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Examen de Contaminación Atmosférica
1. Explique las siguientes cuestiones (3 puntos):
a) Diferencia entre reacciones de fotodisociación y de fotoionización b) ¿Por qué a la superficie terrestre llega radiación solar que corresponde en su mayor parte sólo a la zona del espectro visible? c) ¿Cuáles son los contaminantes primarios mayoritarios del aire? d) ¿Qué es un contaminante secundario y cómo se forma? e) ¿Cuáles son las principales fuentes de contaminación antropogénica? f) ¿Cuáles son los principales procesos que ocasionan la aparición de los contaminantes primarios en la atmósfera? g) Diferencia entre valor de emisión y valor de inmisión de un contaminante h) ¿Qué es un ciclo catalítico? i) ¿Cuáles son los principales gases que producen el efecto invernadero antropogénico? j) ¿Sobre qué materiales actúa la llamada “lluvia ácida”?
2. Respecto a las proposiciones indicadas a continuación, indicar si son verdaderas (V) o falsas (F) y en este último caso indicad porqué lo son: (1.5 puntos) a) La lluvia ácida es un proceso contaminante local que afecta solo a las regiones donde los altos valores de irradiancia solar producen reacciones fotoquímicas intensas dando lugar a la aparición de especies químicas como el ozono y los nitratos de peroxiacilo y peroxibencilo que afectan a la salud humana. b) El ozono estratosférico se destruye, entre otros procesos, por la acción catalítica de átomos de cloro especialmente en las latitudes medias donde se producen CFCs que son muy inestables y la alta irradiancia solar hace posible la separación de los átomos de cloro de las moléculas de las que forman parte. c) Una concentración de SO 2 (M = 64 g mol -1^ ) en el aire de 2000 ppm significa que hay 2000 pg de SO 2 por m^3 de aire. d) Los gases de efecto invernadero son especies que absorben radiación en la zona del ultravioleta, donde la alta energía de las radiaciones provoca un calentamiento de la atmósfera. e) Concentraciones iguales de contaminantes distintos causan los mismos efectos medioambientales.
Examen de Contaminación Atmosférica
3. Analizando las siguientes frases, indicar si son verdaderas (V) o falsas (F) y en este último caso indicad porqué son falsas: (1.5 punto) a. La reacción inicial de formación del radical hidroxilo en la atmósfera es la ruptura de la molécula de agua por la luz del sol (fotolisis) a longitudes de onda menores de 310 nm b. Otras fuentes de radical hidroxilo son la (^) ffoottóólliissiiss del ácido nitroso y del peróxido de hidrógeno c. El radical hidroxilo presenta una fuerte tendencia a captar un átomo de hidrógeno de los compuestos orgánicos para formar agua d. El principal gas que reacciona con el radical hidroxilo es el ozono e. La concentración de radical hidroxilo es máxima durante las horas nocturnas donde domina a la química del nitrato
Problema 1 (2 puntos)
Desde una chimenea de 20 m de altura y 2 m de diámetro se libera a la atmósfera un gas con una velocidad de salida de 4 m s -1^ y a una tasa de emisión de gas de 20 kg s -^. La tasa de emisión de calor en la chimenea, Qh , es de 300 kJ s-1^. La velocidad del viento a la altura efectiva de la chimenea es de 8 m s -1^ y la estabilidad atmosférica corresponde a la categoría E. La concentración máxima permitida por la legislación de este gas en la atmósfera es de 250 ppm. Sin considerar la reflexión en el suelo,
a) Calcular la altura efectiva de la chimenea.
b) Calcular los coeficientes de dispersión, σy y σz , a 0.5 km de la chimenea en la dirección del viento suponiendo un factor de rugosidad z 0 = 3.
c) ¿Supera la concentración de este gas a 500 m de la chimenea en la dirección del viento y en la línea central de suelo (y = 0; z = 0) el valor permitido por la legislación? Datos: La masa molecular del gas es 30 g mol-^.
Problema 2 (1 punto)
Realizamos medidas cada 10 s con un sonómetro del ruido que hace un ventilador y obtenemos los siguientes valores:
Tiempo (s) 10 20 30 40 LP (dBA) 55 50 58 60
a) Calcular el nivel continuo equivalente A. b) Si colocamos tres ventiladores en la sala ¿Cuál sería el nivel sonoro conjunto?
Examen de Contaminación Atmosférica
Fórmulas y tablas
NA = 6.022 10 23 mol -1^ # R = 8.31451 J K-1^ mol-1^ = 0.082 atm L mol-1^ K-
x x^ x^ x^ x^ x x aire aire x aire
c m^ = V^ PM^ V^ M P V V R T V R T
= ρ = ρ
(^) x 3 x x x
aire
c g^ m = c (ppmv) M 40. m V
⎛ μ ⎞ (^) = ⎜⎝ ⎟⎠
4 x 3 x x c g = c (%V) M 40.9 10 m
⎛ μ ⎞ ⎜⎝ ⎟⎠ #^
4 c (ppmv) = c (%V) 10x x
I = I exp( b C 0 − Δx) # p
= - dT = g dz c
γ
e
dc (^0) c b q L dt u H
⎜⎝ ⎟⎠ #^ (^ )^
u (^) t dc (^0) c(t) ce b ce e L dt
⎛ ⎞^ −
⎜ ≠^ ⎟ ⇒^ =^ +^ −
(^) i i
i
c = ∑c f
s h s
h = V d 1.5 + 0.0096 Q u V d
Δ ⎛^ ⎞
# Qh = Q cp ( Ts − Ta)
2 y y
2 x D u
σ ≡ # (^2) z^ 2 x Dz u
σ ≡ # σy = a xp^ # σz = b xq
(^2 ) 2 2 y z y z
C x, y, z = Q^ exp -^1 y z u 2
π σ σ (^) ⎢⎣ (^) ⎝ σ σ ⎠⎥⎦
2 ( )^2
y z 2 y^2 z
Q 1 y z^ - H C x, y, z = exp - 2 u 2
π σ σ (^) ⎢⎣ (^) ⎝ σ σ ⎠⎥⎦
2 ( ) 2 ( )^2
y z 2 y^2 z^2 z
Q y - z^ - H^ - z^ + H C x, y, z = exp - exp exp 2 u 2 2 2
⎛ ⎞^ ⎡^ ⎛^ ⎞^ ⎛^ ⎞⎤
⎜⎜ ⎟⎟ ⎢^ ⎜⎜^ ⎟⎟^ + ⎜⎜^ ⎟⎟⎥
π σ σ (^) ⎝ σ (^) ⎠ ⎢⎣ (^) ⎝ σ (^) ⎠ ⎝ σ ⎠⎥⎦
12 LI 10 * log I 10 −
= ⎡^ ⎤
1 22 2 12
I r I r
= # I = I 0 exp(- β x) # atraviesa incidente
I
I
τ =
L i 10 i eq i
T 10
L 10log T
= ⎢^ ⎥
N LI^ i 10 i = 1
LI(suma) 10 log 10
⎛⎜ ⎞⎟ ⎝ ⎠
= ⎜^ ⎟
0
D = 100* E^ = 100* E
E 1.
medida referencia
medida
E E t t
= # LeqA -85 [ ]
3
T = 480 minutos 2
⎛⎜⎜ ⎞⎟⎟ ⎝ ⎠
LeqA,T = 10log E - 10log T + 94 [ dBA]
L 10 d Le 105 L n 1010 den L =10*log 1 12 * 10 4 * 10 8 * 10 24
⎡ ⎛ +^ + ⎞⎤
⎢ ⎜ +^ + ⎟⎥
Examen de Contaminación Atmosférica
Día Viento de superficie(m s-1 (^) ) Radiación solar (W m -2 (^) ) Noche*
(a 10 m de altura) Fuerte>580 Moderada 290 - 580 Débil <290 Nubes 4/8^ ≥ Nubes< 3/ 0-2 A A-B B E F 2-3 A-B B C E F 3-5 B B-C C D E 5-6 C C-D D D D ≥ 6 C D D D D
Clase de Valor del índice Estabilidad (^) a p b q A 0.527 0.865 0.28 0. B 0.371 0.866 0.23 0. C 0.209 0.897 0.22 0. D 0.128 0.905 0.20 0. E 0.098 0.902 0.15 0. F 0.065 0.902 0.12 0.
z 0 = 0.03 m z 0 = 0.10 m z 0 = 0.30 m z 0 = 1.00 m z 0 = 3.00 m b’ q b’ q b’ q b’ q b’ q A 0.193 0.932 0.28 0.90 0.383 0.873 0.550 0.842 0.760 0. B 0.160 0.891 0.23 0.85 0.317 0.822 0.455 0.792 0.631 0. C 0.155 0.830 0.22 0.80 0.308 0.771 0.441 0.740 0.612 0. D 0.139 0.791 0.20 0.76 0.276 0.732 0.395 0.701 0.548 0. E 0.104 0.761 0.15 0.73 0.207 0.702 0.296 0.671 0.411 0. F 0.083 0.701 0.12 0.67 0.164 0.642 0.236 0.611 0.327 0.
Categorías de estabilidad Factor de corrección de^ Δh A, B 1. C 1. D 1. E, F 0.
