La contaminación atmosférica hace referencia a la alteración de la atmósfera terrestre por la adición de gases, o partículas sólidas o líquidas en suspensión en proporciones distintas a las naturales. El nombre de contaminación atmosférica se aplica por lo general a las alteraciones que tienen efectos perjudiciales sobre la salud de los seres vivos y los elementos materiales, y no a otras alteraciones inocuas. Una fuente es el punto donde un gas ó contaminante, es emitido es decir, donde entran a la atmósfera. Un reservorio es un punto o lugar en el cual el gas es removido de la atmósfera, por reacciones químicas o por absorción en otros componentes del sistema climático, incluyendo océanos, hielos y tierra. El ciclo de vida denota el periodo promedio que una molécula de contaminante se mantiene en la atmósfera. Esto se determina por las velocidades de emisión y de captación en reservorios o sinks. El aumento de gases invernadero atmosféricos ha incrementado la capacidad que tiene para absorber ondas infrarrojas, aumentando su reforzamiento radiativo, que aumenta la temperatura superficial. Este fenómeno se mide en watts por metro cuadrado (W/m2).
Se pueden dividir las fuentes contaminantes en dos grandes categorías:
• FUENTES NATURALES: Son las fuentes en las que el hombre no es responsable ya que se trata de procesos que han existido siempre, como en el caso de los volcanes, que pueden pasar muchos años sin actividad hasta que despiertan por medio de erupciones más o menos violentas.
• FUENTES ANTROPOGENICAS: Son el resultado de las diversas actividades del hombre, como procesos industriales, combustión de automóviles, mecanismos de calefacción, etc. Según La Agencia para la protección del Medio Ambiente (EPA), los 6 principales contaminantes son: material particulado (PM10; Entre ellas se encuentran: el polvo, la mugre, el hollín, el humo, etc.), dióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de Nitrógeno(NO2), plomo(Pb) y ozono(O3 ; ozono a nivel troposférico, no el ozono estratosférico, que es una protección benéfica contra los rayos ultravioletas del Sol). El incremento de los procesos de industrialización y urbanización, ha conducido a la utilización de la atmósfera, como receptora de sustancias gaseosas y partículas originadas de las actividades industriales y urbanísticas, que ponen en peligro la condición del aire como recurso libre. Los costos sociales de este recurso impuro son cada vez más altos y así lo indican, entre otros, la incidencia de enfermedades, los daños a la agricultura, destrucción de bienes y los índices negativos sobre la eficiencia de los trabajadores.
Las sustancias contaminantes no causan los mismos problemas. Los contaminantes primarios como el polvo, el hollín y las cenizas, no sufren cambios al entrar en la atmósfera, y se difunden en ella sin experimentar transformaciones. En cambio, los contaminantes secundarios de naturaleza más compleja, sufren alteraciones que causan mayores dificultades para su control y peligros para la salud y la economía. Entre éstos se pueden citar los producidos por la combustión incompleta de los vehículos como el dióxido de nitrógeno (NO2) precursor del fenómeno conocido como smog fotoquímico, que dificulta la visibilidad y ocasiona problemas de salud, y el monóxido de carbono (CO), asociado al efecto invernadero. Los combutibles, al quemarse, también producen óxidos sulfurosos en la forma de dióxidos (SO2) o trióxidos (SO3). Ambos son perjudiciales a la salud y producen daños materiales.
Algunas de las principales actividades del hombre, capaces de producir contaminación atmosférica en ciudades son:
• PROCESOS DE COMBUSTION EXTERNA: La ignición de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) es la fuente de contaminación del aire más común que proviene de la industria. Los combustibles se queman ya sea en forma directa en el sitio para producir calor o vapor, o en otra parte cerca del suministro de combustible para producir la electricidad que se utiliza en la industria. Las impurezas minerales en el combustible son inflamables y producen ceniza, que se acarrea fuera de la caldera mediante los gases de desecho. La cantidad de ceniza volátil de las calderas que funcionan con petróleo es mucho menor que la de las unidades que funcionan con carbón y sólo raramente se colectan las partículas. Las calderas que trabajan con petróleo por lo general utilizan petróleo combustible pesado con un contenido definitivamente elevado de azufre (2% al 4%), por lo que hay una cantidad apreciable de dióxido de azufre en los gases de desperdicio (Strauss y Mainwaring, 1990).
• INCINERACION DE DESECHOS: El problema de los desechos o residuos sólidos no es sólo su recolección o disposición, sino su procesamiento. En el caso de la incineración de los desechos urbanos e industriales se persigue un doble objetivo: la eliminación de estos productos o materiales indeseados y la obtención de energía, bien sea en forma de vapor o eléctrica. La tendencia actual es la de sustituir los incineradores pequeños de tipo familiar existentes en los edificios de vivienda, por instalaciones de gran tamaño dotados de equipos de depuración, ya que sin éstos la incineración se convierte en una fuente de contaminación. Los principales productos emitidos en estos incineradores son material particulado, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, etc; en cantidades variables, dependiendo de la naturaleza de los materiales incinerados y del combustible utilizado. Existe además otro proceso de tratamiento de los desechos urbanos, denominado quema a cielo abierto, el cual se ejecuta, en la mayoría de los casos, sin ningún tipo de control. Este tipo de proceso engloba todas las grandes fogatas que de modo anárquico y disperso se realizan en numerosos sitios del territorio, a fin de quemar residuos tales como papeles, tejidos, maderas, desechos vegetales, etc. Este tipo de combustión se efectúa en condiciones técnicas deplorables emitiéndose a la atmósfera cantidades apreciables de contaminantes. Esto se observa por el humo totalmente negro que se origina al final de la llama, causado por la presencia de grandes cantidades de productos no quemados, por falta de oxigeno suficiente para el proceso (combustión incompleta). En casos especiales, como por ejemplo, en emergencias sanitarias, están permitidas las quemas a cielo abierto, siguiendo las regulaciones establecidas por la ley.
• TRANSPORTE: La mayor parte de los sistemas actuales de transporte obtienen su energía por medio de la combustión de diversos productos, en cuyo proceso se emiten a la atmósfera diferentes compuestos. Las proporciones en que estos contaminantes son emitidos dependen de diversos factores. Los vehículos que utilizan gasolina producen monóxido de carbono y derivados de plomo como contaminantes característicos. Los vehículos tipo diesel emiten mayores cantidades de humo, partículas y dióxido de azufre. El estado y las condiciones de mantenimiento de los vehículos, conjuntamente con el régimen de marcha, influyen notablemente en la cantidad y composición de las emisiones, por ello los factores tales como el tipo de circulación y la topografía del terreno ejercen una influencia sobre el carácter de las emisiones.
• INDUSTRIAS: La participación del sector industrial en el grado de contaminación en los centros o áreas urbanas es muy variable y está en función de las características de cada ciudad y, en general, de la zona en la cual está asentada. Entre las principales industrias o actividades cuyos procesos pueden afectar la calidad del aire en los centros urbanos se pueden mencionar las siguientes:
• Plantas de cemento.
• Industrias básicas del hierro y del acero.
• Fabricación de cal y yeso.
• Refinación de petróleo e industrias petroquímicas.
• Fabricación de sustancias químicas básicas.
• Fabricación de abonos y biocidas.