Contaminación atmosférica
Conceptos
La atmósfera es un bien común indispensable para la vida y, por lo tanto, debe preservarse su pureza para evitar los daños que pueden derivarse por su contaminación para la salud humana y el medio ambiente en su conjunto.
El aire es una mezcla de muchos gases; algunos de ellos se consideran parte integrante de la atmósfera, porque están siempre presentes en ella en proporción fija con respecto al volumen total de gas. Otros se encuentran en proporción muy variable, tanto en el tiempo como en el espacio. Cuando el aire está seco, es decir, cuando se encuentra exento de vapor de agua. Entre los principales gases variables están el vapor de agua, el anhídrido carbónico, el monóxido de carbono, el anhídrido sulfuroso, el dióxido de nitrógeno y el ozono.
En la actualidad, el término contaminación atmosférica se refiere a la contaminación por sustancias químicas de la atmósfera y excluye las radiaciones ionizantes y no ionizantes, los ruidos y vibraciones y los contaminantes biológicos.
En España se define la contaminación atmosférica como la presencia en la atmósfera de materias, sustancias o formas de energía que impliquen molestia grave, riesgo o daño para la seguridad o la salud de las personas, el medio ambiente y demás bienes de cualquier naturaleza.
Tres son los procesos que hay que considerar:
a) los contaminantes emitidos por las distintas fuentes, que van a permanecer en la atmósfera durante un tiempo más o menos prolongado, denominado tiempo de residencia;
b) las condiciones meteorológicas que van a favorecer o no la permanencia de los contaminantes inyectados en la atmósfera, de acuerdo con su capacidad para dispersarlos y la reactividad química de éstos
c) los efectos de los contaminantes sobre los seres humanos, por la relación directa que se establece entre contaminación y salud, pero sin olvidar los efectos sobre el resto de los seres vivos, las estructuras, el suelo o las propiedades de la atmósfera misma.
Evolución histórica
La introducción del carbón como fuente energética provoca la aparición de cierto malestar en la población, por lo que puede decirse que la contaminación de la atmósfera como problema social se remonta a los primeros años del siglo XVI.
El humo fue el primer contaminante que atrajo la atención, especialmente como consecuencia del agotamiento de la leña y la introducción del carbón como alternativa, lo que pronto provocó un aumento de su demanda como combustible.
El dióxido de azufre es el segundo causante de molestias colectivas, al producirse al mismo tiempo que el humo durante la combustión del carbón, pero la insuficiencia de conocimientos químicos no permitió identificarlo como agente autónomo de contaminación. La industria química fue el origen de contaminantes como el ácido clorhídrico, el sulfuro de hidrógeno, el dióxido de nitrógeno o el fluoruro de hidrógeno. La industria metalúrgica incrementó los niveles de dióxido de azufre y trajo consigo la aparición en la atmósfera urbana de vapores de distintos metales.
Meteorología y contaminación atmosférica
La atmósfera interviene activamente en el proceso de la contaminación atmosférica desde el mismo momento en que los contaminantes son inyectados.
La atmósfera es un sistema termo e hidrodinámico complejo, en el que coexisten movimientos de escalas tan diferentes como la hemisférica y la molecular, junto con toda una gama de movimientos intermedios.
El comportamiento de la atmósfera depende de los valores de un conjunto de variables.
Las condiciones meteorológicas referidas a un período de tiempo corto determinan el tiempo atmosférico, mientras que los valores medios durante un período relativamente largo determinan el clima de un lugar.
En ciertas condiciones meteorológicas, una capa de aire caliente que asciende puede encontrarse de forma más o menos inmediata con otra capa más cálida, con lo cual no puede ascender y queda atrapada por debajo de ésta.
Esta situación de atmósfera estable, conocida como inversión térmica, suele ir acompañada de vientos flojos o de calmas. Existen dos tipos de inversión térmica:
- La de superficie se produce como consecuencia del rápido enfriamiento de la superficie terrestre, que tiene lugar en zonas secas y en días despejados, al anochecer; por esta razón, la capa de aire en contacto con el suelo adquiere menor temperatura y, por lo tanto, mayor densidad que la capa inmediata superior.
- La de subsidencia se produce en zonas de alta presión, por un ligero movimiento de las masas de aire desde el centro hacia la periferia, lo que favorece un movimiento lento y persistente de descenso del aire.
Naturaleza y fuentes artificiales de emisión
Aunque el origen de los contaminantes presentes en la atmósfera puede ser natural o artificial, la contaminación atmosférica como problema de salud pública debe restringirse a determinadas áreas urbanas e industriales, donde los contaminantes presentes tienen origen antropogénico casi en su totalidad.
Los contaminantes de naturaleza química presentes en la atmósfera pueden subdividirse en gases y partículas.
Los contaminantes gaseosos, que entran en la atmósfera como tales, son gases y vapores de compuestos minerales u orgánicos, que pueden reaccionar en la atmósfera para convertirse en partículas, o bien asociarse a gotas de agua o a núcleos higroscópicos.
Las fuentes artificiales de emisión de contaminantes son, por orden de importancia:
El transporte.
La producción de energía.
La industria.
Las calefacciones domésticas.
Otras fuentes (refino, residuos, agricultura, etc.).
Estudio específico de los principales contaminantes
Efecto invernadero/cambio climático
Monóxido de carbono
Óxidos de nitrógeno
Hidrocarburos y oxidantes fotoquímicos
EFECTOS SOBRE LA SALUD HUMANA
En general, se consideran como principales contaminantes atmosféricos aquellos que, por el volumen de sus emisiones y por la continuidad y universalidad de su presencia, son, en principio, los responsables de la mayor parte de los problemas de contaminación atmosférica, de forma que, en la legislación de los diferentes países u organismos internacionales, se contemplan con carácter casi exclusivo
El CO es un gas incoloro, inodoro e insípido, ligeramente menos denso que el aire. La oxidación atmosférica del metano procedente de la descomposición anaerobia de la materia orgánica de origen animal y vegetal representa el aporte natural más importante; la función clorofílica y los océanos son también fuentes naturales significativas de CO.
Tres son los óxidos de nitrógeno que normalmente se de- tectan en la atmósfera: óxido nitroso (N2O), monóxido de nitrógeno u óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2). Los dos primeros son incoloros y el último es de color pardo-rojizo. El óxido nitroso o hemióxido de nitrógeno (N2O), que procede mayoritariamente de fuentes naturales, no es tóxico ni participa en las reacciones atmosféricas que dan lugar a contaminantes secundarios en el medio urbano.
Óxidos de azufre
Los hidrocarburos y los oxidantes fotoquímicos constituyen dos categorías distintas de contaminantes, que están relacionadas, ya que ciertos hidrocarburos, como los compuestos orgánicos volátiles no metánicos, participan en la formación de los oxidantes fotoquímicos. Los hidrocarburos son contaminantes primarios, pues llegan como tales a la atmósfera, mientras que los oxidantes fotoquímicos son secundarios, puesto que se originan en ella por reacciones entre contaminantes primarios.
El elemento que se emite a la atmósfera en mayor cantidad es el dióxido, acompañado de una pequeña cantidad de trióxido, generalmente en proporción inferior al 2%. Tanto las fuentes naturales como las antropogénicas contribuyen a los niveles atmosféricos de SOx. La mayor parte del SO2 presente en la atmósfera procedente de fuentes naturales se genera dentro de ella por oxidación. El sulfuro de hidrógeno, procedente de la descomposición de la materia orgánica, reacciona con el ozono.
Capa o escudo de ozono
Partículas
Los océanos constituyen la fuente mayoritaria de partículas de origen natural; el arrastre de polvo por el viento, las erupciones volcánicas y los incendios forestales también contribuyen de forma significativa.
Las partículas sólidas (polvo) se clasifican, según su tamaño, en:
Partículas submicrométricas o en suspensión.
Partículas micrométricas o sedimentables .
En la estratosfera, capa de la atmósfera situada inmediatamente por encima de la troposfera, se desarrolla una intensa actividad fotoquímica que genera ozono:
Los principales responsables de la reducción en los niveles estratosféricos de ozono, fenómeno que se manifiesta de forma más clara sobre las zonas polares, son los freones o clorofluorocarbonos, junto con otros halocarburo
Determinados gases, especialmente el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso y los halocarburos, bastante transparentes a la radiación solar incidente, son, sin embargo, eficaces absorbentes de la radiación infrarroja de onda larga, que la Tierra devuelve de nuevo hacia la atmósfera para contribuir al mantenimiento del equilibrio térmico. En consecuencia, si estos gases aumentan su concentración en la atmósfera, debe esperarse un aumento de la temperatura media del planeta
El estudio de los efectos sobre la salud humana de los contaminantes atmosféricos basado, en un primer momento, en la experimentación animal y los resultados de cuadros agudos de carácter accidental se ha centrado en los últimos años en el análisis de series temporales de datos ambientales y de salud; los objetivos son: establecer niveles seguros para el conjunto de la población, asegurar la vigilancia de los índices de calidad del aire y mejorar las intervenciones para proteger la salud de la población.
Monóxido de carbono
Óxidos de nitrógeno
Algunos estudios indican que las concentraciones comparativamente bajas de carboxihemoglobina, producidas por la exposición a la contaminación ambiental, y las concentraciones más altas relacionadas, por lo general, con el tabaco podrían causar un deterioro de la capacidad de atención, diferenciación y desempeño de tareas delicadas y trabajos físicos en individuos sanos, y la exacerbación de síntomas, como la angina de pecho, cuando los pacientes con enfermedades cardiovasculares realizan esfuerzos.
Es posible que el dióxido de nitrógeno sea un factor de riesgo de las enfermedades respiratorias, según los datos obtenidos de estudios realizados en animales y en condiciones experimentales con voluntarios humanos, ya que sólo se ha realizado un número limitado de investigaciones epidemiológicas.
Los estudios epidemiológicos demuestran un mayor riesgo de enfermedad respiratoria aguda y reducción de la fun- ción pulmonar, especialmente en escolares expuestos a una atmósfera que contiene dióxido de nitrógeno, óxidos de azufre, partículas y, en algunos casos, oxidantes fotoquímicos.
Hidrocarburos y oxidantes fotoquímicos
Varios estudios han puesto de manifiesto una mayor frecuencia de irritación de ojos, nariz y garganta, disminución del rendimiento físico, alteraciones funcionales pulmonares en niños y aumento de la frecuencia de los ataques de asma. Todo ello se ha asociado con cambios en las concentraciones horarias de oxidantes
Óxidos de azufre y partículas
Los efectos del anhídrido sulfuroso y de las partículas en suspensión sobre la salud humana han sido ampliamente estudiados y dependen, lógicamente, de sus concentraciones y del tiempo de exposición. Ambos contaminantes atmosféricos se han contemplado en el pasado de forma conjunta cuando se valoran los efectos de sus concentraciones sobre la salud humana, al haber estado implicados en todos los episodios agudos de contaminación atmosférica.
VIGILANCIA Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Existen dos grandes líneas de actuación en la lucha contra la contaminación atmosférica: los sistemas de vigilancia y las medidas para el control.
Sistemas de vigilancia
La determinación de los niveles de contaminación en el aire ambiente, como resultado de la descarga a la atmósfera de forma continua o discontinua desde cualquier fuente susceptible, es necesaria para evaluar el resultado de las emisiones, los niveles o los efectos observados, lo que permitirá la toma de decisiones en cuanto a la instalación de una red de vigilancia para la gestión de la calidad del aire.
Medidas para el control
Las medidas para prevenir, vigilar y reducir la contaminación atmosférica son fundamentalmente las siguientes: ubicación de las fuentes, elección de combustibles, depuración, dispersión, sustitución y legislación.
La selección de la ubicación de la fuente de emisión no sólo debe tener en cuenta la contaminación atmosférica, sino que también deben evaluarse otro tipo de factores socioeconómicos: materias primas, energía, mano de obra, mercado, transporte, etc.
En cuanto a la elección de combustibles, el uso limitado que tienen en la actualidad los combustibles gaseosos no contaminantes obliga a seleccionar de forma racional los combustibles sólidos y líquidos, según razones de tipo económico, industrial, ambiental, de producción, etc.
La dispersión se basa en el aprovechamiento de los fenómenos meteorológicos de difusión para diluir los contaminantes
La sustitución consiste en cambiar un proceso tecnológico determinado por otro que produzca menor contaminación. En la práctica no siempre es posible, ya que se requiere equivalencia tecnológica e igual costo de producción.
Por último, la existencia de una normativa legal es indispensable para poder adoptar medidas en el control de la contaminación atmosférica
ENFERMEDAD PULMONAR OBSTRUCTIVA CRÓNICA
Actualmente, la causa de casi todos los casos de EPOC es el hábito de fumar durante años.
El humo del tabaco produce una secreción crónica de moco y una inflamación crónica de los bronquiolos, que causa la tos y la expectoración, y que está en el origen de la enfermedad.
Además el efecto irritante directo del humo del cigarrillo paraliza los cilios de la mucosa bronquial, cuya función de batido sirve para eliminar mucosidad y partículas hacia el exterior.
En el EPOC se compromete el intercambio hematogaseoso: primero se da una retención de CO2 y finalmente una disminución del oxígeno sanguíneo, lo que causa hipoxia tisular, es decir, falta de oxígeno en los tejidos. Al final, estos pacientes pueden precisar oxígeno domiciliario para su tratamiento.
Hay varias enfermedades que se engloban en el EPOC. Una de ellas es la bronquitis crónica que se puede definir por la presencia de tos productiva durante tres meses al año y más de dos años consecutivos.
El enfisema pulmonar es otra de ellas: se define como la destrucción de alvéolos y pérdida de la capacidad de intercambio gaseoso.
El déficit parcial de α1antitripsina puede predisponer al EPOC.
Epidemiología y prevención EPOC
La prevalencia de EPOC en la población general se estima en torno al 6%.
Aumenta con la edad, y en la Encuesta Nacional de Salud de España de 1993, la prevalencia de bronquitis crónica en mayores de 64 años era del 11,9%. En estas cifras se representa la percepción del paciente, puesto que es un estudio por encuesta.
Aproximadamente, a los 7 años del diagnóstico de EPOC, el paciente está incapacitado para trabajar.
Al menos el 90% de los casos de EPOC son atribuibles al tabaco, por lo que es este factor evitable el más importante objetivo de la prevención de la enfermedad.
Otros factores de riesgo que interactúan y potencian el efecto del tabaco son la historia previa de asma, de infecciones respiratorias recurrentes, de exposición laboral a polvo y humo, el ozono y otros irritantes atmosféricos.
El control de estos elementos endógenos y exógenos es una ayuda clara a la no progresión del EPOC
NEUMOPATÍA CRÓNICA RESTRICTIVA
La neumopatía crónica restrictiva es una enfermedad diferente. Se puede deber a la cirugía pulmonar, traumatismos, infartos pulmonares, tuberculosis, o más frecuentemente a la inhalación crónica de polvo procedente de determinadas actividades laborales, como la minería o el oficio de cantero.
En este último caso se habla de neumoconiosis, que son fibrosis pulmonares ocasionadas por partículas de polvo. Cada una de las neumoconiosis recibe un nombre en función del polvo inhalado: silicosis, antracosis, asbestosis, etc.
Su repercusión en la función pulmonar es también diferente: el VEMS se mantiene pero se reduce la capacidad pulmonar total y la oxigenación arterial.
La forma restrictiva de enfermedad pulmonar se previene modificando las condiciones de trabajo de ciertos oficios, que deben seguir procedimientos que generen poco polvo, por ejemplo, con la adición de agua al objeto cortante.
El asma. Definición y epidemiología. Estados atópicos
El asma es una enfermedad episódica de las vías respiratorias, caracterizada por la respuesta broncoconstrictora exagerada a numerosos agentes químicos y sobre todo biológicos.
Existen dos grupos: asma alérgica y asma idiosincrásica .
El asmático alérgico pertenece a familias donde hay más miembros con rinitis, urticaria y eccema, es decir, con estados atópicos. Con frecuencia el mismo paciente padece varios de estos problemas.
Clínicamente se produce una obstrucción al flujo aéreo con una sensación desagradable de incapacidad de respirar y silbidos audibles, y una secreción abundante de moco que contribuye a la obstrucción.
Los alergenos se encuentran principalmente en el aire y cuando se inhalan provocan una respuesta inmediata y también algo más tardía, a las 6-10 horas.
Los contaminantes ambientales y laborales también pueden favorecer o empeorar el ataque de asma.
Las infecciones respiratorias, el ejercicio y el aire frío y otros agentes, incluyendo las emociones, también pueden desencadenar un ataque asmático.
En el asma idiosincrásica no se llega a identificar un alergeno en concreto.
Se cree que la exposición tardía en el desarrollo del niño a pólenes, etc., puede ser la causa de la sensibilización. Por el contrario, los niños criados en el campo, en contacto con estos mismos pólenes des- de muy pronto, tienen menos asma y alergias.
También la exposición muy reiterada a pequeñas dosis de sustancias irritantes en el medio laboral, o al polvo doméstico, que con- tiene ácaros y restos de deposiciones y cutícula de cucaracha, acaba por producir sensibilización, en personas predispuestas.
La lactancia materna, prolongada hasta los 6 meses de vida, previene las alergias alimentarias.
No está claro el papel de las nuevas sustancias que se sintetizan a partir de derivados del petróleo, esencialmente.
Se utilizan y dispersan en el medio de manera constante. Determinadas macromoléculas pueden ser nuevos sensibilizantes y por ello, quizá, esté en aumento el problema de la alergia y el asma en los países industrializados.
Ocasionalmente se producen brotes epidémicos de asma. Deben estudiarse minuciosamente porque pueden causar mortalidad y son prevenibles, como en el caso de descargas incontroladas en puertos de agentes fuertemente sensibilizantes, o por usos industriales no controlados de sustancias químicas irritantes.
En nuestro ordenamiento jurídico, la regulación existente en relación con los contaminantes atmosféricos parte del Decreto 833/1975, de 6 de febrero, que desarrolló la Ley 38/1972, de Protección del Ambiente Atmosférico, ya derogada.
La Directiva 96/62/CE del Consejo, de 27 de septiembre de 1996, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire, modifica la normativa anteriormente existente en el ámbito comunitario, partiendo de la recomendación de establecer objetivos de calidad del aire recogidos en el V Programa de acción en materia de medio ambiente. Tal modificación se plasma en nuestro ordenamiento jurídico en las disposiciones siguientes:
Real Decreto 1796/2003, de 26 de diciembre, relativo al ozono en el aire o ambiente
Real Decreto 812/2007, de 22 de junio, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente en relación con el arsénico, el cadmio, el mercurio, el níquel y los hidrocarburos aromáticos policíclicos
Real Decreto 1073/2002, de 18 de octubre, sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente en relación con el dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, óxidos de nitrógeno, partículas, plomo, benceno y monóxido de carbono (BOE n. 260, de 30 de octubre)