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5. Ozono troposférico

5. Ozono troposférico

 

Resultados principales

 

Las concentraciones de ozono en la troposfera sobre Europa (desde el suelo hasta 10-15 km) suelen ser hoy entre tres y cuatro veces superiores a las de la época preindustrial, sobre todo como resultado del gran aumento de las emisiones de óxidos de nitrógeno procedentes de la industria y los vehículos, desde la década de 1950. La variación meteorológica de un año a otro impide determinar tendencias en cuanto a la frecuencia de episodios de concentraciones elevadas de ozono.

 

Las concentraciones umbral, establecidas para la protección de la salud humana, la vegetación y los ecosistemas, se superan con frecuencia en la mayoría de los países europeos. Unos 700 ingresos en hospitales de la UE en el período de marzo a octubre de 1995 (75% de ellas en Francia, Italia y Alemania) pueden atribuirse a concentraciones de ozono superiores al umbral de protección de la salud. Aproximadamente 330 millones de personas en la UE podrían están expuestas, por lo menos una vez al año, a un episodio en que la concentración de ozono sea superior al valor umbral.

 

Durante 1995 el umbral de protección de la vegetación se superó en la mayor parte de la Unión Europea durante 1995. En varios países se detectaron niveles superiores al umbral que duraron más de 150 días en determinadas zonas. Ese mismo año, casi toda la superficie forestal y agraria de la UE estuvo expuesta a tales niveles.

 

Las emisiones de los precursores de ozono más importantes, óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles distintos al metano (COVNM), aumentaron hasta finales del decenio de 1980 y luego descendieron un 14 por ciento entre 1990 y 1994. El sector del transporte es la principal fuente de óxidos de nitrógeno y también el que más COVNM emite en Europa occidental; mientras que en los PECO y los NEI las emisiones de COVNM proceden principalmente de la industria.

 

Si se cumplieran los objetivos para las emisiones de óxidos de nitrógeno, establecidos en el Convenio de contaminación transfronteriza a larga distancia y en el Quinto Programa de Acción Medioambiental de la Comisión Europea, las concentraciones máximas de ozono se reducirían solamente un 5-10 por ciento. El logro del objetivo a largo plazo para que no se excedan los niveles umbral dependerá esencialmente de que se reduzcan las concentraciones globales de ozono troposférico, y esto exigirá medidas de control de las emisiones de los precursores contaminantes (óxidos de nitrógeno y COVNM) en todo el hemisferio norte. El primer paso será establecer nuevos límites máximos nacionales para las emisiones, de conformidad con el nuevo protocolo sobre múltiples contaminantes multiefecto.

 

 

5.1. Introducción

 

La niebla fotoquímica, normalmente conocida como "smog fotoquímico", lleva varias décadas originando problemas respiratorios en la población europea y puede producir también daños graves en las plantas. Gran parte de Europa conoce cada año episodios de niebla fotoquímica estival.

 

Esta niebla se forma mediante un proceso fotoquímico a partir de numerosos gases presentes en la troposfera, capa de la atmósfera que se extiende desde el suelo hasta una altura de 7-15 km. Los principales precursores son los óxidos de nitrógeno (NOx, esto es, NO y NO2), los compuestos orgánicos volátiles (COV), el metano (CH4) y el monóxido de carbono (CO). Son muchas las actividades humanas que producen estos contaminantes, incluidos la quema de combustibles fósiles, sobre todo para el transporte, y el uso de productos que contienen disolventes orgánicos.

 

En Europa, las emisiones antropogénicas de los precursores principales, NOx y COV, han ido disminuyendo desde que se realizara la evaluación Dobris, pero no lo suficiente para alcanzar los objetivos aceptados a escala internacional respecto a la reducción de emisiones. La luz solar, al actuar sobre estos precursores, provoca la formación de una serie de compuestos conocidos como oxidantes fotoquímicos.

 

El oxidante fotoquímico más importante por su abundancia y toxicidad es el ozono (O3). Los niveles umbral de ozono, establecidos para la protección de

 

la salud humana, la vegetación y los ecosistemas, suelen superarse en casi todos los países europeos. No parece que los oxidantes fotoquímicos distintos al ozono entrañen riesgos importantes para la salud o la vegetación a los niveles observados actualmente en el medio ambiente. Sin embargo, se sabe que, a concentraciones más elevadas, el peroxiacetilnitrato (PAN) produce irritación del aparato respiratorio y daños en la flora similares a los del ozono (OMS, 1996a, 1996b).

 

A las concentraciones de ozono habituales, que han aumentado casi al doble desde la década de 1950 (Staehelin y cols., 1994), se suman otras esporádicas. El aumento del nivel habitual de ozono se debe principalmente al aumento de las concentraciones de NOx a nivel mundial y, por tanto, el ozono sobre Europa se ve afectado también por las emisiones de otros continentes. El ozono de la troposfera es también un factor relevante respecto al cambio climático. Se calcula que el ozono troposférico añade un 16 por ciento al efecto total de calentamiento provocado por los principales gases antropogénicos con efecto invernadero emitidos hasta hoy (véase el apartado 2.3).

 

Los procesos de formación y los efectos de los oxidantes fotoquímicos son complejos e interactúan con otros problemas medioambientales (véanse los recuadros 5.1 y 5.2). Así, los efectos del ozono sobre la salud humana se agravan con la mezcla de contaminantes presentes en el aire. Dado que los oxidantes fotoquímicos son transportados a largas distancias y atraviesan las fronteras, es necesario un esfuerzo internacional para establecer políticas de reducción coherentes (Grennfelt y cols., 1994). El nuevo protocolo sobre múltiples contaminantes multiefecto, adoptado conforme al Convenio de la CEPE sobre contaminación atmosférica fronteriza a larga distancia, es un ejemplo en este sentido.

 

Recuadro 5.1: Formación del ozono

 

El ozono se forma en la troposfera y en la capa limítrofe contaminada, que se extiende desde el suelo hasta una altura comprendida entre los 100 y 3.000 metros. El contaminante se forma por oxidación de COV y CO en presencia de NOx y luz solar. En la capa limítrofe contaminada, los COV más reactivos actúan como principal "combustible" en este proceso, mientras que en áreas remotas el proceso predominante es la oxidación de CH4 y CO. La formación de ozono suele verse limitada por la disponibilidad del catalizador NO.

 

Los procesos que dan como resultado estas pautas diversas de concentración del ozono son muy complejos. Las medidas para reducir su incidencia y gravedad pueden tener un efecto opuesto al esperado si no se conoce bien la fotoquímica del proceso. En entornos urbanos contaminados, por ejemplo, el NO recién emitido puede combinarse inmediatamente con el ozono y reducir su concentración. Debido a ésta y otras reacciones químicas, una reducción de las emisiones de NOx puede dar lugar a un aumento de las concentraciones de ozono en las ciudades (véase el recuadro 5.2). En estas circunstancias, las concentraciones de ozono se rigen por los COV y son éstos los que se deben controlar para reducir las concentraciones de ozono. En áreas menos contaminadas, las emisiones de NOx deben controlarse más que las de COV. La situación puede llegar a ser aún más complicada si el "caldo" fotoquímico cambia y pasa de estar limitado por COV a estarlo por NOx cuando, debido a los procesos atmosféricos, la masa de aire se aleja de la zona urbana.

 

Está claro que el mero control de los COV o los NOx puede ser ineficaz a escala regional y transfronteriza; es necesario el control de ambos en todos los casos para reducir el problema. Existen más razones para la reducción de los NOx, dados los grandes efectos del NO2 y PAN sobre la salud (OMS, 1996a) y la importancia de los NOx en los problemas de la acidificación (capítulo 4) y la eutrofización (capítulos 9 y 10).

 

La acción de la luz solar sobre los COV y los NOx provoca la formación de otros muchos oxidantes fotoquímicos aparte del ozono, entre los que se incluyen el peroxiacetilnitrato (PAN), el ácido nítrico, los aldehídos secundarios, el ácido fórmico y diversos radicales. La información sobre las concentraciones y los efectos de estas sustancias es relativamente limitada. Dado que no se producen efectos significativos a las concentraciones actuales de estos oxidantes fotoquímicos, no se han establecido directrices internacionales para ninguno de ellos (OMS, 1996a).

 

 

Recuadro 5.2: El efecto “fin de semana”

 

La consecuencia contraproducente de la reducción de las emisiones de NOx para el control del ozono en las ciudades queda de manifiesto por el "efecto fin de semana". Dumont (1996) indica que los niveles de ozono en áreas urbanas belgas eran significativamente mayores los fines de semana que otros días. Durante el verano, el nivel promedio de la nube de contaminación por la tarde era un 20 por ciento mayor los sábados y domingos que el resto de la semana. Este efecto es el resultado del bajo nivel de emisiones de NOx durante el fin de semana en las ciudades belgas (un 30% menor que en días laborables). El análisis de los datos sobre Suiza indica un cuadro distinto, observándose los fines de semana niveles menores y mayores que los demás días, dependiendo de las condiciones meteorológicas (Brönniman y Neu, 1997).

 

El aumento de las concentraciones que se observa los fines de semana es solamente el resultado de las reducciones iniciales y relativamente pequeñas de NOx en ausencia de reducciones suficientes de COV. Con el fin de obtener niveles de ozono aceptables y contrarrestar la primera consecuencia contraproducente sería preciso reducir en mayor proporción las emisiones tanto de los NOx como de los COV.

 


5. Ozono troposférico (.pdf)

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