes.

3.6 Tipos morfológicos y su resultado adaptativoLos líquenes no son todos iguales, varían según la especie o el género en colores, tipos de sus-tratos donde se encuentran y en su morfología. El patrón morfológico está dado por el hongo. Así es como podemos hacer una clasificación simple según sean:

Costrosos o crustáceos: (que tienen forma de costra) son aquellos líquenes que poseen la zona o cortex inferior, fuertemente adherida al sustrato y en todo o la mayoría de su superficie.

Folioso: (que tienen forma de hoja) posee bordes extensos y ampliamente lobulados. Tienen una forma de hoja de papel mojada, en donde el cortex inferior está adherido solo en algunas partes al sustrato.

Fruticoso o fruticuloso: son talos ramificados erguidos o pendientes con forma como de peque-ños arbustillos muy largos. Su parte adherida está supeditada a unos pocos milímetros. En un corte transversal es posible que se visualice en la zona medular la capa algal y de manera con-céntrica hacia fuera se disponen capas de hifas laxas y externamente capa de hifas compactas.

Estos tipos morfológicos se pueden ver separados o juntos en un mismo tronco de árbol aunque depende de la calidad de aire.

Imagen 15Liquen Costroso

Imagen 16Liquen Folioso

Agencia de Protección Ambiental Agencia de Protección Ambiental

Imagen 17Liquen Fruticuloso

Imagen 18Tronco de palmera Pindó (Syagrus romanzoffiana) con los tres tipos liquénicos

Agencia de Protección Ambiental Agencia de Protección Ambiental


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3.7 ¿Cómo afecta la contaminación a los líquenes?

Todos los animales tienen varios tipos de mecanismos de eliminación de toxinas (ej. sistema excretor, transpiración), ya sean estos productos tóxicos originados por el propio metabolismo o de ingestión por agentes externos. Las plantas también tienen mecanismos de excreción como transpiración, caída de hojas, etc.

En el caso de los líquenes, la toma de agua y nutrientes se ve facilitada por la hidratación de su superficie foliar. La deshidratación también se da de éste modo pero eliminando solamente agua. “Es bien sabido que los líquenes son muy sensibles a los cambios en la calidad del aire y son especialmente sensibles al dióxido de azufre, fluoruros y compuestos fuertemente oxidantes, como el ozono” 19.

De ésta manera si algún otro compuesto que no pueda ser degradado por el hongo como los compuestos orgánicos volátiles (COV), o aquellos compuestos que junto con el agua formen una precipitación ácida como los óxidos de nitrógeno (NOX) y de azufre (SOX), pueden dañar tanto al hongo como al alga sin tener la posibilidad el liquen, de poder deshacerse de ellos por ninguna

19 Nash, T. and S. Volkmar Wirth, Lichens, Bryophytes and Air Quality, p. 55, ed. J. Cramer, Berlin-Stuttgart 1988.

Imagen 19Relevamiento de Líquenes

Fuente: Elaboración propia, foto tomada en RECS. 2008.


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vía de excreción.

Por ejemplo los óxidos de azufre destruyen rapidamente los contenidos de clorofila con la con-secuente muerte del alga fotobionte y por falta de ésta la muerte del ficobionte20.

3.8 Los líquenes como bioindicadores de calidad de aire.

Como hemos visto, la biología y ecología de los líquenes hace que éstos sean agentes forma-dores de suelo y uno de los primeros organismos en colonizar lugares inhóspitos para el resto. Ésta capacidad está dada porque no necesitan demasiados requerimientos del sustrato donde puedan yacer (rocas, cortezas, etc.), pero son sumamente exigentes en cuanto a las condiciones aéreas.

“La capacidad de absorber y acumular diversas sustancias presentes en el ambiente ocasiona que la mayoría de los líquenes no toleren la contaminación. La acumulación de estas sustancias y su im-posibilidad de excretarlas, retardan su crecimiento, dificultan su reproducción y pueden provocarles su muerte. De esta forma los líquenes se consideran indicadores naturales o bioindicadores de la contaminación atmosférica” 21.

3.9 Sucesión eco-lógica y su importancia como indicadores de contaminación

Tal como vimos no todos los líquenes son iguales y por lo tanto, no todos responderán del mismo modo a la contaminación.

En este caso los líquenes más sensibles a la contaminación son los cortícolas, (aquellos que usan como sustrato la corteza de los árboles), esto se da porque son los que dependerán casi exclusivamente de las condiciones aéreas para vivir.

También es interesante saber que a mayor superficie expuesta, mayor será la absorción de agua y compuestos aéreos. Por lo tanto las formas fruticulosas se verán afectadas en primer lugar por tener una mayor absorción de contaminantes.

20 Raven, P. et al. Introducción a la Botánica; cap. 13 p. 214, ed. Reverté 1991.21 Rivera, M. Los Líquenes, Centro Eco-Educativo de Puerto Rico, 2 de febrero de 2002.


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Desde ése punto de vista un trabajo realizado en Costa Rica y facilitado por uno de sus autores, Víctor Hugo Méndez Estrada, enuncia:

“Normalmente, las comunidades cortícolas siguen una sucesión ecológica: a partir de algas hacia líquenes costroso, foliosos y fruticulosos; pero la secuencia puede ser revertida a causa de la con-taminación, por último, volver a las algas. Esta sucesión se puede utilizar para evaluar la condición del aire, y fue fundamental en la elaboración del primer índice de calidad de aire en 1968 (DeSloover and LeBlanc 1968)” 22.

3.10 Ventajas y desventajas de la aplicación de los bioindicadores

Como hemos visto, la monitorización de la calidad de aire por medio de líquenes es un método sencillo y de bajo presupuesto. Esto no quiere decir que otros métodos más caros sean innece-sarios, ya que si bien la biomonitorización nos puede suministrar información rápida fácilmente, no tendremos la concentración de contaminantes ni los picos de contaminación que éstos pue-dan tener durante el día.

“Los líquenes acumulan metales y otras impurezas químicas que se suministran a la superficie liqué-nica por la lluvia, nieve, polvo y gases (...) en general, a mayor contaminación en el aire, mayor será la contaminación absorbida por el liquen (...) esto ha llevado a los investigadores a utilizar los líquenes en una variedad de formas para proporcionar medidas semi-cuantitativas de niveles de contamina-ción del aire”23.

Para ello es necesario de otros métodos de evaluación como los suministrados por la Red de Monitoreo de Calidad Atmosférica de la Ciudad.

Por otra parte “Los síntomas que presentan los líquenes sólo se pueden explicar si el grado de contaminación del entorno es muy elevado, si no durante todo el año sí al menos en momentos pun-tuales”. “Según Arsenio Terrón, coordinador del estudio de líquenes como indicadores de la calidad del aire en zonas con centrales térmicas, no hay demasiados estudios que muestren la incidencia de enfermedades relacionadas con la contaminación en estas zonas, si bien en Ponferrada (España) un estudio determinó porcentajes de asma ligeramente superiores a lo esperado”24.

Está claro que si los contaminantes atmosféricos bien pueden ser nocivos para la salud humana, los niveles de concentración de éstos deberán superar ampliamente aquellos niveles que sean mortales para los líquenes. Primeramente porque su biología y fisiología no les permite eliminar los componentes tóxicos ni deja que puedan moverse o taparse para evitar ser alcanzados por la contaminación; por otro lado las concentraciones de contaminantes en los cuerpos dependen de la cantidad de biomasa de cada organismo que en el caso de los humanos, supera varias veces a la de los líquenes.

22 Monge-Nágera, J. et al, Twenty years of lichen cover change in a tropical habitat (Costa Rica) and its relation with air pollution, p. 309, Rev. Biol. Trop. 50(1), 2002.23 McCarthy, D. The Hamilton Lichen Survey, Departments of Earth Sciences and Biology Brock University, St. Catharines, Ontario L2S 3A1, 2004.24 García Cano, I. Científicos Leoneses utilizan líquenes como indicadores de la calidad del aire en zonas con centrales térmicas, DICYT. http://www.dicyt.com/noticias/cientificos-leoneses-utilizan-liquenes-como-indicadores-de-la-calidad-del-aire-en-zonas-con-centrales-termicas


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