Elena Jiménez Martínez, Universidad de Castilla-La Mancha
La contaminación puede ser letal. Así lo dictaminó la justicia británica en diciembre de 2020 para Ella Kissi-Debrah. Esta niña de 9 años con asma falleció a consecuencia de la prolongada exposición a niveles altos de óxidos de nitrógeno y partículas en suspensión, procedentes del tráfico rodado cercano a donde vivía, un municipio del sur de Londres.
La noticia no debería extrañar cuando la Organización Mundial de la Salud (OMS) achaca cada año a la contaminación atmosférica la muerte prematura de más de cuatro millones de personas en el mundo. Y tampoco es un problema reciente. Ya en el siglo XIII, el Rey Eduardo I de Inglaterra prohibió la quema de carbón tras un episodio grave de contaminación acaecido en Londres. Ahora conocemos mucho mejor las consecuencias.
Nuestra atmósfera está compuesta principalmente por un 78,08 % de nitrógeno (N₂) y un 20,94 % de oxígeno (O₂). Pero existen otras especies denominadas especies traza, como argón, dióxido de carbono (CO₂) y otros gases en mucha menor proporción (<1 %), que desempeñan un papel muy importante en la química de la capa de la atmósfera más cercana a la superficie donde se encuentra el aire que respiramos, la troposfera.
La química de la troposfera es, pues, la que rige los procesos de contaminación que afectan, de forma directa o indirecta, a nuestra salud.
Contaminantes primarios y secundarios
Desde la segunda mitad del S. XVIII, con la Revolución Industrial y el uso masivo de combustibles fósiles, se dispararon los niveles de CO₂ y de otros gases muy perjudiciales para la salud, como los óxidos de azufre (SO₂) y los óxidos de nitrógeno (NOx = NO y NO₂).
Todos hemos oído hablar de los efectos de la contaminación atmosférica a escala global. El calentamiento global de la atmósfera y de los océanos se debe al aumento progresivo de la concentración de CO₂. La reducción de la capa de ozono (O₃) estratosférico aumenta la cantidad de radiación ultravioleta B, causando daños en el ADN de las células de la piel y provocando cáncer.
Por su cercanía a la superficie terrestre, a la troposfera se emiten, tanto de forma natural como debido a la actividad humana, gran cantidad de gases contaminantes. En presencia de elevadas concentraciones de óxidos de nitrógeno y luz solar, estos compuestos producen contaminación atmosférica a escala local (rural o urbana). Es el denominado smog fotoquímico: la degradación atmosférica de esos contaminantes primarios genera otros como ozono, formaldehído o partículas en suspensión.
El efecto de la contaminación del aire también se puede sufrir a cientos de kilómetros de la fuente de emisión o formación de contaminantes secundarios como el ozono (contaminación a escala regional) debido al transporte atmosférico de los contaminantes por los vientos.
Efectos en la salud
Los efectos sobre nuestra salud de la contaminación del aire son adversos y diferentes dependiendo del tipo de contaminante, de su concentración, del tiempo de exposición y de las características individuales de la persona expuesta.
Según la disponibilidad de datos de toxicología y biomarcadores humanos, podemos clasificar a los contaminantes en tres categorías:
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Categoría A. Monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y ozono. La exposición elevada al monóxido de carbono afecta al transporte de oxígeno en sangre, particularmente grave en personas con enfermedades cardiacas. El dióxido de azufre, responsable de la lluvia ácida, agrava enfermedades respiratorias y cardiovasculares. Los óxidos de nitrógeno provocan inflamación del sistema respiratorio y el ozono es un potente oxidante, cuya mayor o menor presencia define la calidad del aire.
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Categoría B. Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) –emitidos por la quema de biomasa y el tráfico rodado–, compuestos volátiles como el formaldehído y el benzeno. La presencia de contaminantes cancerígenos que inhalan las personas durante largos periodos de tiempo suscita mucha preocupación en las zonas urbanas, principalmente de Europa central y oriental, por su alta concentración. El formaldehído preocupa cuando se acumula en interiores, ya que también es cancerígeno. También el benzeno, si existen exposiciones prolongadas.
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Categoría C. Biológicos (moho, polen…) y partículas finas y ultrafinas en suspensión. La principal fuente de emisión a la atmósfera son la combustión de los motores, la calefacción doméstica o la quema de biomasa. La peligrosidad de las partículas en suspensión es inversamente proporcional a su tamaño. Cuanto más pequeñas son, más en profundidad pueden penetrar en nuestras vías respiratorias, llegando hasta los bronquios, los alvéolos y el torrente sanguíneo causando asma, bronquitis crónica y, posiblemente, cáncer de pulmón. Otras partículas ultrafinas, denominadas aerosoles orgánicos secundarios, se forman in situ en la atmósfera como consecuencia de reacciones fotoquímicas.
Estudiando los contaminantes
En el Grupo de investigación Química Atmosférica, Calidad del Aire y Fotoquímica del Departamento de Química Física de la Universidad de Castilla-La Mancha estudiamos los procesos de degradación atmosférica de contaminantes y sus mecanismos de formación.
Es importante conocer cómo reaccionan los contaminantes para evaluar su impacto atmosférico a través de la formación de contaminantes secundarios y si estos pueden contribuir a aumentar las concentraciones atmosféricas que afectan a la salud.
La regulación de los niveles de exposición a contaminantes atmosféricos debido a sus efectos adversos sobre la salud ha sido objeto de diversas directrices europeas, nacionales y a nivel mundial por parte de la OMS.
La reducción de los actuales límites de concentración para algunos de los contaminantes anteriores y otros a los que podemos estar expuestos es indispensable para garantizar la salud pública. Simplemente, para poder respirar aire limpio.
Elena Jiménez Martínez, Catedrática de Química Física, Universidad de Castilla-La Mancha
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