La degradaci�n del medio ambiente debida a la actitud adoptada por los humanos hacia la naturaleza durante el �ltimo siglo, en el sentido de que en su actuaci�n ten�a licencia para explotar los recursos naturales con una total indiferencia ante todo lo que no repercutiera en beneficio directo del hombre, ha dado lugar a uno de los problemas capitales que la Humanidad tiene planteados en la actualidad, la contaminaci�n.
La explotaci�n intensiva de los recursos naturales y el desarrollo de grandes concentraciones industriales y urbanas en determinadas zonas, son fen�menos que, por incontrolados, han dado lugar a la saturaci�n de la capacidad asimiladora y regeneradora de la Naturaleza y pueden llevar a perturbaciones irreversibles del equilibrio ecol�gico general, cuyas consecuencias a largo plazo no son f�cilmente previsibles.
La lucha contra la contaminaci�n del aire, de las aguas continentales y mar�timas, del suelo, as� como la defensa del paisaje, la restauraci�n y mejora de las zonas de inter�s natural y art�stico, la protecci�n de la fauna y de la flora, el tratamiento y eliminaci�n de los residuos, la defensa de las zonas verdes y espacios libres, la reinstalaci�n de industrias fuera de las zonas urbanas, la congesti�n del tr�fico urbano, la lucha contra el ruido y tantas otras cuestiones, no son sino aspectos parciales e interrelacionados que han de tenerse en cuenta al abordar acciones o programas de actuaci�n para la defensa del medio ambiente.
la Naturaleza act�a como una unidad, en ella todo es interdependiente, existiendo relaciones m�ltiples entre el aire, el agua y el suelo, elementos que constituyen el h�bitat o lugar donde se desarrolla normalmente el ciclo vital y la biosfera, sistema que engloba a los elementos anteriores y a todos los seres vivos de nuestro planeta.
Se considera el aire como un bien com�n limitado, indispensable para la vida; por lo tanto, su utilizaci�n debe estar sujeta a normas que eviten el deterioro de su calidad por el uso o abuso indebido del mismo, de tal modo que se preserve su pureza como garant�a del normal desarrollo de los serves vivos sobre la Tierra y de la conservaci�n del patrimonio natural y art�stico de la Humanidad. Todos tenemos el deber de trabajar para lograr un mundo limpio y habitable, sustento de una mejor calidad de vida para las generaciones futuras.
La Atm�sfera
La Atm�sfera es la envoltura gaseosa, de unos 200 kil�metros de espesor, que rodea la Tierra. Constituye el principal mecanismo de defensa de las distintas formas de vida. Ha necesitado miles de millones de a�os para alcanzar su actual composici�n y estructura que la hacen apta para la respiraci�n de los seres vivos que la habitan.
Una de las funciones m�s importantes que realiza la atm�sfera es proteger a los seres vivos de los efectos nocivos de las radiaciones solares ultravioleta. La Tierra recibe todo un amplio espectro de radiaciones procedentes del Sol, que terminar�an con toda forma posible de vida sobre su superficie de no ser por el ozono y el ox�geno de la atm�sfera, que act�an como un filtro absorbiendo parte de las radiaciones ultravioleta.
La atm�sfera es una capa gaseosa que rodea el globo terr�queo. Es transparente e impalpable, y no resulta f�cil se�alar exactamente su espesor, ya que no posee una superficie superior definida que la limite, sino que se va haciendo menos densa a medida que aumenta la altura, hasta ser imperceptible.
La atm�sfera est� formada por varias capas conc�ntricas:
Los gases atmosf�ricos forman la mezcla que conocemos por aire. En las partes m�s inferiores de la troposfera, el aire est� compuesto principalmente por nitr�geno y ox�geno, aunque tambi�n existen peque�as cantidades de arg�n, di�xido de carbono, ne�n, helio, ozono y otros gases. Tambi�n hay cantidades variables de polvo procedentes de la Tierra, y vapor de agua.
El ox�geno forma aproximadamente el 21% de la atm�sfera, y es el gas m�s importante desde el punto de vista biol�gico. Es utilizado por los seres vivos en la respiraci�n, mediante la cual obtienen la energ�a necesaria para todas las funciones vitales; tambi�n interviene en la absorci�n de las radiaciones ultravioleta del Sol que, de llegar a la Tierra en toda su magnitud, destruir�an la vida animal y vegetal. La atm�sfera es tambi�n la fuente principal de suministro de ox�geno al agua, y entre ambas se establece un intercambio gaseoso continuo.
Este proceso de intercambio de ox�geno en la biosfera recibe el nombre de ciclo del ox�geno y en �l intervienen las plantas, como fuentes suministradoras de ox�geno a la atm�sfera, y los seres vivos, incluyendo las propias plantas, como utilizadores de este gas.
No hay dudas de que la atm�sfera constituye un recurso natural indispensable para la vida, y se clasifica como un recurso renovable. Sin embargo, su capacidad de renovaci�n es limitada, ya que depende de la actividad fotosint�tica de las plantas, por la cual se devuelve el ox�geno a la atm�sfera. Por esta raz�n, es l�gico pensar que de resultar da�adas las plantas, por la contaminaci�n del aire o por otras acciones de la actividad humana, es posible que se presente una reducci�n del contenido de ox�geno en la atm�sfera, con consecuencias catastr�ficas para todos los seres vivos que lo utilizan.
El humo procedente de las industrias o de la combusti�n que se lleva a cabo en otros lugares, as� como el polvo, son agentes contaminantes de la atm�sfera, los cuales enrarecen el aire y afectan la salud del hombre y de los seres vivos en general.
Como puede verse, la contaminaci�n del aire afecta varios factores del ambiente:
La exigencia de un aire limpio y puro proviene, en principio, del p�blico en general ante su creciente preocupaci�n por los problemas de contaminaci�n atmosf�rica originados como consecuencia de la evoluci�n de la tecnolog�a moderna y la previsi�n de que las cada vez mayores emisiones de contaminantes a la atm�sfera alteren el equilibrio natural existente entre los distintos ecosistemas, afecten la salud de los humanos y a los bienes materiales o, incluso, provoquen cambios catastr�ficos en el clima terrestre.
La atm�sfera terrestre es finita y su capacidad de autodepuraci�n, aunque todav�a no es muy conocida, tambi�n parece tener sus l�mites. La emisi�n a la atm�sfera de sustancias contaminantes en cantidades crecientes como consecuencia de la expansi�n demogr�fica mundial y el progreso de la industria, han provocado ya concentraciones de estas sustancias a nivel del suelo que han ido acompa�adas de aumentos espectaculares de la mortalidad y morbilidad, existiendo pruebas abundantes de que, en general, las concentraciones elevadas de contaminantes en el aire atentan contra la salud de los seres humanos.
En la mayor�a de los pa�ses industrializados se han establecido valores m�ximos de concentraci�n admisible, para los contaminantes atmosf�ricos m�s caracter�sticos. Estos valores se han fijado a partir de estudios te�ricos y pr�cticos de los efectos que sobre la salud tiene la contaminaci�n al nivel actual y los que puede alcanzar en el futuro. Los efectos se basan principalmente en el examen de facttores epidemiol�gicos.
Para la definici�n de criterios y pautas de salubridad del aire, se pueden utilizar varios procedimientos. Las t�cnicas experimentales se basan en el ensayo con animales o en el empleo de muestras de voluntarios en atm�sferas controladas. Son muy �tiles para el estudio de los efectos fisiol�gicos, bioqu�micos y sobre el comportamiento, producidos por supuestos contaminantes. Los estudios epidemiol�gicos permiten investigar los efectos producidos por las fluctuaciones de la contaminaci�n atmosf�rica sobre la totalidad de la poblaci�n, o sobre grupos seleccionados y definidos.
Determinar los efectos de la contaminaci�n del aire es sumamente complejo, ya que la asociaci�n entre un contaminante y una enfermedad o una defunci�n puede ser m�s accidental que causal. Las relaciones existentes entre las enfermedades humanas por la exposici�n a niveles bajos de contaminaci�n durante un per�odo largo de tiempo no se conocen en la actualidad con exactitud.
En la evaluaci�n de riesgos asociados a la contaminaci�n y para la fijaci�n de normas de calidad del aire, lo ideal ser�a disponer de una serie completa de curvas dosis-respuesta para los distintos contaminantes atmosf�ricos, para los diferentes efectos y para los distintos tipos de poblaci�n expuesta. De momento no se dispone de esta informaci�n, para todos los contaminantes atmosf�ricos y a�n es m�s dif�cil que llegue a reunirse para las combinaciones de sustancias que m�s frecuentemente se encuentran en el aire.
Para tratar de vitar las lagunas e imprecisiones con que se conocen las relaciones dosis-respuesta y dado que, generalmente, est� aceptado que ciertas concentraciones de contaminantes atmosf�ricos provocan efectos nocivos sobre la salud humana, se suele recurrir a la utilizaci�n de un coeficiente de seguridad cuando se fijan las normas sobre la calidad del aire. La magnitud del coeficiente de seguridad adoptado depende de muy diversas consideraciones; puede tratarse de consideraciones pol�ticas en las que se tenga en cuenta, sobre todo, los an�lisis �coste-beneficio�, o de la significaci�n estad�stica y de la exactitud de los datos, o del grado de protecci�n que se quiere dar a la poblaci�n.
En la mayor�a de los pa�ses, las normas de calidad del aire tienen como objetivo inmediato el evitar enfermedades y fallecimientos en aquellos subgrupos de la poblaci�n m�s sensibles. Hay que tener en cuenta que el objetivo a largo plazo ha de ser de protecci�n contra todo posible efecto sobre la salud del hombre, incluidas las alteraciones gen�ticas y som�ticas.
Generalmente, la calidad del aire se eval�a por medio de los denominados niveles de inmisi�n, que vienen definidos como la concentraci�n media de un contaminante presente en el aire durante un per�odo de tiempo determinado. La unidad en que se expresan normalmente estos niveles son microgramos de contaminante por metro c�bico de aire, medidos durante un per�odo de tiempo determinado.
Los contaminantes presentes en la atm�sfera proceden de dos tipos de fuentes emisoras bien diferenciadas: las naturales y las antropog�nicas. En el primer caso la presencia de contaminantes se debe a causas naturales, mientras que en el segundo tiene su origen en las actividades humanas.
Las emisiones primarias originadas por los focos naturales provienen fundamentalmente de los volcanes, incendios forestales y descomposici�n de la materia org�nica en el suelo y en los oc�anos. Por su parte, los principales focos antropog�nicos de emisiones primarias los podemos clasificar en:
| Focos fijos | Industriales | Procesos industriales |
| Instalaciones fijas de combusti�n | ||
| Dom�sticos | Instalaciones de calefacci�n | |
| Focos m�viles | Veh�culos autom�viles | |
| Aeronaves | ||
| Buques | ||
| Focos compuestos | Aglomeraciones industriales | |
| �reas urbanas | ||
Si atendemos a la distribuci�n espacial de la emisi�n de contaminantes, podemos clasificar los focos en: puntuales, tales como las chimeneas industriales aisladas; lineales, por ejemplo, las calles de una ciudad, las carreteras y autopistas; y planos, las aglomeraciones industriales y las �reas urbanas son los ejemplos m�s representativos.
En el cuadro siguiente se muestra la proporci�n entre las emisiones primarias naturales y antropog�nicas para los distintos contaminantes.
| Contaminante | Antropog�nicos |
Naturales |
| Aerosoles | 11.3 |
88.7 |
| SOx | 42.9 |
57.1 |
| CO | 9.4 |
90.6 |
| NO | 11.3 |
88.7 |
| HC | 15.5 |
84.5 |
Las cifras anteriores muestran la gran importancia que, en cuanto a emisiones globales, tienen las fuentes naturales de emisi�n de contaminantes en relaci�n con los antropog�nicos, excepto en el caso de las emisiones de anh�drido sulfuroso en que casi se igualan ambas.
Atendiendo a la distribuci�n espacial de estas emisiones se observa que en las regiones m�s industrializadas de Europa y Norteam�rica las emisiones antropog�nicas de SO2 alcanzan proporciones muy superiores a las naturales. As� en el Norte de Europa las emisiones antropog�nicas originan alrededor del 90% del azufre que est� en circulaci�n en la atm�sfera.
Otra circunstancia a tener en cuenta es que los focos de emisi�n antropog�nicos est�n concentrados, por lo general, en �reas urbanas e industriales. Este conjunto de circunstancias hacen que la contribuci�n de las emisiones antropog�nicas al problema de la contaminaci�n atmosf�rica a escala regional sea predominante.
Los principales focos de contaminaci�n atmosf�rica de origen antropog�nico son las chimeneas de las instalaciones de combusi�n para generaci�n de calor y energ�a el�trica, los tubos de escape de los veh�culos autom�viles y los procesos industriales.
En las �ltimas d�cadas, el autom�vil ha aparecido de forma masiva en las ciudades, contribuyendo a incrementar los problemas de contaminaci�n atmosf�rica como consecuencia de los gases contaminantes que se emiten por los tubos de escape. Los principales contaminantes lanzados por los autom�viles son: mon�xido de carbono (CO), �xidos de nitr�geno (NOx), hidrocarburos no quemados (HC), y compuestos de plomo.
No todos los veh�culos lanzan los distintos tipos de contaminantes en las mismas proporciones; �stas depender�n del tipo de motor que se utilice. Los veh�culos que emplean gasolina como carburante emiten principalmente mon�xido de carbono, �xidos de nitr�geno, hidrocarburos y compuestos de plomo. La emisi�n de este �ltimo tipo de contaminante se debe a la presencia en algunos tipos de gasolina de tetraetilo de plomo, aditivo que se a�ade para aumentar su �ndice de octano.
Los principales contaminantes emitidos por los veh�culos que utilizan motores de ciclo di�sel (camiones y autobuses, por ejemplo) son part�culas s�lidas en forma de holl�n que da lugar a los humos negros, hidrocarburos no quemados, �xidos de nitr�geno y anh�drido sulfuroso procedente del azufre contenido en el combustible.
Las instalaciones de calefacci�n dom�sticas son una de las principales fuentes de contaminaci�n atmosf�rica de las grandes ciudades. Este tipo de focos puede contribuir con un 20 a 30% de las emisiones totales a la atm�sfera en �reas urbanas. Los principales contaminantes producidos dependen del tipo de combustible empleado.
En el caso del carb�n los principales contaminantes producidos son: anh�drido sulfuroso, cenizas volantes, hollines, metales pesados y �xidos de nitr�geno. Cuando el combustible empleado es l�quido (gas�leo o gasoil), los principales contaminantes emitidos son: SO2, SO3, NOx, hidrocarburos vol�tiles no quemados y part�culas carbonosas.
El gas natural es el combustible m�s limpio de los actualmente disponibles para calefacci�n, siendo su producci�n de contaminantes despreciable respecto a los otros combustibles. A la introducci�n masiva del gas para calefacciones dom�sticas, sustituyendo al carb�n y al gasoil anteriormente utilizados, se debe en gran parte el �xito del Plan de Descontaminaci�n Atmosf�rica de la ciudad de Londres (Gran Breta�a).
Entre las distintas fuentes de contaminaci�n atmosf�rica de origen industrial, la combusti�n de combustibles f�siles para la generaci�n de calor y electricidad ocupa un lugar preponderante, tanto por la cantidad como por los tipos de contaminantes emitidos. Especial atenci�n merecen las centrales t�rmicas de producci�n de electricidad.
Los combustibles utilizados por este tipo de instalaciones son el carb�n y el fuel-oil. La producci�n de contaminantes depende en gran medida de la calidad del combustible, en especial de las proporciones de azufre y cenizas contenidas en el mismo y del tipo de proceso de combusti�n empleado.
Durante el proceso de combusti�n se libera a la atm�sfera el azufre contenido en el combustible en forma de anh�drido sulfuroso. Junto con otros contaminantes como �xidos de nitr�geno, di�xido de carbono, metales pesados y una gran variedad de sustancias. Cuando se utiliza como combustible el carb�n, se emiten abundantes part�culas finas que pueden ser trasladadas a grandes distancias.
La contaminaci�n de origen industrial se caracteriza por la gran cantidad de contaminantes producidos en las distintas fases de los procesos industriales y por la variedad de los mismos. Por otra parte, en los focos de emisi�n industriales se suelen combinar las emisiones puntuales, f�cilmente controlables, con emisiones difusas de dif�cil control
Los tipos de contaminantes producidos por los focos industriales dependen fundamentalmente del tipo de lproceso de producci�n empleado, de la tecnolog�a utilizada y de las materias primas usadas. Las actividades industriales que producen contaminantes atmosf�ricos son muy variadas, pero los principales focos est�n en los procesos productivos utilizados en las industrias b�sicas.
Entre los sectores que dan lugar a la mayor emisi�n de contaminantes atmosf�ricos podemos destacar:
Desde los focos de contaminaci�n se produce la mezcla y diluci�n de los contaminantes en el aire, dando lugar a una distribuci�n de la concentraci�n de los mismos, variable tanto en el espacio como en el tiempo.
La cantidad de contaminantes presentes en la atm�sfera vendr� determinada por la diferencia entre los lanzados y producidos en la misma y los que se eliminan a trav�s de los procesos de autodepuraci�n por deposici�n, precipitaci�n y absorci�n por el suelo, el agua y la vegetaci�n. Estos procesos de autodepuraci�n atmosf�rica pueden causar acumulaciones excesivas de contaminantes en otros medios (vegetaci�n, suelos, lagos, etc.), incluso lejos del punto de emisi�n del contaminante, como consecuencia del arrastre atmosf�rico producido por el viento.
En las �reas en que se d� una fuerte concentraci�n de focos emisores de contaminantes pueden producirse episodios de fuerte contaminaci�n local como consecuencia de la persistencia de situaciones meteorol�gicas adversas para la difusi�n de los contaminantes.
Estos episodios se manifiestan con grandes aumentos de la concentraci�n de contaminantes en un �rea m�s o menos extensa alrededor de focos contaminantes y pueden verse forzados por las especiales condiciones topogr�ficas de la zona, o por la localizaci�n de barreras artificiales (edificios) que pueden favorecer la acumulaci�n de contaminantes.
En otros casos los contaminantes pueden alcanzar bastante altura e introducirse en las masas de aire que forman las corrientes generales de vientos sobre la tierra, siendo arrastrados a muchos kil�metros de las fuentes de emisi�n.
La concentraci�n de contaminantes a nivel del suelo var�a como consecuencia del desequilibrio entre los �ndices de producci�n de contaminantes y los de diluci�n y desaparici�n de los mismos. Es decir, la concentraci�n de contaminantes depender� de la relaci�n de fuerzas entre las fuentes contaminantes y las condiciones de autodepuraci�n atmosf�rica.
La importancia de las condiciones meteorol�gicas en el grado de contaminaci�n atmosf�rica se reconoce observando las variaciones de la calidad del aire en una ozna determinada de unos d�as a otros, a�n cuando las emisiones permanecen pr�cticamente constantes.
Las principales variables meteorol�gicas a considerar por su influencia sobre la calidad del aire son:
Transporte convectivo horizontal. El viento, al transportar los contaminantes, produce su dispersi�n horizontal y determina la zona que va a estar expuesta a los mismos. Por lo general, una mayor velocidad del viento reducir� las concentraciones de contaminantes al nivel del suelo, ya que se producir� una mayor diluci�n y mezcla.
No bostante, pueden producirse circulaciones cerradas de viento, como en el caso de las brisas del mar y las de valle y monta�a, en las que los contaminantes lanzados a la atm�sfera se incorporan a la circulaci�n del viento con lo que se produce una acumulaci�n progresiva de contaminantes, que da lugar a un aumento de la concentraci�n de los mismos en las zonas barridas por este tipo de vientos. Efectos similares se producen cuando los vientos fuertes inciden perpendicularmente a las crestas monta�osas, a un valle o sobre los edificios altos; en estas condiciones, los efectos aerodin�micos de estos obst�culos pueden tener consecuencias negativas para la dispersi�n de contaminantes, acumul�ndolos en determinadas zonas.
Transporte convectivo vertical. El principal factor que determina el grado de difusi�n vertical de contaminantes es la variaci�n vertical de temperaturas en la atm�sfera.
Podemos determinar la capacidad de difusi�n vertical de contaminantes comparando la variaci�n vertical de temperaturas de un estrato de aire atmosf�rico con el gradiente vertical adiab�tico del aire, que corresponde a una variaci�n de -1� C por cada 100 metros de altura. De esta forma se obtienen tres clases diferentes de estabilidad atmosf�rica en el estrato, seg�n que la variaci�n de la temperatura con la altura sea mayor, igual o inferior que la correspondiente al gradiente vertical adiab�tico.
Cuando la temperatura del aire aumenta con la altura, aparece el fen�meno de la inversi�n t�rmica. Este fen�meno produce una fuerte acci�n limitadora en la dispersi�n de contaminantes. La inversi�n de la temperatura del aire se puede producir como consecuencia del enfriamiento del suelo, por la gran irradiaci�n de calor que se produce en las noches despejadas. El aire se va enfriando progresivamente desde el suelo hacia arriba, produciendo una fuerte estabilidad atmosf�rica que impide la difusi�n vertical de los contaminantes. La inversi�n t�rmica se forma durante la noche y suele desaparecer progresivamente durante la ma�ana, cuando la radiaci�n solar calienta de nuevo el suelo y �ste a las capas de aire que est�n en contacto con �l.
Existen otros tipos de inversiones que, generalmente, se producen a m�s altura y que act�an como una capa que limita la dispersi�n de contaminantes en sentido vertical, incrementando notablemente las concentraciones de contaminantes en los estratos de aire que quedan bajo ellos.
Estos tipos de inversiones son las llamadas de subsistencia, que tienden a formarse en las �reas anticicl�nicas, y las inversiones frontales, producidas por la superposici�n de una masa de aire c�lido sobre una de aire m�s fr�o. Este �ltimo tipo de inversi�n suele tener por lo general una permanencia escasa.
Un aspecto interesante de la contaminaci�n atmosf�rica es el de la micrometereolog�a urbana. Las grandes ciudades crean al su alrededor un microclima propio, el efecto �isla urbana de calor�, produciendo un penacho t�rmico que tiene gran incidencia en la capacidad de difusi�n de los contaminantes urbanos. A menudo, da lugar a la circulaci�n de vientos locales que elevan el aire caliente del centro de la ciudad, creando una corriente compensada de aire fr�o de la zona rural circundante que penetra en la zona urbana a niveles bajos.
Las grandes ciudades alteran el clima urbano de muchas formas; por lo general la temperatura es superior, hay menos viento, menos precipitaciones en forma de nieve, si bien las precipitaciones totales son ligeramente superiores en la ciudad que en las zonas rurales circundantes. La radiaci�n solar, y especialmente los rayos ultravioletas, es m�s reducida en la ciudad como consecuencia del efecto pantalla lproducido por la contaminaci�n urbana.
La contaminaci�n atmosf�rica afecta a millones de personas de todo el mundo, especialmente a aquellas que viven en los grandes n�cleos urbanos y en �reas fuertemente industrializadas, con denso tr�fico de veh�culos. Las emanaciones de polvos y gases corrosivos deterioran el medio ambiente dando lugar a olores desagradables, p�rdida de visibilidad y da�os para la salud humana, para los cultivos y otras formas de vegetaci�n y sobre los materiales de construcci�n.
La contaminaci�n atmosf�rica apareci� primero como una molestia grave pero, posteriormente, se ha convertido en una amenaza para la calidad de la vida, ya que una contaminaci�n excesiva puede poner en peligro la salud y llegar a convertir algunas zonas en lugares no aptos para ser normalmente habitados.
Los efectos producidos por la contaminaci�n atmosf�rica dependen principalmente de la concentraci�n de contaminantes, del tipo de contaminantes presentes, de tiempo de exposici�n y de las fluctuaciones temporales en las concentraciones de contaminantes, as� como de la sensibilidad de los receptores y los sinergismos entre contaminantes. Hay que tener muy en cuenta la graduaci�n del efecto a medida que aumetan la concentraci�n y el tiempo de exposici�n.
Efectos sobre la salud humana
Las relaciones existentes entre las enfermedades humanas y la exposici�n a la contaminaci�n no son sencillas ni se conocen con exactitud. No obstante, existen pruebas abundantes de que en general, las concentraciones elevadas de contaminantes en el aire son peligrosas para los seres humanos (y animales).
Los efectos que producen sobre la salud se ponen claramente de manifiesto, como se ha observado en Londres, Nueva York y Osaka entre otras ciudades, por el aumento de la mortalidad, sobre todo en las personas de edad avanzada o en los individuos m�s sensibles por cualquier raz�n. M�s dif�ciles de discernir son los efectos que, a largo plazo, pueden producir las exposiciones epis�dicas a elevadas concentraciones medias y bajas de contaminantes.
Se ha comprobado la relaci�n existente entre la contaminaci�n atmosf�rica, producida por part�culas en suspensi�n y anh�drido sulfuroso, y la aparici�n de bronquitis cr�nica caracterizada por la producci�n de flemas, la exacerbaci�n de catarros y dificultades respiratorias tanto en los hombres como en las mujeres adultas. Se ha observado igualmente, que cuando las concentraciones tanto de SO2 como de part�culas en suspensi�n superan los 500 microgramos/metro c�bico de aire, como promedio de 24 horas, se produce un aumento de la mortalidad en la poblaci�n en general, siendo los grupos m�s sensibles los individuos con procesos card�acos o pulmonares. Con promedios diarios de 250 microgramos/metro c�bico de SO2 y de humos se ha registrado el empeoramiento en los enfermos con afecciones pulmonares.
Es de destacar que las concentraciones de part�culas en suspensi�n y de SO2 que pueden provocar la aparici�n de efectos sobre la salud, pueden variar de un lugar a otro seg�n cu�les sean las caracter�sticas f�sicas y qu�micas de las part�culas, y en funci�n de la presencia en el aire de otros contaminantes que puedan producir efectos sin�rgicos con aqu�llos.
La presencia en el aire de elevadas concentraciones de mon�xido de carbono (CO) representa una amenaza para la salud. El CO inhalado se combina con la hemoglobina de la sangre, dando lugar a la formaci�n de carbooxihemoglobina, lo que reduce la capacidad de la sangre para el transporte de ox�geno desde los pulmones hasta los tejidos.
Se ha comprobado que una saturaci�n de carbooxihemoglobina por encima del 10% puede provocar efectos sobre la funci�n psicomotora que se manifiesta con s�ntomas de cansancio, cefaleas y alteraciones de la coordinaci�n. Por encima del 5% de saturaci�n se producen cambios funcionales card�acos y pulmonares y se aumenta el umbral visual. No se han encontrado pruebas que indique efectos significativos con una concentraci�n de carbooxihemoglobina inferior al 2%.
Los �xidos de nitr�geno, NOx, son contaminantes igualmente peligrosos para la salud. La mayor parte de los estudios relativos a los efectos de los NOx se han ocupado, sobre todo, del NO2 ya que es el m�s t�xico. Los efectos producidos por el NO2 sobre los animales y los seres humanos afectan, casi por entero, al tracto respiratorio. Se ha observado que una concentraci�n media de 190 microgramos de NO2 por metro c�bico de aire, superada el 40% de los d�as, aumenta la frecuencia de infecciones de las v�as respiratorias en la poblaci�n expuesta.
Otros tipos de contaminantes que afectan a la salud humana son los oxidantes fotoqu�micos. Se han realizado estudios epidemiol�gicos en la ciudad de Los Angeles y no se descubri� ning�n aumento de mortalidad como consecuencia de episodios de contaminaci�n fotoqu�mica, cuando las concentraciones de oxidantes variaban entre 0.5 y 0.9 partes por mill�n. No obstante, se ha observado que los oxidantes fotoqu�micos tienen efectos nocivos sobre la salud, produciendo irritaci�n de los ojos y mucosas. Los oxidantes fotoqu�micos afectan especialmente a las personas con afecciones asm�ticas y broncopulmonares, en los que se han observado crisis asm�ticas y disminuci�n de la funci�n pulmonar cuando las concentraciones atmosf�ricas de oxidantes eran superiores a 500 microgramos por metro c�bico de aire.
Los metales t�xicos presentes en el aire representan una amenaza para la salud humana cuando se inhalan en cantidades suficientes, debido a la tendencia que presenta el organismo a su acumulaci�n. Por su importancia, destacaremos los efectos producidos por el plomo sobre la salud humana.
Los compuestos inorg�nicos del plomo atmosf�rico son absorbidos por los humanos, principalmente a trav�s del sistema respiratorio, alcanzando el torrente sangu�neo aproximadamente el 35% del plomo inhalado por los pulmones. Una vez incorporado el plomo a la corriente sangu�nea, una parte se almacena en los huesos y otra se expulsa por la orina, en una continua fase de renovaci�n en el organismo. A partir de ciertas cantidades puede producir efectos adversos en el comportamiento, afectan la inteligencia de los ni�os y ser causa de anormalidades en los fetos de madres gestantes. Los adultos, por lo general, son menos sensibles que los ni�os a los efectos del plomo, pero una acumulaci�n excesiva en el organismo puede producir serios e irreversibles da�os en su sistema nervioso.
Otras sustancias t�xicas presentes en el aire tales como el cadmio, amianto, el cloruro de vinilo, el benzo-a-pireno, varios compuestos org�nicos halogenados y el benzeno, pueden provocar modificaciones gen�ticas y malformaciones en los fetos, siendo algunos de ellos cancer�genos.
Efectos sobre las plantas
Las plantas muestran una especial sensibilidad a la mayor parte de los contaminantes del aire, y sufren da�os significativos a concentraciones mucho m�s bajas que las necesarias para causar efectos perjudiciales sobre la salud humana y animal.
Es muy dif�cil establecer valores l�mites de la contaminaci�n atmosf�rica a partir de los cuales los efectos negativos se empiezan a manifestar, ya que estos dependen de la constituci�n de la planta y de la especie de que se trate, es decir, hay una especificidad de respuestas.
Por otra parte, los efectos producidos por la contaminaci�n atmosf�rica se pueden manifestar por la alteraci�n de diversos mecanismos vitales de las plantas. As�, las funciones metab�licas y los tejidos vegetales se pueden ver afectados como consecuencia de la acci�n de gases como el anh�drido sulfuroso, el mon�xido de carbono y los compuestos de fl�or. Los da�os causados se manifiestan en forma de necrosis foliar en �reas localizadas que presentan un color marr�n-rojizo-blanco, de clorosis, adquiriendo el tejido una coloraci�n verde p�lida o amarilla, o por la aparici�n de manchas puntuales necr�ticas. Si la acci�n del contaminante es muy fuerte puede llegar a paralizar el crecimiento de la planta.
Entre los distintos contaminantes que se presentan generalmente en el aire ambiente, el SO2 es el que tiene mayor importancia debido a la gran toxicidad que tiene para la vegetaci�n.
Los da�os producidos por el SO2 a las plantas obedecen a la exposici�n a altas concentraciones durante per�odos cortos; o por la exposici�n a concentraciones relativamente bajas durante largos per�odos.
Los da�os agudos se producen com consecuencia de exposiciones cortas a concentraciones elevadas. Exposiciones medias diarias de 130 microgramos de SO2 por metro c�bico de aire durante el per�odo de crecimiento, pueden causar da�os en las con�feras m�s sensibles. Estos da�os se caracterizan por la aparici�n de necrosis apicales de color rojo o anaranjado.
La exposici�n a menores concentraciones durante tipos de exposici�n m�s largos ocasiones lesiones cr�nicas. Exposiciones medias anuales de anh�drido sulfuroso de 50 microgramos por metro c�bico de aire pueden causar da�os a especies forestales sensibles. Estas se manifiestan por un gradual amarilleamiento de la hoja que se va extendiendo desde la zona apical a la base de la misma, causada por dificultades en el mecanismo sintetizador de la clorofila. En las plantas da�adas se encuentran grandes cantidades de sulfato en las hojas con s�ntomas cr�nicos.
Ls brumas de �cido sulf�rico, causadas por la presencia en el aire de los �xidos de azufre, producen da�os en las hojas, caracterizados por la aparici�n de manchas producidas por las gotas de �cido depositadas sobre las hojas humedecidas por el roc�o o la niebla. Concentraciones relativamente bajas de SO2 pueden causar da�os importantes en la vegetaci�n sensible, como consecuencia de la acci�n sin�rgica de este contaminante con el ozono y los �xidos de nitr�geno, aunque estos se presenten en bajas concentraciones en el aire.
El fl�or y sus derivados son contaminantes del aire que se caracterizan por ser t�xicos en general para las plantas a muy peque�as concentraciones. La sensibilidad de las plantas a la acci�n del fl�or var�a, como en el caso del SO2, seg�n las especies y las condiciones del medio, siendo especialmente sensibles a este contaminante las vi�as y las plantaciones frutales, especialmente las de frutos con hueso (como el melocot�n o durazno). En el medio forestal, las resinosas son las especies m�s sensibles al fl�or, ya que al tener hojas perennes y tener el fl�or un efecto acumulativo sobre los tejidos, se va almacenando hasta sobrepasar los umbrales de toxicidad, lo que da lugar a la aparici�n de necrosis que pueden llegar a producir la muerte de grandes masas forestales.
Un aspecto importante del efecto acumulativo del fl�or es su transmisi�n a trav�s de las cadenas alimentarias. El mecanismo es el siguiente: el fl�or presente en el aire se acumula en los pastos y de �stos pasa a los animales, siendo los bovinos los m�s afectados. La acumulaci�n del fl�or en los tejidos puede causar la aparici�n de la fluorosis, enfermedad que se presenta sobre todo en el ganado vacuno. Observaciones realizadas muestran que la ingesti�n de pastos puede ser tolerada sin efectos negativos, cuando su concentraci�n en fl�or no supera los 40 ppm como media durante todo el a�o.
Se ha observado la aparici�n de lesiones visibles sobre las hojas despu�s de una exposici�n durante un d�a a concentraciones de fl�or en el aire de 3 a 10 microgramos por metro c�bico. Para concentraciones entre 0.5 y 3 microgramos/metro c�bico los efectos se manifiestan cuando transcurren per�odos de exposici�n superiores a un mes.
Entre los �xidos de nitr�geno solo el NO2 es t�xico para las plantas, a peque�as concentraciones y largo tiempo de exposici�n. Los da�os se manifiestan por la aparici�n de necrosis y clorosis de clor negro o marr�n rojizo en las hojas. Los sinergismos de NO2 y SO2 provocan a bajas concentraciones alteraciones en la vegetaci�n. Este hecho se ha observado en las zonas urbanas.
La contaminaci�n atmosf�rica fotoqu�mica produce da�os en la vegetaci�n a concentraciones que ya se est�n alcanzando en algunas ciudades. El ozono y el PAN son los principales causantes de estos da�os. Las lesiones producidas por el ozono se manifiestan como manchas blancas o punteados claros sobre el haz de las hojas. Los da�os producidos por los PAN se presentan como graves lesiones foliares caracterizadas por una tintura plateada o vidriosa en el env�s de la hoja, as� como por un ataque general en las hojas j�venes.
La radiaci�n gamma produce numerosos efectos biol�gicos sobre las plantas, incluyendo da�os a los �cidos nucl�icos, citocromos, mitocondria y membranas celulares. Una irradiaci�n cr�nica en una amplia zona produce una disminuci�n gradual de la diversidad de plantas. Poco a poco los bosques van muriendo, empezando por los �rboles m�s sensibles como los pinos.
Efectos sobre los materiales
Cada vez se est� prestando m�s atenci�n, tanto por sus repercusiones econ�micas como por los da�os irreparables que causa sobre los objetos y los monumentos de alto valor hist�rico-art�stico, a los efectos que la contaminaci�n atmosf�rica produce sobre los materiales.
La acci�n de los contaminantes atmosf�ricos sobre los materiales lpuede manifestarse por la sedimentaci�n de part�culas sobre la superficie de los mismos, afeando su aspecto externo, o por ataque qu�mico al reaccionar el contaminante con el material. Los SOx causan da�os a muchos tipos de materiales, bien directa o indirectamente. Un alto contenido de SOx en el aire produce la aceleraci�n de la corrosi�n de los metales tales como el acero al carbono, zinc, acero galvanizado, compuestos del cobre, niquel y aluminio. Esta aceleraci�n se ve favorecida por la presencia de part�culas depositadas por la humedad y por la temperatura.
En general, puede se�alarse que la corrosividad de una atm�sfera depende de condiciones meteorol�gicas y factores de contaminaci�n. Se han observado correlaciones entre tasas de corrosi�n en metales y concentraciones de SO2 en la atm�sfera, d�ndose las tasas altas de corrosi�n m�s altas en zonas industrializadas. Las nieblas de �cido sulf�rico procedentes de la conversi�n catal�tica del SO2 a SO3 en la atm�sfera, atacan a los materiales de construcci�n como el m�rmol, la caliza y la argamasa, conviertiendo los carbonatos en sulfatos solubles en el agua de lluvia. Esto unido a que el volumen espec�fico de los sulfatos es mayor que el de los carbonatos, hace que en la piedra aparezcan escamas y se debilite mec�nicamente.
Los compuestos de azufre pueden producir da�os en pinturas pl�sticas, papel, fibras textiles y sobre los contactos el�ctricos de los sistemas electr�nicos, dando lugar a deficiencias en su funcionamiento. La acci�n de los oxidantes fotoqu�micos se produce sobre todo en los cauchos y elastomeros en los que causan un r�pido envejecimiento y agrietamiento. Los �xidos de nitr�geno decoloran y estropean las fibras textiles y los nitratos producen la corrosi�n de las aleaciones de cupro-niquel.
Efectos Globales
Cada vez est� m�s admitida la necesidad de realizar estudios sobre los posibles efectos que a largo plazo puede producir la contaminaci�n atmosf�rica sobre los distintos ecosistemas, sobre el clima y sobre la estratosfera. Tanto las modificaciones de las caracter�sticas de los suelos, debidas al lavado de los elementos del mismo por las lluvias �cidas, como los cambios producidos en las grandes masas de agua por el aumento de la concentraci�n de metales t�xicos, pueden tener consecuencias ecol�gicas irreversibles.
El aumento de las concentraciones de di�xido de carbono y de otros contaminantes en la atm�sfera puede dar lugar a una elevaci�n general de la temperatura del globo, por �efecto invernadero�, que modificar�a el r�gimen de lluvias, lo que producir�a alteraciones sobre las tierras cultivables y la extensi�n de los desiertos. Por otra parte, los sulfatos y las part�culas finas que disminuyen la visibilidad pueden igualmente reducir la intensidad de la radiaci�n solar. Los hidrocarburos halogenados y los �xidos de nitr�geno emitidos por los aviones supers�nicos pueden provocar una disminuci�n de ozono en la estratosfera con el consiguiente aumento de la radiaci�n ultravioleta que llegar�a a la Tierra.
Los primeros efectos producidos por las precipitaciones �cidas se detectaron en cientos de lagos de Escandinavia, alrededor de los a�os 60. En la actualidad, m�s de 18,000 lagos est�n acidificados, en Suencia alrededor de 6,000 de ellos muestran graves da�os sobre la biolog�a acu�tica, y unos 2,000 de los situados en la zona meridional y central han perdido sus poblaciones pisc�colas.
La acidificaci�n de las aguas interiores tiene efectos muy graves sobre los ecosistemas acu�ticos. Se ha demostrado que todos los tipos de organismos integrantes de los ecosistemas de agua dulce son sensibles a la acidificaci�n, produci�ndose cambios en todos los niveles tr�ficos. La acidificaci�n de los lagos y de las masas de agua se est� extendiendo progresivamente cada vez a mayor n�mero de pa�ses, afectando d�a a d�a a m�s extensas �reas.
Las zonas m�s propensas a la acidificaci�n del agua tienen suelos �cidos de poca profundidad, superpuestos a rocas gran�ticas o son suelos arenosos muy erosionados. El aumento de la acidez del agua de los lagos y r�os provoca un fuerte aumento del contenido de iones aluminio disueltos en el agua. El i�n aluminio es muy t�xico para la mayor parte de los organismos y se cree que la causa �ltima de la muerte de las poblaciones de peces en los lagos acidificados se debe al envenenamiento por aluminio. Otros metales tales como el cadmio, zinc y plomo tienen igualmente una mayor facilidad para disolverse, por lo que son m�s accesibles para los animales y plantas acu�ticas.
Los suelos presentan, por lo general, una mayor resistencia a la acidificaci�n que el agua. No obstante, el grado de sensibilidad puede variar muy ampliamente de unas zonas a otras dependiendo, principalmente, del espesor de la capa de humus, de la consistencia del sustrato, as� del tipo de rocas y suelo. Uno de los efectos m�s importantes de la acidificaci�n de los suelos es, probablemente, el incremento de la movilidad con las consiguientes p�rdidas por lixiviaci�n de ciertos cationes met�licos de car�cter b�sico tales como el calcio, magnesio, potasio y aluminio.
En Europa Central, las altas deposiciones de compuestos de azufre y nitr�geno han producido graves da�os sobre amplias �reas de suelo y bosques. El da�o a los bosques probablemente ha sido causado por la acci�n combinada de �cidos y metales en el suelo y por las altas concentraciones de SO2 presentes en el aire de estas zonas. La combinaci�n de un bajo pH en el agua del suelo unido a la presencia de metales, principalmente aluminio, produce da�os en las ra�ces de los �rboles, atrav�s de las cuales absorben gran cantidad de nutrientes. Este hecho produce una p�rdida de vitalidad haci�ndolos especialmente sensibles a las plagas.
Durante los �ltimos a�os se ha venido poniendo de manifiesto una preocupaci�n creciente por los posibles efectos que sobre el clima pudiera causar el aumento progresivo de contaminantes en la atm�sfera como consecuencia de las actividades humanas.
Observaciones realizadas en Suecia, Australia, Alaska y Hawai muestran que la concentraci�n de CO2, que oscilaba entre 265 y 290 ppm antes de los a�os cincuenta, lleg� a ser de 330 ppm en 1976, aumentando a un ritmo de alrededor de 1 ppm en el curso de los �ltimos a�os.
Se cree que el incremento de CO2 en la atm�sfera es debido a las alteraciones que las actividades humanas producen en el ciclo biogeoqu�mico del carbono ya que, por una parte, en la combusti�n de combustible f�siles y en los incendios forestales se producen grandes cantidades de CO2, y por otra parte, estos mismos incendios y la tala progresiva de bosques, que produce una disminuci�n de las masas forestales mundiales, la degradaci�n del suelo y la creciente desertificaci�n, producen una disminuci�n de la tasa de la absorci�n total del CO2 presente en la atm�sfera por la vegetaci�n.
El incremento de la concentraci�n del CO2 en la atm�sfera puede alterar la temperatura de la Tierra debido a que el CO2 es transparente a la radiaci�n solar recibida del sol, dej�ndola pasar libremente, pero absorbe la radiaci�n infrarroja emitida desde la tierra. El efecto total es que cuanto mayor sea la concentraci�n de CO2 en la atm�sfera, mayor es la cantidad de energ�a recibida por la Tierra desde el Sol que queda atrapada en la atm�sfera en forma de calor. Este fen�mento que se conoce con el nombre de �efecto invernadero� producir�a un recalentamiento de la atm�sfera.
Se ha estima que, de duplicarse la concentraci�n actual de CO2 en la atm�sfera, podr�a aumentar en dos o tres grados cent�grados la temperatura de la misma. En las zonas lluviosas se incrementar�n las precipitaciones y las zonas �ridas ser�n a�n m�s �ridas, mientras que los hielos polares comenzar�n a derretirse.
Los sulfatos y las part�culas finas presentes en la atm�sfera pueden tener igualmente efectos sobre el clima. Las part�culas finas tienen una doble acci�n sobre la radiaci�n solar: por una parte, difunden la luz incidente y, por otra, absorben una parte de esta radiaci�n, lo que produce un calentamiento de las part�culas y la emisi�n de radiaci�n infrarroja. Los efectos atmosf�ricos que producen depender�n de la altitud a que las part�culas se encuentre.
Las de baja altura disminuyen el flujo solar sobre el suelo, pero contribuyen a aumentar el efecto invernadero. A m�s alta temperatura, el efecto de barrera solar es preponderante, produciendo un enfriamiento de la baja atm�sfera y un calentamiento en la estratosfera. Las part�culas pueden causar tambi�n efectos sobre el clima de forma indirecta al actuar como n�cleos de condensaci�n del vapor de agua y jugar �ste un importante papel en los cambios de calor atmosf�rico.
Otro tipo de contaminantes vertidos a la atm�sfera que pueden afectar el clima son los clorofuorcarbonos, debido a su acci�n sobre la capa de ozono y a que, como ya se ha indicado anteriormente, el ozono es el principal absorbente de la radiaci�n solar ultravioleta en la estratosfera, regulando la temperatura de la misma.
La presencia en la estratosfera de determinados compuestos, especialmente los clorofluorocarbonos, puede provocar una disminuci�n de la concentraci�n de ozono en la estratosfera. La capa estratosf�rica de ozono protege la superficie de la tierra de una exposici�n excesiva a los rayos solares ultravioletas actuando como filtro. Una disminuci�n sensible de esta capa protectora tendr�a efectos perjudiciales para la salud humana y para la biosfera.
Este incremento de la radiaci�n producir�a un aumento apreciable de casos de c�ncer de piel en los seres humanos y efectos negativos sobre los organismos, al ser ciertos tipos de placton vegetal, animales invertebrados y algunos vertebrados en determinadas etapas de su ciclo vital, especialmente sensibles a la radiaci�n ultravioleta.
