Ciencia ambiental: los Pros y los contras del ozono (parte 2)
La última vez, exploramos cómo el ozono estratosférico protege la vida terrestre de la radiación ultravioleta. Hoy examinaremos los efectos del ozono perjudicial.
El término "ozono nocivo" se refiere principalmente al ozono troposférico, específicamente al ozono cercano a la superficie, ubicado a altitudes de 10 a 100 metros sobre el suelo. Las concentraciones elevadas de ozono cercano a la superficie pueden tener efectos perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Los estudios indican que los niños, las mujeres, los ancianos y las personas con enfermedades pulmonares (por ejemplo, asma) son particularmente susceptibles a los riesgos para la salud asociados con la exposición al ozono. Las altas concentraciones de ozono pueden irritar los ojos y las vías respiratorias, potencialmente afectar la función pulmonar y, simultáneamente, interrumpir el crecimiento saludable de las plantas.
¿Cuándo apareció la contaminación por ozono en China?
El problema global de la contaminación por ozono fue identificado por primera vez por científicos en 1943 durante el evento de smog fotoquímico de Los Ángeles. El smog fotoquímico se refiere a una neblina azul claro dañina que se forma cuando contaminantes primarios, como los compuestos orgánicos volátiles (COV) y los óxidos de nitrógeno (NOx), emitidos por vehículos y fábricas, experimentan reacciones fotoquímicas bajo la luz solar (luz ultravioleta), generando contaminantes secundarios que posteriormente se mezclan con los primarios. El contaminante característico de este proceso es el ozono, un potente agente oxidante.
Con el rápido desarrollo de la industria petroquímica china, se detectaron por primera vez indicios de contaminación por esmog fotoquímico en 1974 en el distrito de Xigu, Lanzhou. Investigaciones posteriores, realizadas entre 1976 y 1980, confirmaron que la zona se veía frecuentemente envuelta en esmog durante los días despejados de verano, lo que causaba irritación ocular y respiratoria a los residentes, mientras que las plantas sufrían daños considerables. Esto marcó el surgimiento gradual de la preocupación por la contaminación por ozono en la conciencia de los científicos chinos y del público en general.
¿Cómo se forma el ozono troposférico?
Tras casi 40 años de exploración científica y prácticas de prevención de la contaminación, los investigadores chinos han llegado a un consenso básico sobre los mecanismos de formación y las estrategias de control de la contaminación por ozono. El ozono en la atmósfera cercana a la superficie se genera principalmente mediante una serie de complejas reacciones fotoquímicas, lo que significa que el "ozono malo" no se emite directamente al aire, sino que se transforma a partir de otros contaminantes.
Las dos condiciones principales para la formación de “ozono malo” son: 1) la presencia de contaminantes precursores como NOx y COV; 2) la luz solar intensa (radiación ultravioleta).
1. Emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx)
Los óxidos de nitrógeno (NOx) son compuestos compuestos de nitrógeno y oxígeno, incluyendo tipos comunes como el óxido nítrico (NO), el dióxido de nitrógeno (NO₂) y el óxido nitroso (N₂O). Si bien sus fuentes son diversas, la mayoría de las emisiones son antropogénicas, y se derivan principalmente de la combustión de combustibles fósiles, los procesos industriales y los gases de escape de los vehículos. Las principales industrias y operaciones involucradas incluyen la generación de energía térmica, la producción de cemento, la fabricación de vidrio, la combustión de calderas, los hornos industriales y el transporte.
2. Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV). Los COV, abreviatura de "Compuestos Orgánicos Volátiles", se clasifican en 12 tipos principales: serie del benceno, alcanos, alquenos, hidrocarburos halogenados, alcoholes, cetonas, fenoles, aldehídos, éteres, ésteres, ácidos y aminas. Los COV más comunes incluyen benceno, tolueno, xileno, estireno y triclorometano. En comparación con los NOx, los COV tienen una gama más amplia de fuentes. Las empresas industriales en sectores como la petroquímica, la farmacéutica, la química, la fabricación de muebles, la reparación de automóviles y la impresión son fuentes típicas de emisiones de COV. Además, los COV se emiten desde vehículos de motor, gasolineras, humos de cocina y emisiones de disolventes de los servicios de limpieza en seco.
3. Condiciones de luz. El verano es la temporada alta de contaminación por ozono, que afecta no solo a China, sino también a Europa y América. Durante el verano, la intensa luz solar, las altas temperaturas, la baja nubosidad y la intensa radiación ultravioleta crean las condiciones ideales para la formación de ozono. Esto explica por qué las concentraciones de ozono alcanzan su punto máximo al final de la tarde. Los niveles de ozono suelen aumentar a partir de mayo, alcanzan su máximo en julio y agosto, y disminuyen gradualmente con la llegada del otoño.
¿Cuál es la situación actual de la contaminación por ozono en China?
El Índice de Calidad del Aire (ICA) de China se compone de seis componentes: material particulado fino (PM2.5), material particulado (PM10), ozono (O3), dióxido de azufre (SO2), dióxido de nitrógeno (NO2) y monóxido de carbono (CO). Como contaminante atmosférico convencional, el ozono se diferencia del SO2 y el NOx (cuyos olores penetrantes son detectables) o del PM2.5, que causa contaminación por neblina, ya que no es ni "olible" ni "visible". Al final del XII Plan Quinquenal, China había establecido una red nacional de monitoreo de la calidad del aire ambiental para rastrear datos de ozono en tiempo real en estaciones de monitoreo. Además, de acuerdo con la Especificación Técnica para la Evaluación de la Calidad del Aire Ambiental (Prueba) (HJ 663—2013), China emplea el percentil 90 de la concentración diaria promedio móvil de ozono de 8 horas (MDA8-90) para la evaluación anual del ozono.
En mayo de este año, el Ministerio de Ecología y Medio Ambiente de China publicó el "Boletín sobre el Estado del Medio Ambiente Ecológico de China 2022". Según el boletín, en 2022, la concentración del percentil 90 del promedio diario máximo de ocho horas de O₃ en 339 ciudades osciló entre 90 y 194 microgramos por metro cúbico, con un promedio de 145 microgramos por metro cúbico, lo que representa un aumento del 5,8 % en comparación con 2021. Desde una perspectiva de distribución espacial, las concentraciones de ozono en las regiones costeras del sureste fueron a menudo superiores a las del interior.
A pesar de los importantes desafíos que enfrenta actualmente el control de la contaminación por ozono en China, el gobierno ha implementado una serie de medidas clave en los últimos años, incluyendo la formulación y publicación del Plan de Acción para la Prevención y el Control de la Contaminación por Ozono, para seguir mejorando la calidad del aire y proteger la salud pública. Con el esfuerzo colectivo, confiamos en que superaremos los efectos nocivos del ozono, respiraremos un aire más limpio y disfrutaremos de una vida más plena.
Referencias:
[1] Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences. The controversial ozone [EB/OL]. 2015-03-04. https://www.cas.cn/kx/kpwz/201503/t20150304_4317112.shtml
[2] China Atmospheric Ozone Pollution Prevention and Control Blue Book [S]. China Environmental Science Society Ozone Pollution Control Professional Committee. 2020-10.
[3] Chen CH, Huang JG, Ren ZH, et al. Meteorological conditions of photochemical smog pollution in Lanzhou Xigu Industrial Zone during summer [J]. Journal of Environmental Science, 1986(03):334-342. DOI: 10.13671/j.hjkxxb.1986.03.010.
[4] Ministry of Ecology and Environment of the People’s Republic of China, 2022 China Ecological Environment Status Bulletin [EB/OL]. https://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/zghjzkgb/202305/P020230529570623593284.pdf.
Source: Da Cheng Xiao E