Instituto Tecnológico de TepicDepartamento de Ingeniería Química y Bioquímica

Carrera: Ingeniería Bioquímica.

Materia: Ingeniería y Gestión Ambiental.

Profesor:M.C. Loya Gómez Fidel Alejandro.

Integrantes del equipo:-Cárdenas Castro Alicia Paulina.

-Monsalvo Zúñiga Omar.-Rodríguez Pintado Adán.

Unidad 4: Control de la contaminación del aire.

4.1 Química del aire.4.1.1. Composición química del aire.

4.1.2. Contaminantes atmosféricos más representativos.

Química del aireOEl principal ejemplo de contaminación

del aire es el smog (contracción de ‘smoke’ y ‘fog’). Se trata de una nube grisácea formada por pequeñas gotas de agua que contienen los contaminantes del aire así como productos de la reacción entre ellos, y como consecuencia de la actividad oxidante de la atmósfera terrestre a causa del oxígeno.

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El smog (neblumo en castellano) está principalmente originado por los humos de los vehículos a motor, así como por la presencia de fábricas que emitan gases, por lo que tiene efectos bastante nocivos sobre la salud.

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La mayoría de nosotros está familiarizado con el

ozono a nivel del suelo, ya que se produce un poco en los lugares donde hay fotocopiadoras y es el que le da el olor característico a estos lugares. Se produce debido a la intensidad de la luz lectora de los documentos, que es capaz de ionizar el aire.

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Los principales reactivos originales en un episodio

de smog fotoquímico son el óxido nítrico, NO·, y los hidrocarburos no quemados que se emiten al aire principalmente por los motores de los vehículos. En este último caso se habla en general de compuestos orgánicos volátiles (COVs), ya que pueden ser de distinta naturaleza (pinturas, disolventes, pesticidas, etc).

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Otro ingrediente importante es la luz, que incrementa

la concentración de radicales libres que participan en los procesos involucrados en la formación del smog. No en vano la luz es el más importante desinfectante natural. Los productos finales son ozono, ácido nítrico y compuestos orgánicos parcialmente oxidados, denominados contaminantes secundarios:

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Los COVs más reactivos son aquéllos que

incorporan un doble enlace carbono-carbono en su estructura, ya que permiten adicionar fácilmente radicales. Los óxidos de nitrógeno se producen al quemar combustible en presencia de aire ya que a las presiones y temperaturas del motor, los componentes principales del aire (N2 y O2) reaccionan entre sí dando óxido nítrico.

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Quizá el problema ambiental más grave que es

originado en la atmósfera es la lluvia ácida. Este término cubre diferentes fenómenos como la niebla y la nieve ácida, y corresponde a la precipitación atmosférica de ácido. Fue descubierto en Gran Bretaña en la década de 1880 y olvidado hasta la década de los 50. La lluvia natural ya es algo ácida debido a la disolución de CO2 en el agua de lluvia:

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El ácido carbónico se comporta como ácido en agua al disociarse liberando un protón según el equilibrio:

lo que disminuiría el pH a alrededor de 6.3. Así, lluvias con pH inferior a 5 se consideran ‘ácidas’, teniendo en cuenta que pueden existir también fenómenos de lluvia ácida naturales debido a erupciones volcánicas. Los dos ácidos predominantes en una lluvia ácida son el ácido sulfúrico (H2SO4) y el ácido nítrico (HNO3).

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Es precisamente el aumento considerable de las cantidades de especies correspondientes en la estratosfera lo que supone una seria amenaza para la destrucción de la capa de ozono, y éstas son originadas fundamentalmente por las actividades humanas. Por poner un ejemplo, el cloro se produce en la estratosfera por fotólisis de compuestos clorados procedentes de la troposfera y en su inmensa mayoría de origen antropogénico como los clorofluorocarbonados (CFC) utilizados como refrigerantes, propelentes de spray, disolventes, espumas contra incendios.

Componentes químicos del aire

Nitrógeno: 78% Oxigeno: 20% Gases Nobles: 1% Anhídrido carbónico: 0.03% Agua: 0.97%

Componentes

Son: Neón 18.2 ppmv Helio 5 ppmv Criptón 1.1 ppmv Hidrógeno 0.5 ppmv Xenón 86 ppbv Anhídrido carbónico 2000-4000 ppmv

Componentes minoritarios

Es, junto con el potasio y el fósforo, uno de los

tres nutrientes mayoritarios de los vegetales. La fertilización artificial del suelo agrícola requiere el aporte de nitrógeno en forma amoniacal, de nitratos o de urea, entre otras.

La primera materia para la producción de fertilizantes nitrogenados es el amoníaco que se produce industrialmente a partir del nitrógeno del aire, por reacción química con el hidrógeno:

N2 + 3 H2 6 2NH3

Nitrógeno

En la industria química y en las afines el nitrógeno gas se utiliza para crear atmósferas inertes, evitando la presencia del aire que podría dar lugar a mezclas explosivas ("blanketing" o barrido con nitrógeno de depósitos, reactores, equipos varios y tuberías en la industria del refino de petróleo, petroquímica y de la polimerización) o a degradaciones de tipo oxidativo (envasado en atmósferas inertes)

El oxígeno del aire, como tal y en

concentraciones superiores a las que tiene en éste (aire enriquecido), se utiliza masivamente como comburente en la producción de energía por combustión. Como oxidante encuentra aplicación en las industrias siderúrgica (proceso LD) y metalúrgica (sopletes de oxicorte y soldadura autógena), además de su importante papel en la industria química y en la aeroespacial.

Oxígeno

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Oxígeno del 85% se considera como aire enriquecido; de baja pureza es la del 95% y de alta pureza estándar a partir del 98,5% e, incluso, por encima del 99% hasta el 99,9%, en cuyo caso debe haberse separado el argón que le puede acompañar en una proporción superior al 1%.

El argón se utiliza en la soldadura "bajo argón"

de aceros inoxidables y otros metales como el aluminio, donde la presencia de oxígeno produciría óxidos y la de nitrógeno nitruros, ambos indeseables. También se utiliza para llenar lámparas especiales. Mezclas de argón oxígeno se utilizan para descarbonar aceros inoxidables

Argón

El neón se utiliza mezclado con el helio en atmósferas

artificiales para la presurización y despresurización de buceadores y submarinistas y en el llenado de lámparas y tubos de iluminación para anuncios, como también el criptón y el xenón, con otras aplicaciones en la construcción de equipos diversos (sistemas de rayos X, etc.)

Neón

El helio, aunque también se obtiene del aire, se separa más fácilmente del gas natural en el que, en algunos yacimientos, aparece como componente minoritario; se usa en laboratorios de investigación (superconductividad, equipos de resonancia magnética nuclear (RMN), etc.

Helio

Hidrógeno El hidrógeno, aunque se produce

mayoritariamente a partir del vapor de agua, por reducción con hidrocarburos y antiguamente con carbón (gasificación), para su comercialización como gas embotellado se prefiere el de origen electrolítico por su mayor pureza.

El anhídrido carbónico puro se separa

preferentemente de los gases de combustión del gas natural, pues este combustible es el que contiene y origina menos impurezas. También se obtiene en grandes cantidades por descomposición de los carbonatos de las rocas calizas (hornos de cal) y dolomíticas (fabricación de magnesia calcinada para ladrillos refractarios).

Anhídrido carbónico

Plomo Ozono PM Bióxido de azufre Monóxido de carbono Óxido de nitrógeno Compuestos orgánicos volátiles

Contaminantes del aire

Utilizado en la fabricación de tuberías,

recipiente para alimentos, pinturas y gasolinas. Gasolina con plomo

Plomo

Compuesto incoloro, que puede oxidar

materiales. Reacción de NO2 con COV Aparatos eléctrico

Ozono

PM (material partículado)/(partículas mortales)

Son aquellas partículas que al inhalarse

penetran en la región torácica del tracto respiratorio

PM 10

Actividades de labranza Minería Paso de vehículos por caminos sin pavimentar

Origen de las PM10

Tiene aun mayor probabilidad de depositarse

en los conductos más finos del tracto respiratorio y en los alvéolos.

PM2.5

Primario

Materiales gaseosos provenientes de la combustión

Secundario Formados a partir de sustancias que

reaccionaron químicamente en la atmosfera y se fueron adheriendo.

Origen

Gas incoloro, cuya fuente primaria es la

quema de combustibles fósiles que contiene azufre en su composición Combustóleo

Bióxido de azufre

Gas incoloro e inodoro que en concentraciones

altas puede ser letal, pues impide el transporte del oxigeno a la sangre Naturalmente (por la oxidación del metano) Antropogénica (por un combustión incompleta)

Monóxido de carbono

Produce la capa café-rojizo en zonas urbanas.

Vehículos automotores Plantas eléctrica Fuentes industriales que quemen combustible

Óxido de nitrógeno

Excremento Polen Virus Bacterias

Compuestos orgánicos volátiles

Aguilera L, Guillermo C. – Contenido- Marzo

2013- Edición 597, Edición 597, p50-72. http://www.inecc.gob.mx/calaire-indicadores/5

23-calaire-cont-criterio

Bibliografía