Introducción

Hay cientos de contaminantes en el aire que se presentan en forma de partículas y gases. El material particulado está compuesto por pequeñas partículas líquidas o sólidas de polvo, humo, niebla y ceniza volante. Los gases incluyen sustancias como el monóxido de carbono, dióxido de azufre y compuestos orgánicos volátiles. También se puede clasificar a los contaminantes como primarios o secundarios.

Un contaminante primario es aquél que se emite a la atmósfera directamente de la fuente y mantiene la misma forma química, como por ejemplo, la ceniza de la quema de residuos sólidos.

Un contaminante secundario es aquel que experimenta un cambio químico cuando llega a la atmósfera. Un ejemplo es el ozono que surge de los vapores orgánicos. Los vapores orgánicos reaccionan con los óxidos de nitrógeno en presencia de luz solar y producen el ozono, componente primario del smog fotoquímico.

// Las principales causas de la contaminación del aire son:
// Emisiones del transporte urbano (CO, CnHn, NO, SO₂, Pb)
// Emisiones industriales gaseosas (CO, CO₂, NO, SOx)
// Emisiones Industriales en polvo (cementos, yeso, etc)
// Basurales (metano, malos olores).
// Quema de basura (CO₂ y gases tóxicos)
// Incendios forestales (CO₂)
// Fumigaciones aéreas (líquidos tóxicos en suspensión).
// Derrames de petróleo (Hidrocarburos gaseosos).
// Corrientes del aire y relación presión/temperatura
La contaminación del aire tiene muchos efectos en la salud, desde irritaciones leves, hasta el desarrollo de graves enfermedades. Dependiendo de exposiciones agudas o crónicas, los efectos en la salud pueden ser:

Monóxido de Carbono:

El monóxido de carbono, o CO, es un gas tóxico incoloro e inodoro. Es el producto de la combustión incompleta en condiciones de deficiencia de oxígeno. Si el oxígeno es suficiente, la combustión produce dióxido de carbono (C0₂) de combustibles sólidos, líquidos y gaseosos. Los artefactos domésticos alimentados con gas, petróleo, kerosen, carbón o leña pueden producir CO. Si tales artefactos no están debidamente instalados y mantenidos y no son correctamente utilizados, se puede acumular CO, y este puede llegar a niveles peligrosos, e incluso letales, en automóviles, casas o zonas con ventilación deficiente.

La exposición de las personas a concentraciones importantes de monóxido de carbono en el aire, puede suponer problemas importantes para la salud. El CO se combina rápidamente con la hemoglobina de la sangre, contenida en los glóbulos rojos o eritrocitos, produciendo carboxihemoglobina la cual reduce, a veces a niveles fatales, la capacidad de transporte de oxígeno de los pulmones a las células del organismo. La función normal de la hemoglobina es transportar el oxígeno de los pulmones a las células y recoger el C0₂ para evacuarlo por los pulmones.

// A bajos niveles (200 ppm durante 3 horas o 400 ppm durante 1 hora), el CO puede causar falta de aliento, náusea y mareos ligeros y puede afectar la salud después de un tiempo.

// A niveles moderados (500 ppm durante 1 hora o 1000 ppm durante 30 minutos) el CO puede causar dolores de cabeza, mareos, confusión mental, náusea o desmayos, pero puede causar la muerte si estos niveles, aunque moderados, se respiran durante mucho tiempo.

// A niveles altos (1500 ppm durante 1 hora peligroso para la vida 4000 ppm), estrés en el sistema cardiovascular, baja tolerancia al ejercicio, inconciencia y muerte en pocos minuto

// Máximo permitido: 10 mg/m3 (9 ppm) en 8 hr; 30 mg/m3 en 1 hr (26 ppm)

Las causas más comunes de intoxicaciones agudas por monóxido de Carbono están relacionadas con braseros o estufas de carbón o leña, que se utilizan en tiempo frío cerrando el lugar, de manera que este se calefacciona pero se llena de monóxido de carbono.

Dióxido de carbono (CO₂)

El dióxido de carbono (CO₂) es un gas incoloro, denso y poco reactivo. Forma parte de la composición de la tropósfera (capa de la atmósfera más próxima a la Tierra) actualmente en una proporción de 350 ppm. (partes por millón).

El aumento del contenido de dióxido de carbono que se verifica actualmente es un componente del cambio climático global, y posiblemente el mejor documentado. Desde mediados del siglo XIX hasta hoy, el aumento ha sido de 80 ppm.

Dada su presencia natural en la atmósfera y su falta de toxicidad, no deberíamos considerarlo una substancia que contamina, pero se dan dos circunstancias que lo hacen un contaminante de gran importancia en la actualidad: es un gas que produce un importante efecto de atrapamiento del calor, el llamado efecto invernadero; y su concentración está aumentando en los últimos decenios por la quema de los combustibles fósiles y de grandes extensiones de bosques.

Por estos motivos es uno de los gases que más influye en el importante problema ambiental del calentamiento global del planeta y el consiguiente cambio climático. Analizamos este efecto más adelante, dada su importancia

Dióxido de azufre (SO₂)

Es el derivado del azufre que más frecuentemente contamina el aire. Se produce por la combustión de carbono y petróleo que lo contienen.

La mayor parte proviene de las plantas generadoras de electricidad (carboeléctricas y termoeléctricas) y de otros procesos industriales que contribuyen a la presencia de sulfatos en la atmósfera, como la calcinación de los minerales de sulfuro, la refinación del petróleo, la producción de Óxido Sulfúrico y la de coque a partir del carbón.

Los óxidos de azufre se eliminan del aire mediante su conversión en ácido sulfúrico y sulfatos y de esta forma se depositan en forma de partículas sobre la tierra o en el mar, ya sea con la precipitación pluvial o sedimentándose, contaminando también el agua y el suelo.

Los óxidos de azufre pueden inhibir el crecimiento de las plantas y ser letales para algunas de ellas cuando están expuestas a concentraciones moderadas durante largos periodos.

Los efectos tóxicos de los óxidos de azufre para el ser humano son: dificultad para respirar, debido al espasmo o contracción de los bronquios, irritación de la garganta, de los ojos y tos, en cantidades elevadas puede llegar a ser mortal. También se ha encontrado una relación entre la presencia de óxidos de azufre en la atmósfera y el aumento de muertes por enfermedades crónicas, cardiovasculares y respiratorias.

Dióxido de nitrógeno (NO₂).

Contaminante generado cuando el nitrógeno contenido en los combustibles y en el aire es oxidado en un proceso de combustión. La acumulación de bióxido de nitrógeno en el cuerpo humano constituye un riesgo para las vías respiratorias ya que se ha comprobado que puede alterar la capacidad de respuesta de las células en el proceso inflamatorio, como sucede con las células polimorfonucleares, macrófagos alveolares y los linfocitos, siendo más frecuente en casos de bronquitis crónica.

Ozono O₃

El ozono es un constituyente importante de la atmósfera, aunque su rol varía fundamentalmente con la altura ya cumple dos papeles totalmente distintos según se encuentre en la estratosfera o en la troposfera.

:: Ozono estratosférico
El que está en la estratosfera (de 10 a 50 km.) es imprescindible para que la vida se mantenga en la superficie del planeta porque absorbe las letales radiaciones ultravioletas que nos llegan del sol.

:: Ozono troposférico
El ozono que se encuentra en la troposfera, junto a la superficie de la Tierra, es un importante contaminante secundario. El que se encuentra en la zona más cercana a la superficie se forma por reacciones inducidas por la luz solar en las que participan, principalmente, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos presentes en el aire. Es el componente más dañino del smog fotoquímico y causa daños importantes a la salud, cuando está en concentraciones altas, y frena el crecimiento de las plantas y los árboles.

La contaminación del aire ambiente en forma de óxidos de nitrógeno (NOX) y compuestos orgánicos volátiles (VOC), emitidos por vehículos automotores y fuentes estacionarias, da lugar a su formación.

Su producción en el aire ambiente a partir de estos precursores es una función compleja de muchos factores que incluyen la intensidad de la luz solar, el mezclado atmosférico, las concentraciones y la relación entre ellas de los precursores, y la reactividad de los precursores orgánicos.

Efectos en la salud humana por exposición a ozono

Concentración (ppm)	Tiempo de exposición	Efecto observado
0,08-0,15-0,12	1-3 hrs	Tos y dolor de cabeza. En individuos sanos, durante el ejercicio: Disminución de FEVI* y CVF**, incremento de la sensibilidad de las vías aéreas, lo cual podría significar un aumento en la respuesta a otros contaminantes
0,12	2-5 hrs	Disminución de la función pulmonar en niños y adultos, durante ejercicio fuerte.
0,24	1-3 hrs	En individuos sanos, durante el ejercicio: Incremento en la frecuencia respiratoria, disminución de la resistencia de las vías aéreas, disminución de la función pulmonar.

**CVF: Capacidad vital forzada.
*FEVI: Tasa máxima de flujo expiratorio

Compuestos orgánicos volátiles

Este grupo incluye diferentes compuestos como el metano CH4, otros hidrocarburos, los clorofluorocarburos (CFC) y otros.

:: Metano (CH4)
Es el más abundante y más importante de los hidrocarburos atmosféricos.Es un contaminante primario que se forma de manera natural en diversas reacciones anaeróbicas del metabolismo. El ganado, las reacciones de putrefacción y la digestión de las termitas forma metano en grandes cantidades. También se desprende del gas natural, del que es un componente mayoritario y en algunas combustiones. Asimismo se forman grandes cantidades de metano en los procesos de origen humano hasta constituir, según algunos autores, cerca del 50% del emitido a la atmósfera.
Desaparece de la atmósfera a consecuencia, principalmente, de reaccionar con los radicales OH formando, entre otros compuestos, ozono. Su vida media en la troposfera es de entre 5 y 10 años.
Se considera que no produce daños en la salud ni en los seres vivos, pero es altamente influyente en el efecto invernadero y también en las reacciones estratosféricas.
La gran mayoría del metano emitido a la atmósfera procede de cuatro fuentes, en proporciones muy similares: la agricultura y ganadería, el tratamiento de residuos, el tratamiento y distribución de combustibles fósiles y las emisiones naturales que tienen lugar, sobre todo, en las zonas húmedas.

Partículas y aerosoles

:: Aerosoles primarios
:: Aerosoles secundarios
:: Impacto sobre el clima

En la atmósfera permanecen suspendidas substancias muy distintas como partículas de polvo, polen, hollín (carbón), metales (plomo, cadmio), asbesto, sales, pequeñas gotas de ácido sulfúrico, dioxinas, pesticidas, etc. Se suele usar la palabra aerosol para referirse a los materiales muy pequeños, sólidos o líquidos. Partículas se suele llamar a los sólidos que forman parte del aerosol, mientras que se suele llamar polvo a la materia sólida de tamaño un poco mayor (de 20 micras o más). El polvo suele ser un problema de interés local, mientras que los aerosoles pueden ser transportados muy largas distancias.

Según su tamaño pueden permanecer suspendidas en la atmósfera desde uno o dos días, las de 10 micrómetros o más, hasta varios días o semanas, las más pequeñas. Algunas de estas partículas son especialmente tóxicas para los humanos y, en la práctica, los principales riesgos para la salud humana por la contaminación del aire provienen de este tipo de polución, especialmente abundante en las ciudades.

Aerosoles primarios: son los emitidos a la atmósfera directamente desde la superficie del planeta proceden principalmente, de los volcanes, la superficie oceánica, los incendios forestales, polvo del suelo, origen biológico (polen, hongos y bacterias) y actividades humanas.

Aerosoles secundarios: se forman en la atmósfera por diversas reacciones químicas que afectan a gases, otros aerosoles, humedad, etc. Suelen crecer rápidamente a partir de un núcleo inicial.
Entre los aerosoles secundarios más abundantes están los iones sulfato alrededor de la mitad de los cuales tienen su origen en emisiones producidas por la actividad humana. Otro componente importante de la fracción de aerosoles secundarios son los iones nitrato.

Los aerosoles pueden influir sobre el clima de una manera doble. Pueden producir calentamiento al absorber radiación o pueden provocar enfriamiento al reflejar parte de la radiación que incide en la atmósfera. Por este motivo, no está totalmente clara la influencia de los aerosoles en las distintas circunstancias atmosféricas. Probablemente contribuyen al calentamiento en las áreas urbanas y siempre contribuyen al enfriamiento cuando están en la alta atmósfera porque reflejan la radiación disminuyendo la que llega a la superficie.