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La contaminación por partículas es la contaminación de un ambiente que consiste en partículas suspendidas en algún medio. Hay tres formas principales: partículas atmosféricas , [1] desechos marinos , [2] y desechos espaciales . [3] Algunas partículas se liberan directamente de una fuente específica, mientras que otras se forman en reacciones químicas en la atmósfera. La contaminación por partículas puede derivarse de fuentes naturales o de procesos antropogénicos .

Material particulado atmosférico

Distribución global promedio de concentraciones de material particulado (PM2.5) (2001-2006).

Materia particulada atmosférica , también conocido como materia en partículas , o PM, describe sólidos y / o líquidos partículas suspendidas en un gas , más comúnmente la Tierra 's atmósfera . [1] Las partículas en la atmósfera se pueden dividir en dos tipos, dependiendo de la forma en que se emitan. Las partículas primarias, como el polvo mineral , se emiten a la atmósfera. [4] Las partículas secundarias, como el nitrato de amonio , se forman en la atmósfera mediante la conversión de gas a partículas. [4]

Fuentes

Algunas partículas se producen de forma natural y se originan en volcanes , tormentas de polvo , incendios de bosques y pastizales , vegetación viva y rocío marino . Actividades humanas, como la quema de combustibles fósiles en vehículos, [5] quema de madera , [6] [7] [8] [9] [10] quema de rastrojos , plantas de energía , polvo de carreteras , torres de enfriamiento húmedo en sistemas de enfriamiento y varios procesos industriales, también generan cantidades significativas de partículas. La combustión de carbón en países en desarrollo es el método principal para calentar hogares y suministrar energía . Debido a que la niebla salina sobre los océanos es la forma abrumadoramente más común de partículas en la atmósfera, los aerosoles antropogénicos , los producidos por actividades humanas, actualmente representan alrededor del 10 por ciento de la masa total de aerosoles en nuestra atmósfera. [11]

En el Reino Unido, la combustión doméstica es la fuente individual más grande de PM2.5 anualmente. [12] [13] En algunos pueblos y ciudades de Nueva Gales del Sur , el humo de la leña puede ser responsable del 60% de la contaminación del aire por partículas finas en el invierno. [14]

Desechos marinos

Los desechos marinos y los aerosoles marinos se refieren a partículas suspendidas en un líquido , generalmente agua, en la superficie de la Tierra . Las partículas en el agua son un tipo de contaminación del agua que se mide como sólidos suspendidos totales , una medida de la calidad del agua que figura como contaminante convencional en la Ley de Agua Limpia de EE. UU . , Una ley de calidad del agua . [15] En particular, algunos de los mismos tipos de partículas se pueden suspender tanto en el aire como en el agua , y los contaminantes específicamente pueden transportarse en el aire y depositarse en el agua, o caer al suelo comolluvia ácida . [16] La mayoría de los aerosoles marinos se crean a través del estallido de burbujas de las olas rompientes y la acción capilar en la superficie del océano debido al estrés ejercido por los vientos superficiales. [2] Entre los aerosoles marinos comunes, los aerosoles de sal marina pura son el componente principal de los aerosoles marinos con una emisión global anual de entre 2.000 y 10.000 teragramos al año. [2] A través de interacciones con el agua, muchos aerosoles marinos ayudan a dispersar la luz y ayudan en la condensación de las nubes y los núcleos de hielo (IN); por lo tanto, afectar a la atmosférica radiación presupuesto . [2] Cuando interactúan concontaminación antropogénica , los aerosoles marinos pueden afectar los ciclos biogeoquímicos mediante el agotamiento de ácidos como el ácido nítrico y los halógenos . [2]

Desechos espaciales

Los desechos espaciales describen partículas en el vacío del espacio exterior , específicamente partículas originadas por la actividad humana que permanecen en órbita geocéntrica alrededor de la Tierra . La Asociación Internacional de Astronautas define los desechos espaciales como "cualquier objeto en órbita terrestre creado por el hombre que no sea funcional sin una expectativa razonable de asumir o reanudar su función prevista o cualquier otra función para la que está o se puede esperar que esté autorizado, incluido fragmentos y sus partes ". [3]

Los desechos espaciales se clasifican por tamaño y propósito operativo, y se dividen en cuatro subconjuntos principales : cargas útiles inactivas , desechos operativos , desechos de fragmentación y materia microparticulada. [3] Las cargas útiles inactivas se refieren a cualquier objeto espacial lanzado que haya perdido la capacidad de reconectarse con su correspondiente operador espacial; así, impidiendo un regreso a la Tierra. [17] Por el contrario, los desechos operativos describen la materia asociada con la propulsión de una entidad más grande al espacio, que puede incluir etapas superiores de cohetes y conos de nariz eyectados . [17]Los desechos de fragmentación se refieren a cualquier objeto en el espacio que se haya disociado de una entidad más grande por medio de una explosión , colisión o deterioro . [18] La materia microparticulada describe la materia espacial que normalmente no se puede ver individualmente a simple vista , incluidas las partículas, los gases y el resplandor espacial. [17]

En respuesta a una investigación que concluyó que los impactos de los desechos orbitales de la Tierra podrían generar mayores peligros para las naves espaciales que el entorno natural de los meteoritos, la NASA comenzó el programa de desechos orbitales en 1979, iniciado por la rama de Ciencias Espaciales del Centro Espacial Johnson (JSC). [19] Comenzando con un presupuesto inicial de $ 70,000, el programa de desechos orbitales de la NASA comenzó con los objetivos iniciales de caracterizar los peligros inducidos por desechos espaciales y crear estándares de mitigación que minimizarían el crecimiento del entorno de desechos orbitales. [20] En 1990, el programa de desechos orbitales de la NASA creó un programa de monitoreo de desechos, que incluía mecanismos para muestrear la órbita terrestre baja.(LEO) para escombros tan pequeños como 6 mm utilizando el radar terrestre Haystack de banda X. [19]

Epidemiología

La contaminación por partículas se observa en todo el mundo en diferentes tamaños y composiciones y es el foco de muchos estudios epidemiológicos . El material particulado (PM) se clasifica generalmente en dos categorías principales de tamaño: PM 10 y PM 2,5 . La PM 10 , también conocida como materia particulada gruesa, consta de partículas de 10 micrómetros (μm) y más pequeñas, mientras que la PM 2.5 , también llamada materia particulada fina, consta de partículas de 2,5 μm y más pequeñas. [21] Las partículas de 2,5 μm o menos de tamaño son especialmente notables, ya que pueden inhalarse en el sistema respiratorio inferior y, con suficiente exposición, absorberse en el torrente sanguíneo.. La contaminación por partículas puede ocurrir directa o indirectamente a partir de una serie de fuentes que incluyen, entre otras: agricultura, automóviles, construcción, incendios forestales, contaminantes químicos y plantas de energía. [22]

La exposición a partículas de cualquier tamaño y composición puede ocurrir de forma aguda durante un período corto o de forma crónica durante un período prolongado. [23] La exposición a partículas se ha asociado con síntomas respiratorios adversos que van desde irritación de las vías respiratorias, asma agravada , tos y dificultad para respirar por exposición aguda a síntomas como latidos cardíacos irregulares , cáncer de pulmón, enfermedad renal , bronquitis crónica y muerte prematura en personas que padecen enfermedades cardiovasculares o pulmonares preexistentes debido a la exposición crónica. [21]La gravedad de los efectos sobre la salud generalmente depende del tamaño de las partículas y del estado de salud del individuo expuesto; Los adultos mayores, los niños, las mujeres embarazadas y las poblaciones inmunodeprimidas corren el mayor riesgo de sufrir resultados de salud adversos. [24] La exposición a corto plazo a la contaminación por partículas se ha relacionado con efectos adversos para la salud. [25] [26]

Como resultado, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y varias agencias de salud alrededor del mundo han establecido umbrales para las concentraciones de PM 2.5 y PM 10 que se determinan como aceptables. Sin embargo, no se conoce un nivel seguro de exposición y, por lo tanto, es probable que cualquier exposición a la contaminación por partículas aumente el riesgo de efectos adversos para la salud de una persona. [27] En los países europeos, una calidad del aire igual o superior a 10 microgramos por metro cúbico de aire (μg / m 3 ) para PM 2,5 aumenta la tasa de mortalidad diaria por todas las causas entre un 0,2% y un 0,6% y la tasa de mortalidad cardiopulmonar entre un 6 % y un 13 %. %. [27]

En todo el mundo, se ha demostrado que las concentraciones de PM 10 de 70 μg / m 3 y las concentraciones de PM 2,5 de 35 μg / m 3 aumentan la mortalidad a largo plazo en un 15%. [21] Más aún, aproximadamente 4,2 millones de todas las muertes prematuras observadas en 2016 se produjeron debido a la contaminación por partículas en el aire, el 91% de las cuales ocurrieron en países con un nivel socioeconómico bajo o medio. De estas muertes prematuras, el 58% se atribuyó a accidentes cerebrovasculares y cardiopatías isquémicas, el 8% se atribuyó a la EPOC ( Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica ) y el 6% al cáncer de pulmón. [28]

En 2006, la EPA realizó designaciones de calidad del aire en los 50 estados, indicando áreas de alta contaminación basadas en criterios tales como datos de monitoreo de la calidad del aire, recomendaciones enviadas por los estados y otra información técnica; y redujo el Estándar Nacional de Calidad del Aire Ambiental para la exposición diaria a partículas de 2,5 micrómetros y una categoría menor de 15 μg / m 3 a 12 μg / m 3 en 2012. [29] Como resultado, los promedios anuales de PM 2,5 de EE. UU. han disminuido de 13,5 μg / m 3 a 8,02 µg / m 3 , entre 2000 y 2017. [30]

Referencias

  1. ↑ a b Perrino, Cinzia (2010). "Material particulado atmosférico" . Cartas de Biofísica y Bioingeniería . 3 (1). ISSN  2037-0199 .
  2. ↑ a b c d e Fuzzi, S .; Baltensperger, U .; Carslaw, K .; Decesari, S .; Denier van der Gon, H .; Facchini, MC; Fowler, D .; Koren, I .; Langford, B. (2015). "Material particulado, calidad del aire y clima: lecciones aprendidas y necesidades futuras" . Química y Física Atmosféricas . 15 (14): 8217–8299. doi : 10.5194 / acp-15-8217-2015 . ISSN 1680-7316 . 
  3. ↑ a b c Chaddha, Shane (2010). "Mitigación de desechos espaciales". Serie de documentos de trabajo de la SSRN . doi : 10.2139 / ssrn.1586539 . ISSN 1556-5068 . S2CID 130205124 . SSRN 1586539 .   
  4. ↑ a b Giere, R .; Querol, X. (2010). "Materia Particulada Sólida en la Atmósfera". Elementos . 6 (4): 215-222. doi : 10.2113 / gselements.6.4.215 . ISSN 1811-5209 . 
  5. ^ Omidvarborna; et al. (2015). "Estudios recientes sobre modelado de hollín para combustión diesel". Revisiones de energías renovables y sostenibles . 48 : 635–647. doi : 10.1016 / j.rser.2015.04.019 .
  6. ^ https://www.epa.nsw.gov.au/your-environment/air/reducing-wood-smoke-emissions
  7. ^ https://www.environment.gov.au/protection/air-quality/woodheaters-and-woodsmoke
  8. ^ https://ec.europa.eu/environment/integration/research/newsalert/pdf/92na1_en.pdf
  9. ^ https://healthywa.wa.gov.au/Articles/A_E/Air-pollution-and-health
  10. ^ https://www.epa.gov/burnwise/wood-smoke-and-your-health
  11. ^ Hardin, María; Kahn, Ralph. "Aerosoles y cambio climático" .
  12. ^ https://www.gov.uk/government/publications/emissions-of-air-pollutants/emissions-of-air-pollutants-in-the-uk-1970-to-2018-particulate-matter-pm10-and -pm25
  13. ^ https://www.bmj.com/content/350/bmj.h2757/rr-1
  14. ^ https://www.health.nsw.gov.au/environment/factsheets/Pages/wood-smoke.aspx
  15. ^ Ley de agua potable de EE. UU., Sec. 304 (a) (4), 33 USC § 1314 (a) (4).
  16. ^ EPA, OAR, Estados Unidos. "Efectos sobre la salud y el medio ambiente de la materia particulada (PM) | EPA de EE . UU . " . EPA de EE . UU . Consultado el 26 de septiembre de 2018 .
  17. ↑ a b c Baker, HA (1989). Desechos espaciales: implicaciones legales y políticas . Dordrecht, Países Bajos: Martinus Nijhoff Publishers. pag. 4. ISBN 0-7923-0166-8.
  18. ^ Comité de desechos espaciales, Consejo Nacional de Investigación (1995). Desechos orbitales: una evaluación técnica . Prensa de Academias Nacionales. pag. 25. ISBN 0309051258.
  19. ^ a b Limitación del riesgo de colisión futura de las naves espaciales: una evaluación de los programas de meteoritos y desechos orbitales de la NASA . Washington: Prensa de las Academias Nacionales. 2011. págs.  7 . ISBN 978-0309219778.
  20. ^ DSF Portree, JP Loftus (1999). Escombros orbitales: una cronología . Washington: NASA. pag. 29.
  21. ^ a b c "Directrices de calidad del aire de la OMS para material particulado, ozono, dióxido de nitrógeno y dióxido de azufre" .
  22. ^ "Conceptos básicos de materia particulada (PM)" .
  23. ^ "Efectos sobre la salud y el medio ambiente de la materia particulada" .
  24. ^ "Contaminación por partículas y su salud" .
  25. ^ Deryugina, Tatyana; Heutel, Garth; Miller, Nolan H .; Molitor, David; Reif, Julian (2019). "La mortalidad y los costos médicos de la contaminación del aire: evidencia de los cambios en la dirección del viento" . American Economic Review . 109 (12): 4178–4219. doi : 10.1257 / aer.20180279 . ISSN 0002-8282 . PMC 7080189 . PMID 32189719 .   
  26. ^ Di, Qian; Dai, Lingzhen; Wang, Yun; Zanobetti, Antonella; Choirat, Christine; Schwartz, Joel D .; Dominici, Francesca (26 de diciembre de 2017). "Asociación de exposición a corto plazo a la contaminación del aire con mortalidad en adultos mayores" . JAMA . 318 (24): 2446–2456. doi : 10.1001 / jama.2017.17923 . ISSN 0098-7484 . PMC 5783186 . PMID 29279932 .   
  27. ^ a b "Efectos sobre la salud de las partículas en suspensión" (PDF) .
  28. ^ "Salud y calidad del aire ambiente" .
  29. ^ "Estándares de calidad del aire para PM 2.5" .
  30. ^ "Tendencias de materia particulada" .

Enlaces externos

  • Medios relacionados con la contaminación por partículas en Wikimedia Commons