Contaminación atmosférica

La contaminación del aire es la contaminación del aire debida a la presencia en la atmósfera de sustancias nocivas para la salud humana y de otros seres vivos, o que causan daños al clima oa los materiales. Hay muchos tipos diferentes de contaminantes del aire, como gases (incluidos amoníaco, monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos nitrosos, metano, dióxido de carbono y clorofluorocarbonos), partículas (tanto orgánicas como inorgánicas) y moléculas biológicas. La contaminación del aire puede causar enfermedades, alergias e incluso la muerte de los humanos; también puede causar daño a otros organismos vivos, como animales y cultivos alimentarios, y puede dañar el entorno natural (por ejemplo, el cambio climático, el agotamiento del ozono o la degradación del hábitat) o el entorno construido (por ejemplo, la lluvia ácida). Tanto la actividad humana como los procesos naturales pueden generar contaminación del aire.

La contaminación del aire es un factor de riesgo importante para una serie de enfermedades relacionadas con la contaminación, incluidas las infecciones respiratorias, las enfermedades cardíacas, la EPOC, los accidentes cerebrovasculares y el cáncer de pulmón. La creciente evidencia sugiere que la exposición a la contaminación del aire puede estar asociada con puntajes de coeficiente intelectual reducidos, deterioro de la cognición, mayor riesgo de trastornos psiquiátricos como depresión y salud perinatal perjudicial. Los efectos en la salud humana de la mala calidad del aire son de largo alcance, pero afectan principalmente al sistema respiratorio y al sistema cardiovascular del cuerpo. Las reacciones individuales a los contaminantes del aire dependen del tipo de contaminante al que está expuesta una persona, el grado de exposición y el estado de salud y la genética del individuo. La contaminación del aire exterior por sí sola causa 2.1a 4,21 millones de muertes al año, lo que lo convierte en uno de los principales contribuyentes a la muerte humana. En general, la contaminación del aire causa la muerte de alrededor de 7 millones de personas en todo el mundo cada año, o una pérdida media global de esperanza de vida (LLE) de 2,9 años, y es el mayor riesgo ambiental para la salud del mundo. La contaminación del aire interior y la mala calidad del aire urbano se enumeran como dos de los peores problemas de contaminación tóxica del mundo en el informe Los lugares peor contaminados del mundo de 2008 del Instituto Blacksmith. El alcance de la crisis de la contaminación del aire es enorme: el 90% de la población mundial respira aire contaminado hasta cierto punto. Aunque las consecuencias para la salud son amplias, la forma en que se maneja el problema suele ser fortuita.

Se estima que las pérdidas de productividad y el deterioro de la calidad de vida causados ​​por la contaminación del aire le cuestan a la economía mundial $5 billones por año pero, junto con los impactos en la salud y la mortalidad, son una externalidad para el sistema económico contemporáneo y la mayor parte de la actividad humana, aunque a veces están moderadamente regulados y supervisado. Varias tecnologías y estrategias de control de la contaminación están disponibles para reducir la contaminación del aire.Para reducir los impactos de la contaminación del aire, se han implementado leyes y reglamentos nacionales e internacionales para regular la contaminación del aire. Las leyes locales, cuando se aplican correctamente, han dado lugar a importantes mejoras en la salud pública. A nivel internacional, algunos de estos esfuerzos han tenido éxito; por ejemplo, el Protocolo de Montreal logró reducir la liberación de sustancias químicas dañinas que agotan la capa de ozono o el Protocolo de Helsinki de 1985 que redujo las emisiones de azufre, mientras que otros intentos hasta ahora han tenido menos éxito en la implementación. como la acción internacional sobre el cambio climático.

Fuentes de contaminación del aire

Fuentes antropogénicas (hechas por el hombre)

Estos están relacionados principalmente con la quema de combustible.

• Las fuentes estacionarias incluyen:
  • chimeneas de combustibles fósiles y centrales eléctricas de biomasa (ver, por ejemplo, impacto ambiental de la industria del carbón)
  • quema de biomasa tradicional como madera, desechos de cultivos y estiércol. (En los países pobres y en desarrollo, la quema de biomasa tradicional es la principal fuente de contaminantes del aire. También es la principal fuente de contaminación por partículas en muchas áreas desarrolladas, incluido el Reino Unido y Nueva Gales del Sur. Sus contaminantes incluyen HAP ) .
  • instalaciones de fabricación (fábricas)
    • un estudio de 2014 encontró que en China, los sectores de fabricación y construcción de equipos, maquinaria y dispositivos contribuyeron con más del 50 % de las emisiones de contaminantes atmosféricos
  • incineración de residuos (incineradores, así como fuegos abiertos e incontrolados de residuos mal gestionados, que representan aproximadamente una cuarta parte de los residuos sólidos terrestres municipales)
  • hornos y otros tipos de dispositivos de calefacción que queman combustible
• Las fuentes móviles incluyen vehículos de motor, trenes (particularmente locomotoras diesel y DMU), embarcaciones marinas y aeronaves.
• Prácticas de quema controlada en agricultura y manejo forestal. La quema controlada o prescrita es una técnica que a veces se utiliza en la gestión forestal, la agricultura, la restauración de praderas o la reducción de gases de efecto invernadero. El fuego es una parte natural de la ecología de los bosques y los pastizales y el fuego controlado puede ser una herramienta para los silvicultores. La quema controlada estimula la germinación de algunos árboles forestales deseables, renovando así el bosque.

También hay fuentes de procesos distintos de la combustión:

• Humos de pintura, lacas para el cabello, barnices, aerosoles y otros solventes. Estos pueden ser sustanciales; Se estimó que las emisiones de estas fuentes representan casi la mitad de la contaminación por compuestos orgánicos volátiles en la cuenca de Los Ángeles en la década de 2010.
• Depósito de residuos en vertederos, que generan metano. El metano es altamente inflamable y puede formar mezclas explosivas con el aire. El metano también es un asfixiante y puede desplazar al oxígeno en un espacio cerrado. Puede producirse asfixia o asfixia si la concentración de oxígeno se reduce por debajo del 19,5% por desplazamiento.
• Recursos militares, como armas nucleares, gases tóxicos, guerra biológica y cohetes.
• Las emisiones agrícolas contribuyen sustancialmente a la contaminación del aire
  • Las tierras de cultivo fertilizadas pueden ser una fuente importante de óxidos de nitrógeno.

Tipos de alimentos	Emisiones acidificantes (g SO 2 eq por 100 g de proteína)
Carne de vaca	343.6
Queso	165.5
Cerdo	142.7
cordero y cordero	139.0
Crustáceos de cultivo	133.1
Aves de corral	102.4
pescado de piscifactoría	65,9
Huevos	53.7
maní	22.6
Guisantes	8.5
tofu	6.7

Fuentes naturales

• Polvo de fuentes naturales, por lo general grandes áreas de tierra con poca vegetación o sin vegetación
• Metano, emitido por la digestión de los alimentos por parte de los animales, por ejemplo, el ganado
• Gas radón procedente de la descomposición radiactiva dentro de la corteza terrestre. El radón es un gas noble radiactivo, incoloro e inodoro, de origen natural, que se forma a partir de la descomposición del radio. Se considera un peligro para la salud. El gas radón de fuentes naturales puede acumularse en los edificios, especialmente en áreas confinadas como el sótano y es la segunda causa más frecuente de cáncer de pulmón, después del tabaquismo.
• Humo y monóxido de carbono de los incendios forestales. Durante los períodos de incendios forestales activos, el humo de la combustión de biomasa sin control puede representar casi el 75 % de toda la contaminación del aire por concentración.
• La vegetación, en algunas regiones, emite cantidades significativas para el medio ambiente de compuestos orgánicos volátiles (COV) en los días más cálidos. Estos COV reaccionan con los contaminantes antropogénicos primarios, específicamente, NO _x , SO ₂ y compuestos de carbono orgánico antropogénico, para producir una neblina estacional de contaminantes secundarios. El eucalipto negro, el álamo, el roble y el sauce son algunos ejemplos de vegetación que puede producir abundantes COV. La producción de VOC de estas especies da como resultado niveles de ozono hasta ocho veces más altos que las especies de árboles de bajo impacto.
• Actividad volcánica, que produce partículas de azufre, cloro y ceniza.

Factores de emisión

Los factores de emisión de contaminantes del aire son valores representativos informados que intentan relacionar la cantidad de un contaminante liberado al aire ambiente con una actividad asociada con la liberación de ese contaminante. Estos factores generalmente se expresan como el peso del contaminante dividido por una unidad de peso, volumen, distancia o duración de la actividad que emite el contaminante (por ejemplo, kilogramos de partículas emitidas por tonelada de carbón quemado). Dichos factores facilitan la estimación de las emisiones de diversas fuentes de contaminación del aire. En la mayoría de los casos, estos factores son simplemente promedios de todos los datos disponibles de calidad aceptable y, en general, se supone que son representativos de los promedios a largo plazo.

Hay 12 compuestos en la lista de contaminantes orgánicos persistentes. Las dioxinas y los furanos son dos de ellos y se crean intencionalmente mediante la combustión de compuestos orgánicos, como la quema de plásticos al aire libre. Estos compuestos también son disruptores endocrinos y pueden mutar los genes humanos.

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha publicado una compilación de factores de emisión de contaminantes del aire para una amplia gama de fuentes industriales. El Reino Unido, Australia, Canadá y muchos otros países han publicado recopilaciones similares, así como la Agencia Europea de Medio Ambiente.

Contaminantes

Un contaminante del aire es un material en el aire que puede tener efectos adversos en los seres humanos y el ecosistema. La sustancia puede ser partículas sólidas, gotas líquidas o gases. Un contaminante puede ser de origen natural o artificial. Los contaminantes se clasifican en primarios o secundarios. Los contaminantes primarios generalmente son producidos por procesos como la ceniza de una erupción volcánica. Otros ejemplos incluyen el gas de monóxido de carbono de los escapes de los vehículos de motor o el dióxido de azufre emitido por las fábricas. Los contaminantes secundarios no se emiten directamente. Más bien, se forman en el aire cuando los contaminantes primarios reaccionan o interactúan. El ozono a nivel del suelo es un ejemplo destacado de un contaminante secundario. Algunos contaminantes pueden ser tanto primarios como secundarios: ambos se emiten directamente y se forman a partir de otros contaminantes primarios.

Los contaminantes emitidos a la atmósfera por la actividad humana incluyen:

• Dióxido de carbono (CO ₂ ): Debido a su papel como gas de efecto invernadero, ha sido descrito como "el principal contaminante" y "el peor contaminante climático". El dióxido de carbono es un componente natural de la atmósfera, esencial para la vida vegetal y emitido por el sistema respiratorio humano. Esta cuestión de terminología tiene efectos prácticos, por ejemplo, para determinar si se considera que la Ley de Aire Limpio de EE. UU. regula las emisiones de CO ₂ . El CO ₂ actualmente forma alrededor de 410 partes por millón (ppm) de la atmósfera terrestre, en comparación con alrededor de 280 ppm en la época preindustrial, y miles de millones de toneladas métricas de CO ₂ se emiten anualmente por la quema de combustibles fósiles. CO2 _{_}El aumento de la atmósfera terrestre se ha ido acelerando.
• Óxidos de azufre (SO _x ): en particular el dióxido de azufre, un compuesto químico de fórmula SO ₂ . El SO ₂ es producido por volcanes y en varios procesos industriales. El carbón y el petróleo a menudo contienen compuestos de azufre y su combustión genera dióxido de azufre. La oxidación adicional de SO ₂ , generalmente en presencia de un catalizador como NO ₂ , forma H ₂ SO ₄ y, por lo tanto, se forma lluvia ácida. Esta es una de las causas de preocupación por el impacto ambiental del uso de estos combustibles como fuentes de energía.
• Óxidos de nitrógeno (NO _x ): Los óxidos de nitrógeno, en particular el dióxido de nitrógeno, se expulsan de la combustión a alta temperatura y también se producen durante las tormentas por descargas eléctricas. Se pueden ver como un domo de neblina marrón arriba o como un penacho a favor del viento de las ciudades. El dióxido de nitrógeno es un compuesto químico con la fórmula NO ₂ . Es uno de varios óxidos de nitrógeno. Uno de los contaminantes del aire más prominentes, este gas tóxico de color marrón rojizo tiene un olor fuerte y picante característico.
• Monóxido de carbono (CO): El CO es un gas tóxico, incoloro e inodoro. Es un producto de la combustión de combustibles como el gas natural, el carbón o la madera. Los gases de escape de los vehículos contribuyen a la mayor parte del monóxido de carbono que se libera a la atmósfera. Crea una formación de tipo smog en el aire que se ha relacionado con muchas enfermedades pulmonares y perturbaciones en el medio ambiente natural y los animales.
• Compuestos orgánicos volátiles (COV): los COV son un conocido contaminante del aire exterior. Se clasifican como metano (CH ₄ ) o no metano (COVNM). El metano es un gas de efecto invernadero extremadamente eficiente que contribuye a aumentar el calentamiento global. Otros COV de hidrocarburos también son importantes gases de efecto invernadero debido a su papel en la creación de ozono y la prolongación de la vida del metano en la atmósfera. Este efecto varía dependiendo de la calidad del aire local. Se sospecha que los COVDM aromáticos benceno, tolueno y xileno son carcinógenos y pueden provocar leucemia con una exposición prolongada. El 1,3-butadieno es otro compuesto peligroso que a menudo se asocia con el uso industrial.
• El material particulado/partículas, también conocido como material particulado (PM), material particulado atmosférico o partículas finas, son partículas diminutas de sólido o líquido suspendidas en un gas. En contraste, aerosol se refiere a partículas y gas combinados. Algunas partículas se producen naturalmente y se originan en volcanes, tormentas de polvo, incendios de bosques y praderas, vegetación viva y rocío marino. Las actividades humanas, como la quema de combustibles fósiles en vehículos, centrales eléctricas y diversos procesos industriales, también generan cantidades significativas de aerosoles. Promediados en todo el mundo, los aerosoles antropogénicos (aquellos producidos por actividades humanas) actualmente representan aproximadamente el 10% de nuestra atmósfera. El aumento de los niveles de partículas finas en el aire está relacionado con riesgos para la salud, como enfermedades cardíacas,Función pulmonar alterada y cáncer de pulmón. Las partículas están relacionadas con infecciones respiratorias y pueden ser particularmente dañinas para quienes ya padecen afecciones como el asma.
• Los radicales libres persistentes conectados a partículas finas en el aire están relacionados con enfermedades cardiopulmonares.
• Metales tóxicos, como el plomo y el mercurio, especialmente sus compuestos.
• Clorofluorocarbonos (CFC): nocivos para la capa de ozono; Emitido por productos cuyo uso actualmente está prohibido. Estos son gases que se liberan de acondicionadores de aire, refrigeradores, aerosoles, etc. Al liberarse en el aire, los CFC ascienden a la estratosfera. Aquí entran en contacto con otros gases y dañan la capa de ozono. Esto permite que los dañinos rayos UV lleguen a la superficie de la tierra. Esto puede provocar cáncer de piel, enfermedades oculares e incluso puede causar daños a las plantas.
• Amoniaco: Emitido principalmente por residuos agrícolas. El amoniaco es un compuesto de fórmula NH ₃ . Normalmente se encuentra como un gas con un olor acre característico. El amoníaco contribuye significativamente a las necesidades nutricionales de los organismos terrestres sirviendo como precursor de alimentos y fertilizantes. El amoníaco, ya sea directa o indirectamente, también es un componente básico para la síntesis de muchos productos farmacéuticos. Aunque tiene un amplio uso, el amoníaco es tanto cáustico como peligroso. En la atmósfera, el amoníaco reacciona con los óxidos de nitrógeno y azufre para formar partículas secundarias.
• Olores: como los de la basura, las aguas residuales y los procesos industriales.
• Contaminantes radiactivos: producidos por explosiones nucleares, eventos nucleares, explosivos de guerra y procesos naturales como la descomposición radiactiva del radón.

Los contaminantes secundarios incluyen:

• Partículas creadas a partir de contaminantes primarios gaseosos y compuestos en el smog fotoquímico. El smog es un tipo de contaminación del aire. El smog clásico resulta de la quema de grandes cantidades de carbón en un área, lo que produce una mezcla de humo y dióxido de azufre. El smog moderno no suele provenir del carbón, sino de las emisiones vehiculares e industriales sobre las que actúa la luz ultravioleta del sol en la atmósfera para formar contaminantes secundarios que también se combinan con las emisiones primarias para formar el smog fotoquímico.
• Ozono troposférico (O ₃ ): El ozono se forma a partir de NO _x y COV. Es un constituyente clave de la troposfera. También es un componente importante de ciertas regiones de la estratosfera comúnmente conocidas como la capa de ozono. Las reacciones fotoquímicas y químicas que lo involucran impulsan muchos de los procesos químicos que ocurren en la atmósfera durante el día y la noche. En concentraciones anormalmente altas provocadas por las actividades humanas (principalmente la combustión de combustibles fósiles), es un contaminante y un componente del smog.
• Nitrato de peroxiacetilo (C ₂ H ₃ NO ₅ ): formado de manera similar a partir de NO _x y COV.

Los contaminantes menores del aire incluyen:

• Un gran número de contaminantes atmosféricos peligrosos menores. Algunos de estos están regulados en EE. UU. bajo la Ley de Aire Limpio y en Europa bajo la Directiva Marco del Aire.
• Una variedad de contaminantes orgánicos persistentes, que pueden adherirse a las partículas.

Los contaminantes orgánicos persistentes (COP) son compuestos orgánicos resistentes a la degradación ambiental a través de procesos químicos, biológicos y fotolíticos. Debido a esto, se ha observado que persisten en el medio ambiente, son capaces de transportarse a larga distancia, se bioacumulan en tejidos humanos y animales, se biomagnifican en las cadenas alimentarias y tienen impactos potencialmente significativos en la salud humana y el medio ambiente.

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Contaminantes peligrosos del aire ( 4 C, 68 P)

• Antes de que se instalara la desulfuración de gases de combustión, las emisiones de esta planta de energía en Nuevo México contenían cantidades excesivas de dióxido de azufre.
• Los oxidantes térmicos son opciones de reducción de la contaminación del aire para contaminantes atmosféricos peligrosos (HAP), compuestos orgánicos volátiles (COV) y emisiones olorosas.
• Este video proporciona una descripción general de un estudio de la NASA sobre la huella digital humana en la calidad del aire global.

Exposición

El riesgo de contaminación del aire es una función del peligro del contaminante y la exposición a ese contaminante. La exposición a la contaminación del aire se puede expresar para un individuo, para ciertos grupos (por ejemplo, vecindarios o niños que viven en un país) o para poblaciones enteras. Por ejemplo, uno puede querer calcular la exposición a un contaminante peligroso del aire para un área geográfica, que incluye varios microambientes y grupos de edad. Esto se puede calcularcomo una exposición por inhalación. Esto daría cuenta de la exposición diaria en varios entornos (por ejemplo, diferentes microambientes interiores y lugares al aire libre). La exposición debe incluir diferentes edades y otros grupos demográficos, especialmente bebés, niños, mujeres embarazadas y otras subpoblaciones sensibles. La exposición a un contaminante del aire debe integrar las concentraciones del contaminante del aire con respecto al tiempo pasado en cada escenario y las respectivas tasas de inhalación de cada subgrupo para cada tiempo específico que el subgrupo está en el escenario y dedicado a actividades particulares (jugar, cocinar, leer, trabajar, pasar tiempo en el tráfico, etc.). Por ejemplo, la tasa de inhalación de un niño pequeño será menor que la de un adulto. Un niño que realiza ejercicio vigoroso tendrá una tasa de respiración más alta que el mismo niño que realiza una actividad sedentaria. La exposición diaria, entonces, debe reflejar el tiempo pasado en cada entorno microambiental y el tipo de actividades en estos entornos. La concentración de contaminantes del aire en cada entorno de microactividad/microambiente se suma para indicar la exposición.Para algunos contaminantes, como el carbono negro, las exposiciones relacionadas con el tráfico pueden dominar la exposición total a pesar de los cortos tiempos de exposición, ya que las altas concentraciones coinciden con la proximidad a las carreteras principales o la participación en el tráfico (motorizado). Una gran parte de la exposición diaria total ocurre como picos cortos de altas concentraciones, pero aún no está claro cómo definir los picos y determinar su frecuencia e impacto en la salud.

En 2021, la OMS redujo a la mitad su límite de referencia recomendado para partículas diminutas de la quema de combustibles fósiles. El nuevo límite para el dióxido de nitrógeno (NO ₂ ) es un 75% más bajo.

Calidad del aire interior

La falta de ventilación en el interior concentra la contaminación del aire donde las personas suelen pasar la mayor parte de su tiempo. El gas radón (Rn), un carcinógeno, se exuda de la Tierra en ciertos lugares y queda atrapado dentro de las casas. Los materiales de construcción, incluidas las alfombras y la madera contrachapada, emiten gas formaldehído (H ₂ CO). La pintura y los solventes emiten compuestos orgánicos volátiles (COV) a medida que se secan. La pintura con plomo puede degenerar en polvo y ser inhalada. La contaminación del aire intencional se introduce con el uso de ambientadores, incienso y otros artículos perfumados. Los fuegos de leña controlados en estufas y chimeneas pueden agregar cantidades significativas de partículas de humo dañinas al aire, por dentro y por fuera. Las muertes por contaminación en interiores pueden ser causadas por el uso de pesticidas y otros aerosoles químicos en interiores sin la ventilación adecuada.

El envenenamiento por monóxido de carbono y las muertes a menudo son causadas por ventilaciones y chimeneas defectuosas, o por la quema de carbón en interiores o en un espacio confinado, como una tienda de campaña. El envenenamiento crónico por monóxido de carbono puede resultar incluso de luces piloto mal ajustadas. Las trampas están integradas en todas las tuberías domésticas para mantener el gas de alcantarillado y el sulfuro de hidrógeno fuera de los interiores. La ropa emite tetracloroetileno u otros líquidos de limpieza en seco durante días después de la limpieza en seco.

Aunque su uso ahora ha sido prohibido en muchos países, el uso extensivo de asbesto en ambientes industriales y domésticos en el pasado ha dejado un material potencialmente muy peligroso en muchas localidades. La asbestosis es una afección médica inflamatoria crónica que afecta el tejido de los pulmones. Ocurre después de una exposición intensa y prolongada al asbesto de los materiales que contienen asbesto en las estructuras. Los pacientes tienen disnea grave (falta de aire) y tienen un mayor riesgo de varios tipos diferentes de cáncer de pulmón. Dado que las explicaciones claras no siempre se enfatizan en la literatura no técnica, se debe tener cuidado para distinguir entre varias formas de enfermedades relevantes. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS),estos pueden definirse como asbestosis, cáncer de pulmón y mesotelioma peritoneal (generalmente una forma muy rara de cáncer, cuando está más extendido casi siempre se asocia con una exposición prolongada al asbesto).

Las fuentes biológicas de contaminación del aire también se encuentran en interiores, como gases y partículas en el aire. Las mascotas producen caspa, las personas producen polvo a partir de diminutas escamas de piel y pelo descompuesto, los ácaros del polvo en la ropa de cama, las alfombras y los muebles producen enzimas y excrementos fecales de tamaño micrométrico, los habitantes emiten metano, se forman mohos en las paredes y generan micotoxinas y esporas, los sistemas de aire acondicionado pueden incuban la enfermedad del legionario y el moho, y las plantas de interior, la tierra y los jardines circundantes pueden producir polen, polvo y moho. En el interior, la falta de circulación de aire permite que estos contaminantes en el aire se acumulen más de lo que ocurriría en la naturaleza.

Efectos en la salud

Incluso a niveles inferiores a los considerados seguros por los reguladores de los Estados Unidos, la exposición a tres componentes de la contaminación del aire, partículas finas, dióxido de nitrógeno y ozono, se correlaciona con enfermedades cardíacas y respiratorias. En 2020, la contaminación (incluida la contaminación del aire) fue un factor que contribuyó a una de cada ocho muertes en Europa y fue un factor de riesgo importante para las enfermedades relacionadas con la contaminación, como enfermedades cardíacas, accidentes cerebrovasculares y cáncer de pulmón.Los efectos en la salud causados ​​por la contaminación del aire pueden incluir dificultad para respirar, sibilancias, tos, asma y empeoramiento de las condiciones respiratorias y cardíacas existentes. Estos efectos pueden resultar en un mayor uso de medicamentos, más visitas al médico o al departamento de emergencias, más admisiones al hospital y muerte prematura. Los efectos en la salud humana de la mala calidad del aire son de largo alcance, pero afectan principalmente al sistema respiratorio y al sistema cardiovascular del cuerpo. Las reacciones individuales a los contaminantes del aire dependen del tipo de contaminante al que está expuesta una persona, el grado de exposición y el estado de salud y la genética del individuo.Las fuentes más comunes de contaminación del aire incluyen partículas, ozono, dióxido de nitrógeno y dióxido de azufre. Los niños menores de cinco años que viven en países en desarrollo son la población más vulnerable en términos de muertes totales atribuibles a la contaminación del aire interior y exterior.

Mortalidad

La Organización Mundial de la Salud estimó en 2014 que cada año la contaminación del aire provoca la muerte prematura de unos 7 millones de personas en todo el mundo. Los estudios publicados en marzo de 2019 indicaron que el número puede rondar los 8,8 millones. Las causas de muerte incluyen accidentes cerebrovasculares, enfermedades cardíacas, EPOC, cáncer de pulmón e infecciones pulmonares.

Se estima que la contaminación del aire exterior urbano causa 1,3 millones de muertes en todo el mundo por año. Los niños están particularmente en riesgo debido a la inmadurez de sus sistemas de órganos respiratorios. En 2015, se estimó que la contaminación del aire exterior, principalmente por PM _2,5 , provocaba 3,3 (IC del 95 %: 1,61–4,81) millones de muertes prematuras por año en todo el mundo, predominantemente en Asia. En 2021, la OMS informó que se estimó que la contaminación del aire exterior causó 4,2 millones de muertes prematuras en todo el mundo en 2016. Un estudio de 2020 indica que la pérdida media global de esperanza de vida (LLE, por sus siglas en inglés) debido a la contaminación del aire en 2015 fue de 2,9 años, sustancialmente más que, por ejemplo, 0,3 años de todas las formas de violencia directa, aunque una fracción significativa de la LLE es inevitable.Además, las comunidades con el envejecimiento más excepcional tienen una baja contaminación del aire ambiental, lo que sugiere un vínculo entre los niveles de contaminación del aire y la longevidad.

Por región

India y China tienen la tasa de mortalidad más alta debido a la contaminación del aire. India también tiene más muertes por asma que cualquier otra nación según la Organización Mundial de la Salud. En diciembre de 2013, se estimó que la contaminación del aire mataba a 500.000 personas en China cada año. Existe una correlación positiva entre las muertes relacionadas con la neumonía y la contaminación del aire por las emisiones de los vehículos motorizados.

Las muertes prematuras anuales en Europa causadas por la contaminación del aire se estiman entre 430.000 y 800.000. Una causa importante de estas muertes es el dióxido de nitrógeno y otros óxidos de nitrógeno (NOx) emitidos por los vehículos de carretera. En un documento de consulta de 2015, el gobierno del Reino Unido reveló que el dióxido de nitrógeno es responsable de 23 500 muertes prematuras en el Reino Unido por año. En toda la Unión Europea, se estima que la contaminación del aire reduce la esperanza de vida en casi nueve meses.

Pautas

La EPA de EE. UU. ha estimado que limitar la concentración de ozono a nivel del suelo a 65 partes por mil millones (ppb) evitaría entre 1700 y 5100 muertes prematuras en todo el país en 2020 en comparación con el estándar de 75 ppb. La agencia proyectó que el estándar más protector también evitaría 26,000 casos adicionales de asma agravada y más de un millón de casos de ausencia al trabajo oa la escuela. Después de esta evaluación, la EPA actuó para proteger la salud pública al reducir los Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental (NAAQS) para el ozono a nivel del suelo a 70 ppb.Un nuevo estudio económico de los impactos en la salud y los costos asociados de la contaminación del aire en la cuenca de Los Ángeles y el Valle de San Joaquín del sur de California muestra que más de 3800 personas mueren prematuramente (aproximadamente 14 años antes de lo normal) cada año porque los niveles de contaminación del aire violan las leyes federales. estándares La cantidad de muertes prematuras anuales es considerablemente más alta que las muertes relacionadas con colisiones automovilísticas en la misma área, que promedian menos de 2000 por año. Un estudio de 2021 encontró que la contaminación del aire exterior se asocia con un aumento sustancial de la mortalidad "incluso a niveles bajos de contaminación por debajo de los estándares europeos y norteamericanos actuales y los valores de referencia de la OMS" poco antes de que la OMS ajustara sus directrices.

Causas mayores

La principal causa es la contaminación del aire generada por la combustión de combustibles fósiles , principalmente la producción y el uso de automóviles, la producción de electricidad y la calefacción. Un estudio de Greenpeace estima que hay 4,5 millones de muertes prematuras anuales en todo el mundo debido a los contaminantes liberados por las centrales eléctricas de alta emisión y los escapes de los vehículos.

Los gases de escape diésel (DE) son uno de los principales contribuyentes a la contaminación del aire por partículas derivadas de la combustión. En varios estudios experimentales en humanos, utilizando una configuración de cámara de exposición bien validada, la DE se ha relacionado con una disfunción vascular aguda y una mayor formación de trombos.

Un estudio concluyó que la contaminación del aire por PM _2.5 inducida por el libre comercio contemporáneo y el consumo de las 19 naciones del G20 causa dos millones de muertes prematuras al año, lo que sugiere que el consumo promedio de por vida de aproximadamente ~28 personas en estos países causa al menos una muerte prematura (promedio). ~67 años), mientras que los países en desarrollo "no se puede esperar" que implementen o sean capaces de implementar contramedidas sin apoyo externo o esfuerzos coordinados internacionalmente.

Mecanismos primarios

La OMS estima que en 2016, ~58% de las muertes prematuras relacionadas con la contaminación del aire exterior se debieron a cardiopatía isquémica y accidente cerebrovascular. Los mecanismos que relacionan la contaminación del aire con el aumento de la mortalidad cardiovascular son inciertos, pero probablemente incluyan inflamación pulmonar y sistémica.

Muertes anuales contemporáneas

Un estudio realizado por científicos de universidades del Reino Unido y EE. UU. que utiliza un modelo de alta resolución espacial y una función de concentración-respuesta actualizada concluyó en 2021 que 10,4 millones de muertes en exceso global en 2012 y 8,7 millones en 2018, o una quinta parte, se debieron a la contaminación del aire generada. por la quema de combustibles fósiles, significativamente mayor que las estimaciones anteriores y con impactos de mortalidad subdivididos espacialmente.

Según la OMS, la contaminación del aire es responsable de 1 de cada 8 muertes en todo el mundo.

Enfermedad cardiovascular

Una revisión de evidencia de 2007 encontró que la exposición a la contaminación del aire ambiental es un factor de riesgo que se correlaciona con una mayor mortalidad total por eventos cardiovasculares (rango: 12% a 14% por aumento de 10 µg/m).

La contaminación del aire también se está convirtiendo en un factor de riesgo de accidente cerebrovascular, especialmente en los países en desarrollo, donde los niveles de contaminación son más altos. Un estudio de 2007 encontró que en las mujeres, la contaminación del aire no está asociada con un accidente cerebrovascular hemorrágico sino isquémico. También se encontró que la contaminación del aire está asociada con una mayor incidencia y mortalidad por accidente cerebrovascular coronario en un estudio de cohortes en 2011. Se cree que las asociaciones son causales y los efectos pueden estar mediados por vasoconstricción, inflamación de bajo grado y aterosclerosis. También se han sugerido otros mecanismos, como el desequilibrio del sistema nervioso autónomo.

Enfermedad pulmonar

Las investigaciones han demostrado un mayor riesgo de desarrollar asma y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) debido a una mayor exposición a la contaminación del aire relacionada con el tráfico. Además, la contaminación del aire se ha asociado con un aumento de las hospitalizaciones y la mortalidad por asma y EPOC. La EPOC incluye enfermedades como la bronquitis crónica y el enfisema.

Un estudio realizado entre 1960 y 1961 a raíz del Gran Smog de 1952 comparó a 293 residentes de Londres con 477 residentes de Gloucester, Peterborough y Norwich, tres ciudades con bajas tasas de mortalidad por bronquitis crónica. Todos los sujetos eran conductores masculinos de camiones postales de entre 40 y 59 años. En comparación con los sujetos de las ciudades periféricas, los sujetos de Londres exhibieron síntomas respiratorios más graves (incluyendo tos, flema y disnea), función pulmonar reducida (FEV ₁ y tasa de flujo máximo) , y aumento de la producción de esputo y purulencia. Las diferencias fueron más pronunciadas para los sujetos de 50 a 59 años. El estudio controló la edad y los hábitos de fumar, por lo que concluyó que la contaminación del aire era la causa más probable de las diferencias observadas. Más estudios han demostrado que la exposición a la contaminación del aire del tráfico reduce el desarrollo de la función pulmonar en los niños y que la función pulmonar puede verse comprometida por la contaminación del aire incluso en bajas concentraciones.

Se cree que, al igual que la fibrosis quística, al vivir en un entorno más urbano, los peligros graves para la salud se vuelven más evidentes. Los estudios han demostrado que en las áreas urbanas las personas sufren hipersecreción de moco, niveles más bajos de función pulmonar y más autodiagnóstico de bronquitis crónica y enfisema.

Cáncer (cáncer de pulmón)

Una revisión de la evidencia sobre si la exposición a la contaminación del aire ambiental es un factor de riesgo de cáncer en 2007 encontró datos sólidos para concluir que la exposición a largo plazo a PM2.5 (partículas finas) aumenta el riesgo general de mortalidad no accidental en un 6 % por año. Aumento de 10 microg/m . La exposición a PM2.5 también se asoció con un mayor riesgo de mortalidad por cáncer de pulmón (rango: 15 % a 21 % por aumento de 10 microg/m) y mortalidad cardiovascular total (rango: 12 % a 14 % por aumento de 10 microg/maumento). La revisión señaló además que vivir cerca del tráfico intenso parece estar asociado con riesgos elevados de estos tres resultados: aumento de las muertes por cáncer de pulmón, muertes cardiovasculares y muertes no accidentales en general. Los revisores también encontraron evidencia sugestiva de que la exposición a PM2.5 se asocia positivamente con la mortalidad por enfermedades coronarias y que la exposición a SO ₂ aumenta la mortalidad por cáncer de pulmón, pero los datos fueron insuficientes para brindar conclusiones sólidas. Otra investigación mostró que un mayor nivel de actividad aumenta la fracción de deposición de partículas de aerosol en el pulmón humano y recomendó evitar actividades intensas como correr en espacios al aire libre en áreas contaminadas.

En 2011, un gran estudio epidemiológico danés encontró un mayor riesgo de cáncer de pulmón para las personas que vivían en áreas con altas concentraciones de óxido de nitrógeno. En este estudio, la asociación fue mayor para los no fumadores que para los fumadores. Un estudio danés adicional, también en 2011, también observó evidencia de posibles asociaciones entre la contaminación del aire y otras formas de cáncer, incluido el cáncer de cuello uterino y el cáncer de cerebro.

Enfermedad del riñon

En 2021, un estudio de 163 197 residentes taiwaneses durante el período 2001–2016 estimó que cada disminución de 5 μg/m en la concentración ambiental de PM2.5 se asoció con una reducción del 25 % en el riesgo de desarrollar enfermedad renal crónica.

Niños

En los Estados Unidos, a pesar de la aprobación de la Ley de Aire Limpio en 1970, en 2002 al menos 146 millones de estadounidenses vivían en áreas de incumplimiento, regiones en las que la concentración de ciertos contaminantes del aire excedía los estándares federales. Estos contaminantes peligrosos se conocen como contaminantes criterio e incluyen ozono, partículas, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, monóxido de carbono y plomo. Se están tomando medidas de protección para garantizar la salud de los niños en ciudades como Nueva Delhi, India, donde los autobuses ahora usan gas natural comprimido para ayudar a eliminar el smog de "sopa de guisantes". Un estudio reciente en Europa descubrió que la exposición a partículas ultrafinas puede aumentar la presión arterial en los niños. Según un informe de la OMS de 2018, el aire contaminado provoca el envenenamiento de millones de niños menores de 15 años, lo que provoca la muerte de unos seiscientos mil niños al año.

Exposición prenatal

La exposición prenatal al aire contaminado se ha relacionado con una variedad de trastornos del neurodesarrollo en los niños. Por ejemplo, la exposición a hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) se asoció con puntajes de coeficiente intelectual reducidos y síntomas de ansiedad y depresión. También pueden conducir a resultados perjudiciales para la salud perinatal que a menudo son fatales en los países en desarrollo. Un estudio de 2014 encontró que los HAP podrían desempeñar un papel en el desarrollo del trastorno por déficit de atención con hiperactividad infantil (TDAH). Los investigadores también han comenzado a encontrar evidencia de que la contaminación del aire es un factor de riesgo para el trastorno del espectro autista (TEA). En Los Ángeles, los niños que vivían en áreas con altos niveles de contaminación del aire relacionada con el tráfico tenían más probabilidades de ser diagnosticados con autismo entre los 3 y los 5 años de edad.Se cree que la conexión entre la contaminación del aire y los trastornos del desarrollo neurológico en los niños está relacionada con la desregulación epigenética de las células germinales primordiales, el embrión y el feto durante un período crítico. Algunos HAP se consideran disruptores endocrinos y son solubles en lípidos. Cuando se acumulan en el tejido adiposo, pueden transferirse a través de la placenta.

Infantes

Los niveles ambientales de contaminación del aire se han asociado con nacimientos prematuros y bajo peso al nacer. Una encuesta mundial de la OMS de 2014 sobre salud materna y perinatal encontró una asociación estadísticamente significativa entre el bajo peso al nacer (BPN) y el aumento de los niveles de exposición a PM _2,5 . _{Las mujeres en regiones con niveles de PM 2.5} mayores que el promedio tenían probabilidades significativamente más altas de embarazo que resultaron en un bebé con bajo peso al nacer, incluso cuando se ajustaron las variables relacionadas con el país. Se cree que el efecto es estimular la inflamación y aumentar el estrés oxidativo.

Un estudio de la Universidad de York encontró que en 2010 la exposición a PM _2.5 estuvo fuertemente asociada con el 18 % de los nacimientos prematuros en todo el mundo, lo que representa aproximadamente 2,7 millones de nacimientos prematuros. Los países con los partos prematuros asociados con la contaminación del aire más alta se encuentran en el sur y este de Asia, Medio Oriente, África del Norte y África subsahariana occidental.

La fuente de PM _2.5 difiere mucho según la región. En el sur y este de Asia, las mujeres embarazadas están frecuentemente expuestas a la contaminación del aire interior debido a la madera y otros combustibles de biomasa que se utilizan para cocinar, que son responsables de más del 80 % de la contaminación regional. En Medio Oriente, África del Norte y África subsahariana occidental, las partículas finas provienen de fuentes naturales, como las tormentas de polvo. Estados Unidos tuvo un estimado de 50 000 nacimientos prematuros asociados con la exposición a PM2.5 en 2010.

Un estudio realizado por Wang, et al. entre los años 1988 y 1991 ha encontrado una correlación entre el dióxido de azufre (SO ₂ ) y las partículas suspendidas totales (TSP) y los nacimientos prematuros y de bajo peso al nacer en Beijing. Un grupo de 74.671 mujeres embarazadas, en cuatro regiones separadas de Beijing, fueron monitoreadas desde el embarazo temprano hasta el parto junto con los niveles diarios de contaminación del aire de dióxido de azufre y TSP (junto con otras partículas). La reducción estimada del peso al nacer fue de 7,3 g por cada 100 µg/m de aumento de SO2 y de 6,9 ​​g por cada 100 µg/maumento de TSP. Estas asociaciones fueron estadísticamente significativas tanto en verano como en invierno, aunque el verano fue mayor. La proporción de bajo peso al nacer atribuible a la contaminación del aire fue del 13%. Este es el mayor riesgo atribuible jamás informado para los factores de riesgo conocidos de bajo peso al nacer. Las estufas de carbón, que se encuentran en el 97% de los hogares, son una fuente importante de contaminación del aire en esta área.

Brauer et al. estudió la relación entre la contaminación del aire y la proximidad a una carretera con los resultados del embarazo en una cohorte de mujeres embarazadas de Vancouver usando direcciones para estimar la exposición durante el embarazo. La exposición a NO, NO ₂ , CO, PM10 y PM2.5 se asoció con bebés nacidos pequeños para la edad gestacional (SGA). Las mujeres que vivían a menos de 50 metros de una autopista o autopista tenían un 26 % más de probabilidades de dar a luz a un bebé SGA.

Áreas "limpias"

Incluso en áreas con niveles relativamente bajos de contaminación del aire, los efectos en la salud pública pueden ser significativos y costosos, ya que una gran cantidad de personas respiran dichos contaminantes. Un estudio publicado en 2017 encontró que incluso en áreas de los EE. UU. donde el ozono y las partículas PM _2.5 cumplen con los estándares federales, los beneficiarios de Medicare que están expuestos a más contaminación del aire tienen tasas de mortalidad más altas. Un estudio científico de 2005 para la British Columbia Lung Association mostró que una pequeña mejora en la calidad del aire (reducción del 1% de las concentraciones de PM _2.5 y ozono en el ambiente) produciría $29 millones en ahorros anuales en la región metropolitana de Vancouver en 2010. Este hallazgo se basa en valoración de la salud de los efectos letales (muerte) y subletales (enfermedad).

En 2020, los científicos descubrieron que el aire de la capa límite sobre el Océano Austral alrededor de la Antártida está "no contaminado" por humanos.

Sistema nervioso central

Se están acumulando datos de que la exposición a la contaminación del aire también afecta al sistema nervioso central.

La contaminación del aire aumenta el riesgo de demencia en personas mayores de 50 años. La contaminación del aire interior infantil puede afectar negativamente la función cognitiva y el neurodesarrollo. La exposición prenatal también puede afectar el neurodesarrollo. Los estudios muestran que la contaminación del aire está asociada con una variedad de anomalías de comportamiento, estrés oxidativo y neuroinflamación, y que puede contribuir a la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.

En un estudio de junio de 2014 realizado por investigadores del Centro Médico de la Universidad de Rochester, publicado en la revista Environmental Health Perspectives, se descubrió que la exposición temprana a la contaminación del aire provoca los mismos cambios dañinos en el cerebro que el autismo y la esquizofrenia. El estudio también muestra que la contaminación del aire también afectó la memoria a corto plazo, la capacidad de aprendizaje y la impulsividad. La investigadora principal, la profesora Deborah Cory-Slechta, dijo que "cuando observamos de cerca los ventrículos, pudimos ver que la materia blanca que normalmente los rodea no se había desarrollado por completo. Parece que la inflamación había dañado esas células cerebrales e impedido que esa región del cerebro del desarrollo, y los ventrículos simplemente se expandieron para llenar el espacio. Nuestros hallazgos se suman al creciente cuerpo de evidencia de que la contaminación del aire puede desempeñar un papel en el autismo, así como en otros trastornos del desarrollo neurológico". En un estudio con ratones, la contaminación del aire también tiene un efecto negativo más significativo en los machos que en las hembras.

En 2015, los estudios experimentales informaron la detección de deterioro cognitivo episódico (situacional) significativo a partir de impurezas en el aire interior respirado por sujetos de prueba que no estaban informados sobre los cambios en la calidad del aire. Investigadores de la Universidad de Harvard, la Universidad Médica SUNY Upstate y la Universidad de Syracuse midieron el rendimiento cognitivo de 24 participantes en tres atmósferas de laboratorio controladas diferentes que simulaban las que se encuentran en edificios "convencionales" y "verdes", así como edificios verdes con ventilación mejorada. El desempeño se evaluó objetivamente utilizando la herramienta de simulación de software de simulación de gestión estratégica ampliamente utilizada, que es una prueba de evaluación bien validada para la toma de decisiones ejecutivas en una situación sin restricciones que permite la iniciativa y la improvisación. Se observaron déficits significativos en las puntuaciones de rendimiento logradas en concentraciones crecientes de compuestos orgánicos volátiles (COV) o dióxido de carbono, mientras se mantenían constantes otros factores. Los niveles más altos de impurezas alcanzados no son infrecuentes en algunos ambientes de aulas u oficinas.Se demostró que las concentraciones más altas de PM _2.5 y CO ₂ están asociadas con tiempos de respuesta más lentos y menor precisión en las pruebas.

Efectos agrícolas

En India, en 2014, se informó que la contaminación del aire por el carbono negro y el ozono troposférico habían reducido el rendimiento de los cultivos en las áreas más afectadas a casi la mitad en 2011 en comparación con los niveles de 1980.

Efectos económicos

La contaminación del aire le cuesta a la economía mundial 5 billones de dólares al año como resultado de las pérdidas de productividad y la degradación de la calidad de vida, según un estudio conjunto del Banco Mundial y el Instituto para la Métrica y Evaluación de la Salud (IHME) de la Universidad de Washington. Estas pérdidas de productividad son causadas por muertes por enfermedades causadas por la contaminación del aire. Una de cada diez muertes en 2013 fue causada por enfermedades asociadas a la contaminación del aire y el problema se agrava. El problema es aún más agudo en el mundo en desarrollo. "Los niños menores de 5 años en países de bajos ingresos tienen más de 60 veces más probabilidades de morir por exposición a la contaminación del aire que los niños en países de altos ingresos". El informe establece que las pérdidas económicas adicionales causadas por la contaminación del aire, incluidos los costos de saludy el efecto adverso sobre la productividad agrícola y de otro tipo no se calcularon en el informe y, por lo tanto, los costos reales para la economía mundial superan con creces los 5 billones de dólares.

Otros efectos

La contaminación del aire artificial puede detectarse en la Tierra desde puntos de vista distantes, como otros sistemas planetarios a través de SETI atmosférico, incluidos los niveles de contaminación de NO ₂ y con tecnología telescópica cercana a la actual. También puede ser posible detectar civilizaciones extraterrestres de esta manera.

Desastres históricos

La peor crisis de contaminación civil a corto plazo del mundo fue el desastre de Bhopal en India en 1984. Los vapores industriales filtrados de la fábrica de Union Carbide, perteneciente a Union Carbide, Inc., EE. UU. (luego comprada por Dow Chemical Company), mataron al menos a 3787 personas e hirieron a entre 150 000 y 600 000. El Reino Unido sufrió su peor evento de contaminación del aire cuando el 4 de diciembre de 1952 se formó sobre Londres el Gran Smog. En seis días murieron más de 4.000 y estimaciones más recientes sitúan la cifra en cerca de 12.000. Se cree que una fuga accidental de esporas de ántrax de un laboratorio de guerra biológica en la antigua URSS en 1979 cerca de Sverdlovsk causó al menos 64 muertes.El peor incidente de contaminación del aire ocurrido en los EE. UU. ocurrió en Donora, Pensilvania, a finales de octubre de 1948, cuando 20 personas murieron y más de 7000 resultaron heridas.

Reducción y regulación

La prevención de la contaminación busca prevenir la contaminación, como la contaminación del aire, y podría incluir ajustes en las actividades industriales y comerciales, como el diseño de procesos de fabricación sostenibles (y los diseños de los productos) y las reglamentaciones legales relacionadas, así como los esfuerzos hacia las transiciones de energía renovable.

Los esfuerzos para reducir las partículas en el aire pueden resultar en una mejor salud.

Control de polución

Varias tecnologías y estrategias de control de la contaminación están disponibles para reducir la contaminación del aire. En su nivel más básico, es probable que la planificación del uso de la tierra implique la zonificación y la planificación de la infraestructura de transporte. En la mayoría de los países desarrollados, la planificación del uso de la tierra es una parte importante de la política social, ya que garantiza que la tierra se utilice de manera eficiente en beneficio de la economía y la población en general, así como para proteger el medio ambiente.

El dióxido de titanio ha sido investigado por su capacidad para reducir la contaminación del aire. La luz ultravioleta liberará electrones libres del material, creando así radicales libres, que descompondrán los COV y los _gases NOx . Una forma es superhidrofílica.

Se demostró que las nanopartículas que devoran la contaminación colocadas cerca de una carretera muy transitada absorben las emisiones tóxicas de unos 20 automóviles cada día.

Transición energética

Debido a que una gran parte de la contaminación del aire es causada por la combustión de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo, la reducción de estos combustibles puede reducir drásticamente la contaminación del aire. Lo más efectivo es el cambio a fuentes de energía limpia, como la energía eólica, la energía solar y la energía hidroeléctrica, que no contaminan el aire. Los esfuerzos para reducir la contaminación de fuentes móviles incluyen la expansión de la regulación a nuevas fuentes (como cruceros y barcos de transporte, equipos agrícolas y equipos pequeños que funcionan con gasolina, como cortadoras de hilo, motosierras y motos de nieve), mayor eficiencia de combustible (como mediante el uso de de vehículos híbridos), conversión a combustibles más limpios y conversión a vehículos eléctricos.

Un medio muy eficaz para reducir la contaminación del aire es la transición a las energías renovables. Según un estudio publicado en Energy and Environmental Science en 2015, el cambio a energía 100% renovable en Estados Unidos eliminaría unas 62.000 muertes prematuras al año y unas 42.000 en 2050, si no se utilizara biomasa. Esto ahorraría alrededor de $600 mil millones en costos de salud al año debido a la reducción de la contaminación del aire en 2050, o alrededor del 3,6 % del producto interno bruto de EE. UU. de 2014. La mejora de la calidad del aire es un beneficio a corto plazo entre los muchos beneficios sociales de la mitigación del cambio climático.

Alternativas a la contaminación

Ahora existen alternativas prácticas a las principales causas de la contaminación del aire:

• Sustitución estratégica de fuentes de contaminación del aire en el transporte con formas de transporte público y uso e infraestructura de bicicletas de menor emisión o, durante su ciclo de vida, libres de emisiones (así como con trabajo remoto, reducciones de trabajo, reubicaciones y localizaciones)
  • La eliminación gradual de los vehículos de combustibles fósiles es un componente crítico de un cambio hacia el transporte sostenible; sin embargo, decisiones de infraestructura y diseño similares, como los vehículos eléctricos, pueden estar asociadas con una contaminación similar para la producción, así como para la minería y la explotación de recursos para un gran número de baterías necesarias, así como la energía para recargarlas.
• Las áreas a favor del viento (más de 20 millas) de los principales aeropuertos tienen más del doble de las emisiones totales de partículas en el aire que otras áreas, incluso cuando se toman en cuenta las áreas con frecuentes escalas de barcos y tráfico pesado en autopistas y ciudades como Los Ángeles. El biocombustible de aviación mezclado con combustible para aviones en una proporción de 50/50 puede reducir las emisiones de partículas de altitud de crucero derivadas de los aviones en un 50-70 %, según un estudio dirigido por la NASA en 2017 (sin embargo, esto también debería implicar beneficios a nivel del suelo para la contaminación del aire urbano).
• La propulsión y el ralentí de los barcos se pueden cambiar a combustibles mucho más limpios como el gas natural. (Idealmente una fuente renovable pero no práctica todavía)
• La combustión de combustibles fósiles para la calefacción de espacios puede reemplazarse mediante el uso de bombas de calor geotérmicas y almacenamiento de energía térmica estacional.
• La generación de energía eléctrica a partir de la quema de combustibles fósiles puede ser reemplazada por generación de energía nuclear y renovable. Para las naciones pobres, la calefacción y las estufas domésticas que contribuyen en gran medida a la contaminación del aire regional pueden ser reemplazadas por un combustible fósil mucho más limpio como el gas natural o, idealmente, por energías renovables.
• Los vehículos de motor impulsados ​​por combustibles fósiles, un factor clave en la contaminación del aire urbano, pueden ser reemplazados por vehículos eléctricos. Aunque el suministro y el costo del litio son una limitación, existen alternativas. También puede ayudar reunir a más personas en un transporte público limpio, como los trenes eléctricos. Sin embargo, incluso en los vehículos eléctricos libres de emisiones, las llantas de goma producen cantidades significativas de contaminación del aire y se ubican en el puesto 13 entre los peores contaminantes en Los Ángeles.
• Reducir los viajes en vehículos puede frenar la contaminación. Después de que Estocolmo redujera el tráfico de vehículos en el centro de la ciudad con un impuesto a la congestión, la contaminación por dióxido de nitrógeno y PM10 disminuyó, al igual que los ataques agudos de asma pediátrica.
• Los biodigestores se pueden utilizar en países pobres donde prevalece la tala y quema, convirtiendo un producto inútil en una fuente de ingresos. Las plantas se pueden recolectar y vender a una autoridad central que las descompondrá en un gran biodigestor moderno, produciendo la energía que tanto se necesita.
• Tanto la humedad como la ventilación inducidas pueden amortiguar en gran medida la contaminación del aire en espacios cerrados, que se encontró que era relativamente alta dentro de las líneas del metro debido al frenado y la fricción y, irónicamente, relativamente menos dentro de los autobuses de tránsito que en los automóviles o trenes subterráneos con asientos más bajos.

Dispositivos de control

Los siguientes elementos se utilizan comúnmente como dispositivos de control de la contaminación en la industria y el transporte. Pueden destruir los contaminantes o eliminarlos de una corriente de escape antes de que se emitan a la atmósfera.

• Control de partículas
  • Colectores mecánicos (ciclones de polvo, multiciclones)
  • Precipitadores electrostáticos: un precipitador electrostático (ESP), o filtro de aire electrostático, es un dispositivo de recolección de partículas que elimina partículas de un gas que fluye (como el aire), utilizando la fuerza de una carga electrostática inducida. Los precipitadores electrostáticos son dispositivos de filtración altamente eficientes que impiden mínimamente el flujo de gases a través del dispositivo y pueden eliminar fácilmente partículas finas como polvo y humo de la corriente de aire.
  • Cámaras de filtros: diseñadas para manejar cargas pesadas de polvo, un colector de polvo consta de un soplador, un filtro de polvo, un sistema de limpieza de filtro y un receptáculo de polvo o sistema de eliminación de polvo (a diferencia de los filtros de aire que utilizan filtros desechables para eliminar el polvo).
  • Depuradores de partículas: un depurador húmedo es una forma de tecnología de control de la contaminación. El término describe una variedad de dispositivos que usan contaminantes del gas de combustión de un horno o de otras corrientes de gas. En un depurador húmedo, la corriente de gas contaminado se pone en contacto con el líquido de depuración, rociándolo con el líquido, forzándolo a través de un charco de líquido o mediante algún otro método de contacto, para eliminar los contaminantes.
• Depuradores
  • Depurador por aspersión de deflectores
  • Depurador ciclónico por aspersión
  • Depurador eyector venturi
  • Lavador asistido mecánicamente
  • torre de pulverización
  • depurador húmedo
• control de NO _x
  • Quemadores LO-NOx
  • Reducción catalítica selectiva (SCR)
  • Reducción no catalítica selectiva (SNCR)
  • depuradores de NOx
  • De recirculación de gases de escape
  • Convertidor catalítico (también para control de COV)
• reducción de COV
  • Sistemas de adsorción, que utilizan carbón activado, como el concentrador de lecho fluidizado
  • bengalas
  • Oxidantes térmicos
  • Convertidores catalíticos
  • Biofiltros
  • Absorción (lavado)
  • Condensadores criogénicos
  • Sistemas de recuperación de vapor
• Control de gas ácido/SO ₂
  • Depuradores húmedos
  • Lavadores secos
  • Desulfuración de gases de combustión
• control de mercurio
  • Tecnología de inyección de sorbentes
  • Oxidación electrocatalítica (ECO)
  • K-combustible
• Control de dioxinas y furanos
• Varios equipos asociados
  • Sistemas de captura de fuentes
  • Sistemas de monitoreo continuo de emisiones (CEMS)

Supervisión

El monitoreo espaciotemporal de la calidad del aire puede ser necesario para mejorar la calidad del aire y, por lo tanto, la salud y la seguridad del público, y evaluar los impactos de las intervenciones. Dicho monitoreo se realiza en diferentes grados con diferentes requisitos regulatorios con cobertura regional discrepante por una variedad de organizaciones y entidades de gobierno, como el uso de una variedad de tecnologías para el uso de los datos y la detección de sensores, satélites y estaciones de monitoreo de IoT móviles. Algunos sitios web intentan mapear los niveles de contaminación del aire utilizando los datos disponibles.

Reglamento

En general, hay dos tipos de estándares de calidad del aire. La primera clase de estándares (como los Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental de EE. UU. y la Directiva de Calidad del Aire de la UE ) establecen concentraciones atmosféricas máximas para contaminantes específicos. Las agencias ambientales promulgan regulaciones que tienen como objetivo lograr estos niveles objetivo. La segunda clase (como el índice de calidad del aire de América del Norte) adopta la forma de una escala con varios umbrales, que se utiliza para comunicar al público el riesgo relativo de la actividad al aire libre. La escala puede o no distinguir entre diferentes contaminantes.

Canadá

En Canadá, la contaminación del aire y los riesgos para la salud asociados se miden con el Índice de salud y calidad del aire (AQHI). Es una herramienta de protección de la salud utilizada para tomar decisiones para reducir la exposición a corto plazo a la contaminación del aire mediante el ajuste de los niveles de actividad durante el aumento de los niveles de contaminación del aire.

El AQHI es un programa federal coordinado conjuntamente por Health Canada y Environment Canada. Sin embargo, el programa AQHI no sería posible sin el compromiso y apoyo de las provincias, municipios y ONG. Desde el monitoreo de la calidad del aire hasta la comunicación de riesgos para la salud y la participación de la comunidad, los socios locales son responsables de la gran mayoría del trabajo relacionado con la implementación de AQHI. El AQHI proporciona un número del 1 al 10+ para indicar el nivel de riesgo para la salud asociado con la calidad del aire local. Ocasionalmente, cuando la cantidad de contaminación del aire es anormalmente alta, el número puede exceder 10. El AQHI proporciona un valor actual de la calidad del aire local, así como un pronóstico máximo de la calidad del aire local para hoy, esta noche y mañana, y brinda consejos de salud asociados.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

+

Riesgo:

Bajo (1–3)

Moderado (4–6)

Alto (7–10)

Muy alto (por encima de 10)

Como ahora se sabe que incluso los niveles bajos de contaminación del aire pueden provocar molestias para la población sensible, el índice se ha desarrollado como un continuo: cuanto mayor sea el número, mayor será el riesgo para la salud y la necesidad de tomar precauciones. El índice describe el nivel de riesgo para la salud asociado con este número como 'bajo', 'moderado', 'alto' o 'muy alto', y sugiere pasos que se pueden tomar para reducir la exposición.

Riesgo de salud	Índice de salud de la calidad del aire	Mensajes de salud
Población en riesgo	Población general
Bajo	1–3	Disfruta de tus actividades habituales al aire libre.	Calidad de aire ideal para actividades al aire libre
Moderar	4–6	Considere reducir o reprogramar las actividades extenuantes al aire libre si tiene síntomas.	No es necesario modificar sus actividades habituales al aire libre a menos que experimente síntomas como tos e irritación de garganta.
Elevado	7–10	Reduzca o reprograme las actividades extenuantes al aire libre. Los niños y los ancianos también deben tomárselo con calma.	Considere reducir o reprogramar las actividades extenuantes al aire libre si experimenta síntomas como tos e irritación de garganta.
Muy alto	Por encima de 10	Evite las actividades extenuantes al aire libre. Los niños y los ancianos también deben evitar el esfuerzo físico al aire libre y deben permanecer en el interior.	Reduzca o reprograme las actividades extenuantes al aire libre, especialmente si experimenta síntomas como tos e irritación de garganta.

La medición se basa en la relación observada del dióxido de nitrógeno (NO ₂ ), el ozono troposférico (O ₃ ) y las partículas (PM _2,5 ) con la mortalidad, a partir de un análisis de varias ciudades canadienses. Significativamente, estos tres contaminantes pueden presentar riesgos para la salud, incluso a niveles bajos de exposición, especialmente entre aquellos con problemas de salud preexistentes.

Al desarrollar el AQHI, el análisis original de los efectos sobre la salud de Health Canada incluyó cinco contaminantes atmosféricos principales: partículas, ozono y dióxido de nitrógeno (NO ₂ ), así como dióxido de azufre (SO ₂ ) y monóxido de carbono (CO). Los dos últimos contaminantes proporcionaron poca información para predecir los efectos sobre la salud y se eliminaron de la formulación AQHI.

El AQHI no mide los efectos del olor, el polen, el polvo, el calor o la humedad.

Alemania

TA Luft es la regulación alemana de calidad del aire.

Gobernando la contaminación del aire urbano

En Europa, la Directiva del Consejo 96/62/EC sobre evaluación y gestión de la calidad del aire ambiental proporciona una estrategia común contra la cual los estados miembros pueden "establecer objetivos para la calidad del aire ambiental con el fin de evitar, prevenir o reducir los efectos nocivos para la salud humana y el medio ambiente. .. y mejorar la calidad del aire donde no es satisfactoria".

El 25 de julio de 2008, en el caso Dieter Janecek c. Freistaat Bayern , el Tribunal de Justicia de la Unión Europea dictaminó que, en virtud de esta directiva , los ciudadanos tienen derecho a exigir a las autoridades nacionales que implementen un plan de acción a corto plazo para mantener o lograr el cumplimiento de los valores límite de calidad del aire. .

Esta importante jurisprudencia parece confirmar el papel de la CE como regulador centralizado de los estados-nación europeos en lo que respecta al control de la contaminación del aire. Establece una obligación legal supranacional en el Reino Unido para proteger a sus ciudadanos de niveles peligrosos de contaminación del aire, además de reemplazar los intereses nacionales con los de los ciudadanos.

En 2010, la Comisión Europea (CE) amenazó al Reino Unido con emprender acciones legales contra los sucesivos incumplimientos de los valores límite de PM10. El gobierno del Reino Unido ha identificado que si se imponen multas, podrían costarle a la nación más de £ 300 millones por año.

En marzo de 2011, el área urbanizada del Gran Londres seguía siendo la única región del Reino Unido que incumplía los valores límite de la CE y se le dieron tres meses para implementar un plan de acción de emergencia destinado a cumplir la Directiva de calidad del aire de la UE. La ciudad de Londres tiene niveles peligrosos de concentraciones de PM10, que se estima causan 3000 muertes por año dentro de la ciudad. Además de la amenaza de multas de la UE, en 2010 se amenazó con emprender acciones legales por eliminar la zona de cobro por congestión occidental, que se afirma que condujo a un aumento en los niveles de contaminación del aire.

En respuesta a estos cargos, Boris Johnson, alcalde de Londres, ha criticado la necesidad actual de las ciudades europeas de comunicarse con Europa a través del gobierno central de su estado nacional, argumentando que en el futuro "una gran ciudad como Londres" debería poder eludir su gobierno. y tratar directamente con la Comisión Europea con respecto a su plan de acción de calidad del aire.

Esto puede interpretarse como el reconocimiento de que las ciudades pueden trascender la jerarquía organizacional tradicional del gobierno nacional y desarrollar soluciones para la contaminación del aire utilizando redes de gobernanza global, por ejemplo, a través de relaciones transnacionales. Las relaciones transnacionales incluyen, entre otros, gobiernos nacionales y organizaciones intergubernamentales, lo que permite que actores subnacionales, incluidas ciudades y regiones, participen en el control de la contaminación del aire como actores independientes.

Las asociaciones de ciudades globales se pueden construir en redes, por ejemplo, el Grupo de Liderazgo Climático de Ciudades C40, del cual Londres es miembro. El C40 es una red pública 'no estatal' de las principales ciudades del mundo que tiene como objetivo frenar sus emisiones de gases de efecto invernadero. El C40 ha sido identificado como 'gobernanza desde el medio' y es una alternativa a la política intergubernamental. Tiene el potencial de mejorar la calidad del aire urbano ya que las ciudades participantes "intercambian información, aprenden de las mejores prácticas y, en consecuencia, mitigan las emisiones de dióxido de carbono independientemente de las decisiones del gobierno nacional". Una crítica a la red C40 es que su naturaleza exclusiva limita la influencia a las ciudades participantes y corre el riesgo de desviar los recursos de las ciudades y los actores regionales menos poderosos.

Puntos calientes

Los puntos críticos de contaminación del aire son áreas donde las emisiones de contaminación del aire exponen a las personas a mayores efectos negativos para la salud. Son particularmente comunes en áreas urbanas densamente pobladas, donde puede haber una combinación de fuentes estacionarias (p. ej., instalaciones industriales) y fuentes móviles (p. ej., automóviles y camiones) de contaminación. Las emisiones de estas fuentes pueden causar enfermedades respiratorias, asma infantil, cáncer y otros problemas de salud. Las partículas finas, como el hollín de diésel, que contribuyen a más de 3,2 millones de muertes prematuras en todo el mundo cada año, son un problema importante. Es muy pequeño y puede alojarse dentro de los pulmones y entrar al torrente sanguíneo. El hollín de diesel se concentra en áreas densamente pobladas, y una de cada seis personas en los EE. UU. vive cerca de un punto crítico de contaminación por diesel.

Si bien los puntos críticos de contaminación del aire afectan a una variedad de poblaciones, es más probable que algunos grupos estén ubicados en puntos críticos. Estudios previos han mostrado disparidades en la exposición a la contaminación por raza y/o ingresos. Los usos peligrosos de la tierra (instalaciones de almacenamiento y eliminación de sustancias tóxicas, instalaciones de fabricación, carreteras principales) tienden a ubicarse donde el valor de la propiedad y los niveles de ingresos son bajos. El nivel socioeconómico bajo puede ser un indicador de otros tipos de vulnerabilidad social, incluida la raza, la falta de capacidad para influir en la regulación y la falta de capacidad para mudarse a vecindarios con menos contaminación ambiental. Estas comunidades soportan una carga desproporcionada de contaminación ambiental y es más probable que enfrenten riesgos para la salud como el cáncer o el asma.

Los estudios muestran que los patrones en las disparidades de raza e ingresos no solo indican una mayor exposición a la contaminación, sino también un mayor riesgo de resultados adversos para la salud. Las comunidades caracterizadas por un nivel socioeconómico bajo y minorías raciales pueden ser más vulnerables que las comunidades más privilegiadas a los impactos de salud adversos acumulativos resultantes de una exposición elevada a los contaminantes. Los negros y los latinos generalmente enfrentan más contaminación que los blancos y los asiáticos, y las comunidades de bajos ingresos soportan una mayor carga de riesgo que las ricas. Las discrepancias raciales son particularmente distintas en las áreas suburbanas del sur de los Estados Unidos y las áreas metropolitanas del medio oeste y el oeste de los Estados Unidos.Los residentes de viviendas públicas, que generalmente son de bajos ingresos y no pueden mudarse a vecindarios más saludables, se ven muy afectados por las refinerías y plantas químicas cercanas.

Ciudades

La contaminación del aire generalmente se concentra en áreas metropolitanas densamente pobladas, especialmente en países en desarrollo donde las regulaciones ambientales son relativamente laxas o inexistentes. Sin embargo, incluso las áreas pobladas de los países desarrollados alcanzan niveles de contaminación poco saludables, siendo Los Ángeles y Roma dos ejemplos. Entre 2002 y 2011, la incidencia de cáncer de pulmón en Beijing casi se duplicó. Si bien fumar sigue siendo la principal causa de cáncer de pulmón en China, la cantidad de fumadores está disminuyendo mientras que las tasas de cáncer de pulmón están aumentando.

Las ciudades más contaminadas del mundo 2020	Promedio 2020	Promedio 2019
Hotán, China	110.2	110.1
Ghaziabad, India	106.6	110.2
Bulandshahr, India	98.4	89.4
Bisrakh Jalalpur, India	96,0	-
Bhiwadi, India	95.5	83.4

Proyecciones

Según una proyección, para 2030 la mitad de las emisiones contaminantes del mundo podrían ser generadas por África. Los posibles contribuyentes a tal resultado incluyen el aumento de las actividades de quema (como la quema de desechos a cielo abierto), el tráfico, las industrias agroalimentaria y química, el polvo de arena del Sahara y el crecimiento general de la población.

Según la OCDE, para 2050 se prevé que la contaminación del aire exterior (partículas y ozono troposférico) se convierta en la principal causa de muertes relacionadas con el medio ambiente en todo el mundo.