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Timestamp: 2017-05-29 21:21:21+00:00

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INDICE INTRODUCCIÓN.............................................................................................3 PREÁMBULO..................................................................................................4 DIÓXIDO DE AZUFRE..................................................................................12 NORMAS AMBIENTALES Y EL DIÓXIDO DE AZUFRE...............................24 EL EFECTO DEL DIÓXIDO DE AZUFRE SOBRE LA VEGETACIÓN............28 CONCLUSIONES...........................................................................................68 BIBLIOGRAFIA.............................................................................................70 ANEXOS........................................................................................................71
INTRODUCCIÓN Los efectos del dióxido de azufre sobre los vegetales, son necesarios para la realización de una adecuada formulación de una norma secundaria para la emisión de dióxido de azufre. Por lo tanto, es por eso que este trabajo tiene como objetivo principal la investigación y descripción de los efectos, tanto positivos como negativos, del dióxido de azufre sobre las plantas. En este trabajo se parte realizando un preámbulo introductorio del dióxido de azufre; en la sección 1 se describen las principales características y
propiedades del dióxido de azufre; en la sección 2 se muestran lo que son las normas ambientales y las vigentes en Chile para el SO 2 ; en la sección 3 se describen los efectos que provoca sobre los vegetales el SO 2 considerando varias características ambientales en su análisis.
PREÁMBULO Las emisiones de SO 2 se suelen separar según su origen en antrópicas y naturales. Entre las primeras se encuentran aquellas asociadas a la quema de combustibles fósiles, biomasa y a la fundición de metales. De las emisiones naturales de azufre, las principales corresponden a las emisiones oceánicas de dimetilsulfuro (DMS) y a las emisiones volcánicas de azufre (e.g. Rodhe, 1999). La tabla 1 muestra los rangos de los valores de las emisiones usadas en los trabajos de modelación del ciclo de azufre (Haywood y Boucher y citas allí contenidas, 2000, IPCC, 2001).
EMISIONES GLOBALES Antropogénicas Volcánicas Oceánicas Totales
VALORES (Tg S/ año) 65-92.4 3-14 16-25 91.7-125.5
Tabla 1: Inventario global de emisiones de azufre (Tg s/año). Información obtenida de Ha ywood y Boucher (2000)
Las emisiones antrópicas se pueden agrupar en fuentes móviles o fijas. Dentro de las primeras se encuentra el transporte público y privado ya sea de carga o de pasajeros y, en las segundas, se encuentran las calderas, hornos, centrales termoeléctricas, fundiciones de metales, etc. a excepción de las centrales termoeléctricas y las fundiciones, las fuentes mencionadas están vinculadas a los centros urbanos y, en general, las emisiones de azufre serán mayores mientras más grande y más desarrollada sea la ciudad (e.g. Benkovitz et al, 1996).
Las emisiones naturales representan el 25% de las emisiones totales de azufre a la tropósfera (Graf et al., 1997). Las únicas fuentes de azufre, no biológicas, significativas son las erupciones volcánicas y las fumarolas. De estas,
las emisiones volcánicas son
de una gran variabilidad tanto espacial como
temporal. De los más de 100 volcanes activos que existen en Chile, sólo dos han sido estudiados y reportados en la literatura científica, estos son el Láscar (23.4ºS, 67.7ºW, 5592 m.s.n.m.) y el Lonquimay (38.4ºS, 71.6ºW, 2856 m.s.n.m.). El primero representa una fuente continua con una emisión estimada de 1200 MgS/día mientras que el segundo representa una fuente esporádica con una emisión estimada de 3900 MgS/día (Andres y Kasgnoc, 1998).
Las fuentes biológicas de azufre son las emisiones de DMS asociadas a las algas planctónicas que emiten compuestos sulfurados volátiles principalmente en forma de DMS (e.g., Charlson et al., 1987; Heintzenberg et al. 2003) y las emociones de ácido sulfhídrico (H 2 S) producto de la descomposición de la materia orgánica. Si bien en los últimos 10 a 15 años se han realizado trabajos que han prestado información valiosa en cuanto a producción primaria, respiración planctónica e intercambio de gases entre océano-atmósfera en las costas de Chile, no se han realizado estudios para conocer la taxonomía o metabolismos de tal manera de evaluar la producción y destino del DMS (Scholes et el, 2003).
Las emisiones volcánicas corresponden a fuentes puntuales que inyectan los compuestos de azufre en niveles superiores a la capa límite planetaria (CLP), en tanto que los océanos representan fuentes de área que emiten a nivel del mar. Estas últimas se concentran en áreas biológicamente productivas como zonas de surgencia, mientras que las primeras están distribuidas en torno al planeta entre los límites de las placas de la corteza terrestre (Graf et al., 1997).
Impactos del azufre oxidado Existen diversos estudios que indican los efectos en la salud de las personas de los compuestos oxidados de azufre, así como en la agricultura y también en la atmósfera y el clima. A continuación se presenta en forma resumida algunos de los impactos de estos compuestos. 5
Salud El ser humano está expuesto permanentemente a diversos contaminantes que se encuentran en el aire, tanto en recintos exteriores como interiores, en especial en las ciudades o centros urbanos y en zonas cercanas a centros industriales o procesos relacionados a la minería. No son los contaminantes en sí los que causan enfermedades sino más bien los responsables de ser los irritantes y los que disminuyen la resistencia a los virus y bacterias, agentes causantes de las enfermedades. Se reconoce al azufre como un contaminante capaz de causar daño severo a la salud de las personas, en especial entre los infantes, los ancianos y los asmáticos (CONAMA, 2001). Ante altas concentraciones de SO 2 se pueden producir efectos severos como bronco constricción, bronquitis crónica, bronco espasmos en asmáticos, etc.. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), exposiciones de la población a una media diaria mayor a 500 µg/m3 produce un exceso de mortalidad, en tanto que para exposiciones entre 500 µg/m 3 y 250 µg/m 3 se observa un aumento de las enfermedades respiratorias agudas. Por último, para exposiciones de la población a una media anual mayor de 100 µg/m3 se produce un aumento de los síntomas o enfermedades respiratorias (WHO, 1999).
En Chile la legislación ambiental contempla Normas Primarias y Secundarias. Las primeras se refieren a la protección de la salud de las personas y tienen validez para todo el país mientras que las Normas Secundarias se refieren a la protección del “medio ambiente o naturaleza” y tienen validez para las zonas para las que las decretan. En la tabla 2 se muestran los valores actualmente vigentes para el dióxido de azufre (SO 2 ) (CONAMA, web
www.conama.cl). Cabe mencionar que la diferencia entre la zona norte y sur del país esta dada por la diferencia entre las vegetaciones y el carácter de la norma secundaria. El límite de estas zonas corresponde a una línea imaginaria que va desde la cordillera hasta la costa partiendo de la fundición de Caletones de
CODELCO al interior de Rancagua y siguiendo luego el límite regional entre la región Metropolitana y la VI región.
Valor (µg/m 3 ) Media Anual Promedio 24 horas 80 250 80 365 1000 60 260 700
Secundaria Zona Norte
Media Anual Promedio 24 horas Máximo horario Media Anual Zona Sur Promedio 24 horas Máximo Horario
Tabla 2: Normas de Calidad de Aire Primarias y Secundarias para Azufre según lo establecido en la legislación ambie ntal vigente.
Vegetación y agricultura Los efectos de los contaminantes sobre la vegetación y la agricultura dependen de una serie de factores, entre ellos el tiempo de exposición y características morfológicas de las plantas, tales como el tamaño de la hoja, el índice del área foliar y la cobertura. Se estima que en la zona central de Chile las concentraciones existentes de SO 2 podrían provocar daños en los cultivos e
incluso ocasionar pérdidas en la productividad (García-Huidobro et al, 2001). Además, sin perjuicio de la legislación chilena vigente, hay evidencia que indica que se detecta la aparición de efectos crónicos en la vegetación para una exposición a una media anual de 30 µg/m 3 (Sanders et al, 1995), cuestión que hace pertinente estimar la extensión de las zonas sometidas a tales niveles. Esto también puede ser de interés en la zonas agrícolas del Norte Grande, por ejemplo en el Valle del Río Copiapó o el Valle del Río Huayco.
Balance radiativo Los aerosoles introducen un forza miento en el balance de energía del planeta a través de mecanismos conocidos como el efecto directo, semidirecto e indirecto (e.g., Haywood y Boucher, 2000; Lohman et al., 2001). Forzamiento radiativo en el sistema superficie-tropósfera del sistema climático, según el informe científico del Cambio Climático del IPCC (IPCC, 2001), se define como el cambio, producto de la perturbación o introducción de un agente, en la irradianza neta (solar más onda larga, en W/m2 , hacia abajo menos hacia arriba) después de permitir el ajuste de la temperatura estratosférica a su equilibrio radiativo pero manteniendo el estado y la temperatura de la tropósfera y superficie en sus valores no perturbados. Esta definición esta basada en estudios que consideraban una relación lineal entre el forzamiento radiativo global en el tope de la tropósfera y el ajuste en la temperatura superficial media del planeta. Sin embargo, trabajos recientes indican que la respuesta climática a gases de efecto invernadero puede ser sensible a la altura, latitud y el tipo de forzamiento (Brasseur et al., 2003). •
Efecto directo: Este efecto se refiere a la porción de la radiación solar incidente que es absorbida o dispersada por los aerosoles. El efecto directo depende, entre otros, de la composición de los aerosoles, su estado de mezcla en la atmósfera, su capacidad de absorción y dispersión de luz, su respuesta a variaciones en la humedad y a loas ciclos biogeoquímicos de las distintas especies que componen los aerosoles.
Efecto semidirecto: Se refiere al efecto del hollín o carbón elemental que tiene la propiedad de absorber la energía solar calentando así la atmósfera y reduciendo la energía solar en la superficie, con la consiguiente tendencia a aumentar la estabilidad estática de la atmósfera y por lo tanto suprimir la convección y formación de nubes. Los aerosoles sulfatos no presentan este efecto (Lhomann et al 2001, Ramanathan et al 2001).
Efecto indirecto: Este afecta el balance radiativo de dos maneras distintas. La primera de ellas es por medio del aumento del número de núcleos de condensación por una mayor concentración de aerosoles, produciendo un aumento en la concentración de gotas de nube y, para un contenido de agua constante, disminuye el radio de las gotas, este efecto se conoce como “albedo de nube” o primer efecto indirecto. La segunda hace referencia al hecho que al disminuir el radio de las gotas de nube disminuye la eficiencia de precipitación de tal manera que aumenta el contenido de vapor de la nube, la duración de la nube y el espesor de esta. Este efecto se conoce como “tiempo de vida de la nube” o segundo efecto indirecto. El ciclo hidrológico no sólo se ve afectado por este segundo efecto indirecto, sino también por la disminución de la energía solar en la superficie. Ramanathan et al (2001 y citas allí contenidas) sostienen que gran parte de la disminución de energía en la superficie puede ser compensada (en promedios globales anuales) por una disminución en la evaporación y por lo tanto una disminución en la precipitación. Esto último se aprecia en estudios con modelos numéricos de circulación de océano-atmósfera acoplados (Ramanathan et al., 2001).
Si bien es sabido que los aerosoles troposféricos ejercen, mayoritariamente, un efecto de enfriamiento por su forzamiento en el balance radiativo (e.g., Haywood y Boucher, 2000) no hay acuerdo en torno a la magnitud de este fenómeno (e.g., IPCC, 2001). Según el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), el rango del forzamiento directo para aerosoles de sulfato es de -0.2 a -8.8 W m -2 , con la mejor estimación en -0.4 W m -2 (IPCC, 1995; IPCC, 2001). El nivel de confianza subjetivo asignado a esta estimación es bajo. Para el reforzamiento indirecto, producido por la variación en las propiedades ópticas de las nubes, el rango sugerido es de 0 a -1.5 W m-2 y no hay mejor estimación para este reforzamiento (IPCC, 1995; IPCC, 2001). El nivel de confianza para el efecto indirecto se clasificó como muy bajo. A diferencia de los gases invernaderos, los aerosoles antrópicos tienen un tiempo de residencia 9
corto, alrededor de unos pocos días (e.g., Charlson et al., 1992). Esto hace que su forzamiento tenga una distribución espacial y temporal no uniforme y que su efecto se concentre en torno a las fuentes de emisión. En cambio, el forzamiento de gases de efecto invernadero (GEI) que, típicamente presentan tiempos de recambio de años, décadas y centurias, es de alcance global (Heitzenberg et al., 2003). Más aún, el efecto de forzamiento radiativo asociado a los GEI se demora décadas en provocar cambios climáticos, en tanto que los aerosoles tienen un efecto más inmediato (Heitzenberg et al., 2003).
Impactos globales del azufre oxidado Dado que aproximadamente el 90% de las emisiones industriales de azufre oxidado provienen del Hemisferio Norte (HN), la mayor perturbación del balance radiativo se encuentra en ese hemisferio (Charlson et al, 1992). En tanto que en el Hemisferio Sur (HS), las emisiones naturales provenientes, principalmente, de las emisiones oceánicas de DMS, son mayores que las antrópicas (e.g., Rodhe et al, 1995). Según estimaciones de inicios de la década del 90, el contenido del azufre en la atmósfera en el HN ha aumentado de 190 a 530 GgS desde comienzos de la era industrial, en cambio en el HS el aumento ha sido solo de 160 a 230 GgS (Langner et al., 1992).
Haywood y Boucher (2000) revelan que la razón HN/HS en el promedio anual de forza miento radiativo varía entre 2.0 y 8.7. Así mismo muestran que el forzamiento radiativo es entre 1.3 y 3.4 veces mayor sobre los continentes que sobre los océanos. El patrón espacial del promedio anual del forzamiento radiativo directo se puede apreciar en la figura, donde se puede observar que los mayores forzamientos se encuentran en el HN y principalmente sobre América del Norte, el sudeste de Europa y el este de Asia. En el HS se aprecian dos regiones de máximo forzamiento: uno en la costa oeste de África y otro en la costa occidental de Sudamérica, en la zona correspondiente al norte de Chile y sur de Perú. Esto revela el impacto de las fuentes mineras en el norte de Chile y el sur del Perú y en África del sur. 10
La deposición ácida de SO x (SO 2 y sulfato) y otros compuestos acidulantes ha sido abordada en diversos estudios (e.g. Rodhe et al., 2002). Se sabe de sus efectos en ecosistemas terrestres sensibles en Europa, América del Norte y China en tanto en el resto del mundo sus efectos son menos conocidos. Simulaciones de este fenómeno muestran máximos niveles de acidez en las precipitaciones en extensas regiones ubicadas en el este de América del Norte, Europa y el este de Asia, también se encuentran regiones con niveles altos de acidez en California, África del Sur y a lo largo de la costa oeste de América del Sur (Rodhe et al., 2002). Estos autores postulan las fundiciones de cobre en el norte de Chile como las responsables de los altos niveles de acidez simulados en la región.
1.-DIÓXIDO DE AZUFRE (SO 2 )
1.1 Denominaciones N°CAS: 7446-09-5. Nombre registrado: Dióxido de azufre. Nombre químico: Dióxido de azufre. Sinónimos o nombres comerciales: óxido de azufre(IV), dióxido de azufre, anhídrido sulfuroso, ácido sulfuroso. Nombre químico (alemán): Schwefeldioxid. Nombre químico (francés): Dioxide de sulfure. Nombre químico (inglés): Sulphur dioxide. Aspecto general: Gas incoloro, no inflamable, penetrante, con olor a azufre en combustión; en dilución, tiene olor a vinagre.
1.2 Datos Físico-Químicos Básicos Fórmula empírica: SO 2. Masa molecular relativa: 64,06 g. Densidad: 1,46 g/cm3 a -10°C (líquido); 2,93 g/l a 20°C (gas). Densidad relativa del gas: 2,26. Punto de ebullición: -10°C. Punto de fusión: -75,5°C. Presión de vapor: 331 kPa a 20°C. 4,62 kPa a 30°C. 842 kPa a 50°C. Umbral de olor: 0,3-1 ppm (en el aire). Solvólisis: En agua: 112,7 g/l a 20°C (1013 mbar). 228,3 g/l a 0°C (1013 mbar). Se disuelve fácilmente en alcohol, benceno, acetona, tetracloruro de carbono; totalmente miscible con éter, disulfuro de carbono, cloroformo y glicol.
1.3 Procedencia y Aplicaciones Aplicaciones: El dióxido de azufre se utiliza para fines muy diversos, por ejemplo, como agente reductor en metalurgia, como frigorífero en la industria del frío; como desinfectante y blanqueador, para la conservación de sustancias alimenticias; como decolorante y fumigante. El dióxido de azufre es uno de los compuestos más importantes de la industria química. El 98% del SO 2 técnico se utiliza para la producción de trióxido de azufre como precursor del ácido sulfúrico.
Procedencia: El dióxido de azufre se emite espontáneamente en la Naturaleza por vulcanismo y procesos de combustión, que corresponden a aproximadamente el 20% del total del dióxido de azufre presente en la atmósfera.
El impacto ambiental generado por el ser humano proviene en primera línea de la producción energética y térmica, derivado del consumo y quema de combustibles fósiles sulfurosos (carbón, petróleo, gas natural, etc.) en usinas eléctricas e instalaciones de calefacción a distancia, en la industria, en el hogar y en el tránsito vehicular. Los combustibles líquidos y gaseosos, no presentan los mismos problemas de emisión de SO 2, que el carbón, pues la mayor parte del azufre nocivo se elimina durante el procesamiento del gas natural y durante el refino del petróleo. De ahí, que los vehículos, con sus carburantes de petróleo refinado, no constituya una fuente grave de contaminación de SO 2 . La tecnología disponible para la eliminación del azufre depende del estado gaseoso o líquido del carburante, y no es fácilmente transferible a los sólidos.
El producto técnico se obtiene a partir del azufre elemental, de la pirita, menas de sulfuro de metales no ferrosos, del yeso, la anhidrita y de los gases fumantes. La mayor parte de las gangas sulfurosas se concentran y luego se tuestan en presencia de aire, con el fin de convertir los sulfuros en óxidos, que se reducen con mayor facilidad. Algunas reacciones típicas de esta categoría son:
2ZnS + 3O2 2CU2S + 3O2
→ 2ZnO + 2SO2
2Cu2O + 2SO2
Cantidades producidas: Excluyendo la producción del azufre elemental y de piritas, en 1000 t de azufre. A nivel mundial URSS EEUU Japón 5.820 1.700 1.380 1.370
Producción a partir de piritas, en 1.000 t de azufre (1975) 11.000
A nivel mundial -
Producción a partir de yacimientos metalíferos y azufre, en 1.000 t de azufre (1992) 20.000
Cantidades emitidas (estimadas): Las emisiones naturales a nivel mundial se estimaron en 750 x 10 6 toneladas. De ellas, las emisiones generadas por acción antrópica se elevaron a 100 x 10 6 toneladas.
1.4 Toxicidad en seres humanos. La toxicidad del dióxido de azufre en los seres humanos, es posible resumirla en las tablas 3 y 4.
25 µg/m3 (promedio anual) 225 µg/m3 (promedio anual) 200 µg/m3 (máx. diario, 30 min) 200 µg/m3 (valores de 24h) 1,3 mg/m3 (40 min) 53,3 mg/m3 (10-30 min) 133,2 mg/m3 (60 min) Creciente frecuencia de afecciones de las vías respiratorias profundas (UNECE, 1984) Creciente frecuencia de síntomas respiratorios; disminución de la función pulmonar en niños de 5 años (UN-ECE, 1984) signif icativo incremento de casos de falso Krupp en niños (AFRL, 1987) aumento de la mortalidad entre personas mayores (AFRL, 1987) Estenosis de las vías respiratorias en asmáticos (AFRL, 1987) Fuertes irritaciones, muy desagradables(DFG, 1988) intensa irritación de las mucosas, neumorragia y edema pulmo nar, espasmo de glotis con riesgo de asfixia (DFG, 1988)
Tabla N° 3: Toxicidad del dióxido de azufre en los seres humanos.
Concentración (µg/m3 ) 400 - 900 garganta y silbidos en el pecho) en personas con asma. Incremento de los trastornos respiratorios en personas con asma y posible 500 - 1700 agravamiento de las personas con enfer medades pulmonares y cardíacas. Incremento signif icativo de los trastornos respiratorios en personas con 1700 - 2300 asma y agravamiento de las personas con enfermedades pulmonares y cardíacas. Trastornos respiratorios severos en personas con asma y riesgo serio de 2300 - 2900 agravamiento de las personas con enfermedades pulmonares y cardíacas. Cambios en la función pulmonar y trastornos respiratorios en ind ividuos > 2900 sanos. Efecto observado Posible incremento de los trastornos respiratorios (tos, irritación de la
Tabla N°4: Efectos en la salud humana por exposición a dióxido de azufre en 24 horas La toxicidad para vegetales se detalla más adelante.
1.5 Efectos característicos:
Seres humanos: El SO2 es higroscópico, es decir, cuando está en la atmósfera reacciona con la humedad y forma aerosoles de ácido sulfúrico y sulfuroso que luego forman parte de la llamada lluvia ácida. La intensidad de formación de aerosoles y el período de permanencia de ellos en la atmósfera depende de las condiciones meteorológicas reinantes y de la cantidad de impurezas catalíticas (sustancias que aceleran los procesos) presentes en el aire. Los efectos pueden aparecer de forma no inmediata. Se recomienda vigilancia médica. Entre los efectos que puede causar en la salud de los seres humanos, destaca:
Opacamiento de la córnea (queratitis). Dificultad para respirar. Inflamación de las vías respiratorias. Irritación ocular por formación de ácido sulfuroso sobre las mucosas húmedas.
Alteraciones psíquicas. Edema pulmonar. Bronquitis Paro cardíaco. Colapso circulatorio. La evaporación rápida del líquido puede producir congelación. La sustancia puede causar efectos en el tracto respiratorio, dando lugar a reacciones asmáticas, espasmos reflejos, parada respiratoria.
Plantas: Lesiones visibles de las partes aéreas de la planta por acción directa. El SO 2 ingresa a las hojas a través de los estomas y, al afectar el mecanismo de apertura de los poros, perturba los aspectos fisiológicos y bioquímicos de la fotosíntesis, la respiración y la transpiración de las plantas; también se producen lesiones indirectas, especialmente por acidificación del suelo (lesiones de la micorriza) y alteración del crecimiento. Lesiona las células epidérmicas. Exposiciones agudas a altas concentraciones de dióxido de azufre pueden producir daños en forma de necrosis foliar y clorosis de la hoja. Las exposiciones
crónicas a bajas dosis producen una disminución del crecimiento de la planta y un aumento de la senescencia.
Rocas de las construcciones monumentales: La actuación específica, se puede resumir en:
Formación de costras de sulfín: el ácido sulfuroso formado a partir de la reacción del agua con el dióxido de azufre, se oxida bajo la presencia del oxígeno atmosférico, dando lugar al ácido sulfúrico que ataca
especialmente a las rocas calizas. Al reaccionar este ácido sulfúrico con el carbonato de calcio bajo la presencia de agua ocasiona sulfato cálcico hidratado y tras la evaporación del agua se forma una costra de sulfín. Estas agresiones se agravan en las zonas costeras donde el sulfato cálcico formado reacciona con el cloruro sódico del agua salada y se forma sulfato sódico, compuesto altamente corrosivo.
Biodeterioro: es la degradación física y química de la roca provocada por los organismos vivos. Los líquenes, hongos y musgos, retienen humedad, favorecen la colonización y producen ácidos que modifican el color de la roca. Las sulfobacterias, unas de las bacterias más dañinas, transforman compuestos silicatados en ácidos y oxidan el azufre a sulfato
contribuyendo así a la erosión de las rocas.
1.6 Comportamiento en el Medio Ambiente Agua: El dióxido de azufre ingresa a los cuerpos de agua superficiales y subterráneos por deposición seca y mojada. La solución acuosa reacciona como un ácido fuerte.
Aire: El SO 2 es higroscópico en la atmósfera y forma aerosoles de ácido sulfúrico y sulfuroso que luego forman parte de la lluvia ácida. La intensidad de formación de aerosoles y el período de permanencia de los aerosoles en la atmósfera dependen de las condiciones meteorológicas reinantes y de la cantidad 17
de impurezas catalíticas presentes en el aire. El tiempo medio de permanencia en la atmósfera asciende a unos 3-5 días.
Suelo: Las inmisiones húmedas y secas provenientes de la atmósfera constituyen las fuentes más importantes de acumulación del azufre en el suelo. Las partículas secas consisten principalmente en (NH 4 ) 2 SO 4 , (NH 4 ) 3 H(SO 4 ) 2 , CaSO 4 y MgSO 4 con un pequeño porcentaje de compuestos de azufre orgánico. El SO 2 y los productos de su transformación son los principales responsables de la acidificación de los suelos, especialmente cuando los sistemas de amortiguación del suelo no pueden neutralizar a los ácidos que ingresan por deposición directa o por transformación de los sulfatos sólidos. Los daños que se originan no dependen específicamente de la sustancia. Casi todas las reacciones en el suelo dependen del pH: tanto la desorción de muchas sustancias que producen efectos adversos como el deslavado por percolación de los nutrientes aumentan a medida que se va incrementando el grado de acidificación de los suelos.
Degradación, productos de la descomposición, tiempo de vida media: el SO 2 se oxida rápidamente y es muy reactivo. El ácido sulfúrico y el ácido sulfuroso son los productos de las reacciones más importantes y más relevantes para el medio ambiente.
Sinergias / antagonismos: debido a la complejidad de los factores y vías de impacto involucradas, no es posible indicar datos cuantitativos para las condiciones naturales. No obstante, se tiene la certeza que el impacto del SO 2 aumenta en forma más que aditiva cuando actúa en combinación con otros gases nocivos.
1.7 Estándares Ambientales 18
En la siguiente tabla se muestran los valores permitidos para la emisión de Dióxido de Azufre en el aire de algunos países.
País/ organismo Canadá Canadá Canadá Canadá Suiza Suiza Suiza Suiza Checoslov. Checoslov. RFA RFA RFA RFA RFA RFA RDA RDA Dinamarca España CE CE CE CE CE CE CE CE Francia G.Bretaña Valor 0,06 mg/m 3 0,06 mg/m
Fuente DORNIER, 1984
Media anual 24h 1h Media anual 24h 1 mes 2h 24h 30 min 1 año - media aritmética 1 año 30 min
DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 CEA, 1985 LT-Aire, 1986 LT-Aire, 1986 BAUM, 1988 BAUM, 1988 BAUM, 1988 UBA, 1989 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 WEIDNER, 1986 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 CE, 1980 WEIDNER, 1986 WEIDNER, 1986
0,3 mg/m 3 0,9 mg/m 3 0,03 mg/m 0,4 mg/m
0,26 mg/m 0,7 mg/m
0,15 mg/m 0,5 mg/m
0,14 mg/m 0,40 mg/m 1 mg/m
0,3 mg/m 0,1 mg/m
24h 1 año previsto para áreas poco contaminadas 24h 30 min 1 año 1 año
0,05-0,06 mg/m 0,15 mg/m 3 0,5 mg/m
0,14 mg/m
0,065 mg/m
0,1-0,15 mg/m
24h 1 año 1 año > 40 1 año <= 40 1 día invie rno > 60 1 día invie rno <= 60 1 año > 150 1 año <= 150 1 año 1 año
0,04-0,06 mg/m 0,08 mg/m 0,12 mg/m 0,13 mg/m 0,18 mg/m 0,25 mg/m 0,35 mg/m como CE como CE
Grecia Hungría Hungría Hungría Hungría Italia Italia Italia Israel Israel Irlanda Japón Japón Luxemb. Noruega Noruega Noruega P.Bajos P.Bajos P.Bajos P.Bajos P.Bajos P.Bajos Polonia Polonia RFA RFA Polonia Polonia Suecia Suecia Suecia
como CE 1,15 mg/m 1 mg/m
1 año 24h, áreas protegidas 30 min, áreas protegidas 24h, áreas especialmente protegidas 30 min, áreas especialmente protegidas 1 año
WEIDNER, 1986 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 WEIDNER, 1986 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 UBA,1980 WEIDNER, 1986 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 LT-Aire, 1986 DFG, 19 94
0,5 mg/m 3 como CE 0,38 mg/m 0,75 mg/m 0,26 mg/m 0,78 mg/m como CE 0,11 mg/m 3 0,29 mg/m como CE 0,025-0,06 mg/m
24h 30 min 24h 30 min 1 año 24h / 1 año 1h 1 año 1 año 24h 1h 1año 50% del promedio de 24h 1año 95% del promedio de 24h 1año 98% del promedio de 24h 1 año 24h + 2% 24h + 0,3% ; 1d/año
0,2 mg/m (+2%) 0,4 mg/m (+2%) 0,075 mg/m 0,20 mg/m 0,25 mg/m 0,15 mg/m
0,3 mg/m (+2%) 0,5 mg/m
0,075 mg/m
24h, áreas especialmente protegidas. 20 min, áreas especialmente protegida. flujo masivo ≥ 50 g/h
0,25 mg/m 3 500 mg/m 3 5 mg/m
0,35 mg/m 0,9 mg/m
24 h, áreas protegida 20 min, áreas protegida 1 año 1h octubre a marzo
DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984
0,06 mg/m 0,75 mg/m 0,10 mg/m
Suecia Finlandia Finlandia Finlandia URSS URSS TU TU EEUU EEUU EEUU EEUU OMS OMS OMS OMS OMS OMS Yugoslav. Yugoslav.
0,30 mg/m 3 0,04 mg/m 0,25 mg/m 0,7 mg/m
24h 1 año 24h 30 min 24h, zonas urbanas 30 min, zonas urbanas 24h, zonas urbanas 24 h, zonas industriales
DORNIER, 1984 WEIDNER, 1986 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984 ACGIH, 1986
0,5 mg/m 3 0,15 mg/m 0,30 mg/m 2 ppm 5 mg/m 5 ppm 10 mg/m
ACGIH, 1986 ACGIH, 1986 ACGIH, 1986 24h 1 año 10 min 1h 24h 1año 24h 30 min OMS, 1979 OMS, 1979 OMS, 1987 OMS, 1987 OMS, 1987 OMS, 1987 DORNIER, 1984 DORNIER, 1984
0,04-0,06 mg/m 0,5 mg/m
0,35 mg/m
0,125 mg/m 0,05 mg/m 0,15 mg/m 0,5 mg/m
Tabla N°5: valores permitidos para la emisión de Dióxido de Azufre en el aire de algunos países
1.8 El Ciclo del Azufre. El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua. Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H 2 S) y el dióxido de azufre (SO 2 ). Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.
Las bacterias desempeñan un papel crucial en el reciclaje del azufre. Cuando están presentes en el aire, la descomposición de los compuestos del azufre produce sulfato (SO 4 = ). Bajo condiciones anaeróbicas, el ácido sulfúrico y el sulfuro de dimetilo (CH 3 SCH 3 ) son los productos principales. Cuando estos últimos gases llegan a la atmósfera, son oxidados y se convierten en dióxido de azufre. La oxidación posterior del dióxido de azufre y su disolución en el agua de lluvia produce ácido sulfhídrico y sulfatos, formas principalmente bajo las cuales regresa el azufre a los ecosistemas terrestres. El carbón mineral y el petróleo contienen también azufre y su combustión libera bióxido de azufre a la atmósfera.
El azufre puede llegar a la atmósfera como sulfuro de hidrógeno (H 2 S) o dióxido de azufre (SO 2 ), ambos gases provenientes de volcanes activos y por la descomposición de la materia orgánica.
Cuando en la atmósfera se combinan compuestos del azufre con el agua, se forma ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) y al precipitarse lo hace como lluvia ácida.
La siguiente figura representa de una forma sencilla el ciclo del azufre.
Figura N°1: El ciclo del azufre.
2.- Normas Ambientales y el Dióxido de Azufre
Las normas ambientales son disposiciones legales que establecen, por acuerdo entre los distintos sectores de la sociedad, cuales serán los niveles de sustancias contaminantes que serán considerados aceptables y seguros para la salud del ser humano y del medio a mbiente. La normas son herramientas de gestión ambiental, es decir para resolver problemas ambientales.
Existen distintos tipos de normas: las normas primarias de calidad ambiental, las normas secundarias de calidad ambiental, y las normas de emisión.
2.1 Las normas de calidad primaria Tienen como objetivo proteger la salud de la población y se aplican en todo el país por igual, de manera de que todos los chilenos tengan derecho a la misma calidad ambiental. Establecen la cantidad máxima de sustancias
contaminantes cuya presencia en el ambiente pueda constituir un riesgo para la vida o salud de la población. También se indica cómo se medirá y cuándo se considera que la norma ha sido sobrepasada. En el anexo N°1 , se muestran los valores límite para el dióxido de azufre y las partículas en suspensión y los valores guía para el dióxido de azufre y las partículas en suspensión utilizados en España. En el anexo N°2, se presenta la norma chilena de calidad primaria para el dióxido de azufre.
2.2 Las normas secundarias A diferencia de las normas primarias, tienen por objetivo proteger recursos naturales u otros, que pueden ser muy diversos, tales como cultivos, ecosistemas, especies de flora o fauna, monumentos nacionales o sitios con valor
Las normas secundarias establecen cantidades máximas de sustancias cuya presencia en el ambiente puede constituir un riesgo para la protección o conservación del medio ambiente, o la preservación de la naturaleza. Su aplicación puede ser a nivel nacional o a nivel local dependiendo del recurso que se está protegiendo.
2.3 Las normas de emisión Establecen límites a la cantidad de contaminantes emitidos al aire o al agua que pueden producir las instalaciones industriales o fuentes emisoras en general. El objetivo de estas normas puede ser la prevención de la contaminación o de sus efectos, o bien ser un medio para reestablecer los niveles de calidad del aire o del agua cuando estos han sido sobrepasados. Su aplicación puede ser a nivel nacional o a nivel local dependiendo del objetivo de protección que tenga la norma. Estas normas se establecen mediante decreto supremo, el que debe señalar su ámbito territorial de aplicación. Si se tratare de materias que no corresponden a un ministerio determinado, serán mediante decreto del Ministerio Secretaría General de la Presidencia. El respectivo decreto se publica en el Diario Oficial.
2.4 Contenido de una norma ambiental Toda norma primaria de calidad ambiental señala los valores de las concentraciones y períodos máximos y mínimos permisibles de elementos, compuestos, sustancias, derivados químicos o biológicos, energías, radiaciones, vibraciones, ruidos, o combinación de ellos.
Además debe señalar, al menos, los valores críticos que determinen las situaciones de emergencia ambiental; el plazo para su entrada en vigencia y los organismos públicos con competencia para fiscalizar su cumplimiento.
Asimismo, indicar las metodologías de medición y control de la norma, las que corresponden, en caso de existir, a aquellas elaboradas por el Instituto Nacional de Normalización y oficializadas por el Ministerio correspondiente 25
mediante la dictación de un decreto supremo. En caso de no contar con una norma de referencia chilena, se debe especificar la metodología correspondiente.
Esto es aplicable tanto a las normas secundarias de calidad ambiental, como a las normas de emisión.
2.5 ¿Qué sucede cuando se sobrepasa una norma de calidad ambiental o de emisión? El cumplimiento de la norma de calidad primaria se verifica mediante mediciones donde existen asentamientos humanos y en los medios cuyo uso afecte directa o indirectamente la salud de la población. La norma secundaria se verifica en aquellos lugares donde se encuentre el objetivo de protección. El Estado debe velar por que se cumplan las normas, lo que implica que debe encargarse de medir o monitorear la calidad del medio ambiente y de las emisiones y detectar si los valores establecidos como límites son sobrepasados o no. Si se superan los niveles de contaminación establecidos en las normas, entonces debe declararse la zona donde eso esta ocurriendo, como saturada. Cuando una zona está en esta categoría debe efectuarse un plan de
descontaminación, que es un conjunto de acciones y disposiciones a efectuar en un plazo de tiempo, que tienen como fin recuperar los niveles establecidos por las normas de calidad ambiental.
Si los niveles del contaminante en un área están entre el 80% y 100 % del valor de la norma, se dice que es una zona latente y en este caso corresponde realizar un plan de prevención cuyo objetivo es anticipar que se llegue a la superación de la norma. Las normas de emisión deben ser cumplida por los emisores, y en caso de ser superadas el órgano fiscalizador debe exigir su cumplimiento.
2.6 D.S. Nº 185 /91 del Ministerio de Minería En el anexo N°3 , se muestra el D.S N°185, promulgado en el año 1991, para regular las emisiones de las megafuentes en el país. Este instrumento incorporó normas primarias y secundarias para proteger la salud de la población, preservar los ecosistemas y proteger las explotaciones silvoagropecuarias
(artículos 4° y 6°). Entre sus fundamentos, el Decreto estableció lo siguiente: “Que los estudios realizados por el Ministerio de Minería, revelan que más del 90% de las emisiones de anhídrido sulfuroso en el país provienen de instalaciones mineras, existiendo la necesidad de reglamentar la operación de estas fuentes con el propósito de evitar la contaminación del aire”. Con este objetivo, se establecieron las siguientes normas de calidad primaria y secundaria aplicable a la zona norte y central del país: como norma primaria concentración, concentración media aritmética anual de 80 g/Nm3 , concentración media aritmética en 24 horas de 36580 g/Nm 3 , y como norma secundaria, una concentración media en una hora de 100080 g/Nm 3 . Es decir, los objetivos de estas normas eran prevenir los efectos agudos y crónicos de la exposición a dióxido de azufre.
Por otra parte, el Decreto establece un plan de acción operacional para proteger a la población cuando se alcancen niveles de riesgo de exposición al dióxido de azufre.
3.- El efecto del dióxido de azufre sobre la vegetación
El SO 2 es un gas reactivo, rápidamente difundible y bastante soluble en agua (hidrosoluble). Es emitido principalmente por la combustiones o
procesamientos de combustibles fósiles y minerales que contengan azufre. El SO 2 se encuentra en la atmósfera con una variedad de partículas y otros gases, y sufre interacciones físicas y químicas con ellos formando sulfatos y otros productos de transformaciones.
A elevadas concentraciones el SO 2 puede tener efectos adversos sobre la salud humana, vegetación, materiales, economía, confort y bienestar personal. El SO 2 y sus productos de transformación, son el ma yor componente de contaminación relacionado con la deposición ácida y la degradación de la visibilidad.
El daño a la vegetación por el SO 2 genera pérdidas económicas en los cultivos comerciales, daño estético a árboles cultivados, arbustos y otros ornamentales, y reducciones en la productividad, riqueza y diversidad de las especies en ecosistemas naturales los cuales constituyen efectos en el bienestar publico y en las áreas impactadas. Tales efectos están asociados tanto con cortas exposiciones (minutos a horas) y con largas exposiciones (semanas a años) de SO 2.
Los datos disponibles para los efectos de exposiciones de SO 2 por largo tiempo en plantas vasculadas (árboles y arbustos) sugieren la posibilidad de cambio en la riqueza y diversidad de las especies, crecimiento reducido luego de largos periodos y caída prematura de hojas.
Elevadas concentraciones de SO 2 por largo tiempo en presencia de humedad pueden dañar un sin número de materiales como metales expuestos, pinturas, materiales de construcción, papel, cuero y textiles. 28
La respuesta de las plantas a la exposición de SO 2 es un proceso complejo que involucra no sólo la concentración y tiempo de exposición al contaminante, sino que también la composición genética de la planta y los factores ambientales bajo los cuales ocurre dicha exposición.
En una descripción simple, este proceso involucra la entrada de SO 2 a la planta a través de orificios presentes en las hojas llamados estomas, y el contacto dentro de la hoja con las membranas celulares, que luego de una serie de reacciones lleva a la formación de sulfitos y sulfato. La formación de estos compuestos pueden iniciar cambios en los sistemas metabólicos dentro de la planta, los cuales producirán disfunciones fisiológicas. Si ocurren suficientes modificaciones fisiológicas, se perjudica el equilibrio u homeostasis de la planta lo cual lleva a síntomas visibles de daño, que pueden o no manifestarse. Los mecanismos de recuperación de la planta pueden resultar en la recuperación de la homeostasis, sin embargo, de ocurrir nuevamente la exposición antes de la completa regeneración de la planta, ocurrirán mayores daños y la recuperación de la planta será menos probable.
Desde que el sulfato se considera mucho menos tóxico que el sulfito y bisulfito, se cree que los efectos tóxicos ocurren cuando la tasa de acumulación excede la tasa de conversión de bisulfito y sulfito a sulfato (Thomas, 1951). En general, se produce una progresión de los efectos de los que pueden esperarse luego de exposiciones a corto o largo plazo (con peaks repetidos o continuos). Las respuestas más bajas reportadas a exposiciones por corto tiempo tienden a estar asociados con efectos fisiológicos potencialmente reversibles. Al
incrementar los niveles de exposición, pueden resultar en daño foliar y reducciones en el crecimiento y la producción. Sin embargo, las reducciones en el crecimiento y la producción no siempre están acompañados de daño foliar, al contrario, el daño foliar no siempre es un indicador del crecimiento y la producción.
Es posible encontrar diferentes respuestas de la planta a la exposición de SO 2 y otros compuestos azufrados: • • • Efectos fertilizantes, que resultan en un mayor crecimiento y
producción. Respuestas no detectables. Daños manifestados en la reducción del crecimiento y la producción sin
síntomas visibles en el follaje, o con leves síntomas foliares, difíciles de atribuir a la contaminación del aire sin compararlos con un grupo control de plantas que permanezcan bajo condiciones ambientales favorables (sin contaminación). • • Daños manifestados en el follaje como síntomas crónicos o agudos,
asociados o no a reducciones en el crecimiento y la producción. Muerte de plantas. El daño o la muerte de la planta es consecuencia de
la continua exposición a altas o bajas dosis de contaminantes.
Dependiendo de la especie de la planta, condiciones exactas del momento de la cosecha, dosis de contaminante, y condiciones ambientales, pueden tomar lugar muchas formas de daño y su impacto relativo puede variar. En la tabla 6, se muestran los estudios más relevantes en cuanto a exposiciones y efectos del SO 2 por si solo a corto y largo plazo.
Concentración ug/m3 (ppm) Corto tiempo 0.25 (660) 0.50 (1300) Duración de la exposición/condiciones de crecimiento 2 horas 1.5 horas Resultados Referencias
0.50 (1300)
Daño foliar en 7 especies de pino Cambios significativos en el peso fresco o daño foliar (poroto soya) Sin efecto en 3 cultivos de begonias. Reducción en el crecimiento en 1 de 3 cultivos de petunias. Reducción en el número de
Berry (1971, 1974) Heagle y Jonson (1979)
Adedipe et al. (1072)
0.54 (1300)
0.75 (1965)
1.5 horas 2 horas de exposición ambie ntal en cámaras
0.79 (2070)
flores en 1 de 3 cultivos de petunias Daño foliar en el 50% de las hojas de frijol rojo, concentraciones tan bajas como 0.4 ppm producen 4% de daño foliar y fue un 100% a 1.6 ppm Pequeña y no significativa reducción en el peso seco de raíces de avena Daño foliar en 50% de porotos expuestos. La concentración mas baja que produjo daño foliar fue 0.6 ppm. A 1.6ppm el 82% de las superficies de hojas se dañó.
Jacobson y Colativo (1976)
Heck y Dunning (1978)
1.0 (2600)
1.0 (2620)
Reducción en el peso de 1 de 3 cultivos de petunias. Reducción en el número de flores de 2 de 3 cultivos de petunias. Sin efecto en 3 cultivos de begonias 19% de reducción en el peso seco de plantas de avena cosechadas a los 28 días. Reducciones en el peso seco y fresco de rábanos 50% de reducción en el peso de la
Larga exposición 0.05 (130)
0.06 (160)
8 hrs/día 5 días/sem 5 sem 68 días continuos las plantas fueron crecidas
Tingey et al. (1953)
0.067 (190)
en cámaras de campo cerradas y colocadas en tierra artificial mezclada 26 semanas en cámaras cerradas, crecimiento en invernaderos
0.068 (190)
Exposiciones de 0.11 (290 ug/m 3 ) por 4 a 20 sem, desde lunes a 9:30 a viernes a 5:00 pm
0.05 (131)
10 semanas continuas en cámaras cerradas
alfalfa. Otras medidas de crecimie nto también disminuyeron. Disminución en el peso seco (50%) de las hojas y otros parámetros de crecimiento en 523 pastos de centeno Reducciones en el peso seco de hojas verdes de dos tipos de pastos en un 25 a 40% a las 20 sem. Otras reducciones en crec. Fueron observadas entre 4 a 20 sem. Terrenos con abeto mostraron una reducción en la captación de SO 2 la cual se correlacionó con las disminuciones en el ancho del anillo y la densidad de la madera. Las semillas de haya expuestas durante el invierno al SO 2 mostraron disminuciones progresivas en la viabilidad del botón Terminal a la primavera siguiente, lo que fue atribuido a la exposición de SO 2
Tabla 6: Estudios de exposición controlada de SO 2
3.1 Depósito seco y húmedo de los componentes azufrados en las superficies de las hojas. El proceso de depósito de los componentes azufrados limita el tiempo de vida de éstos en la atmósfera y limitan las concentraciones de contaminación atmosférica (Garland, 1978).
Partículas de gran tamaño se depositan principalmente por sedimentación. Partículas en el rango de 1 a 100 m también llegan hacia la superficie por turbulencia, en donde la sedimentación es sólo un proceso suplementario al impacto sobre superficies rugosas. Partículas de tamaño submicrométrico (ej. aerosoles de ácido sulfúrico) y gases, incluyendo el SO 2 , se difunden por movimiento Browniano a través de los estratos laminares desde el aire a la superficie de la planta. Esto debe ser seguido por una respuesta activa de la planta. Las velocidades medias de deposito del SO 2 son sorprendentes y similares en un amplio rango de superficies de hojas de plantas. (Garland, 1978).
El deposito seco es el resultado de la remoción de grandes cantidades de partículas de gran tamaño desde la atmósfera, luego de 2 o 3 días de su emisión, pero se requieren varias semanas para remover la fracción submicrométrica.
3.2 Métodos y rutas de entrada hacia la planta. Los estomas de las hojas son la principal vía de ingreso del SO 2 a la planta. Pero, muchos factores que manejan la apertura y cierre de los estomas son independientes de las concentraciones de SO 2 a los cuales se encuentra expuesta la planta. Existen factores físicos como la luz, humedad de la superficie de la hoja, humedad relativa, humedad de la tierra los cuales tienen influencia en la apertura y cierre de los estomas, y juegan un papel importante en la susceptibilidad de la planta limitando el ingreso pasivo del S0 2.Estos factores deben ser considerado cuando se determina la susceptibilidad o tolerancia de la planta al ingreso del S0 2 .
Las diferencias tanto en componentes concernientes y no concernientes a estomas a la respuesta a la resistencia de la captación de S0 2 están asociadas con diferencias en la resistencia de arbustos perennes y estacionales.
El rango de absorción de S0 2 por las plantas varía no sólo por la especie de ésta, si no que también se ve influenciada por exposiciones previas al S0 2 los rangos de absorción y la translocación del azufre absorbido fue determinado en arce (acer saccharum Marsh), álamo (Populus grandidentata Michx), fresno (Fraxinus americana L). Bigtooth, una especie de álamo sensible al S0 2 , tuvo el mayor rango de absorción, sin pre-fumigación, y el arce, una especie tolerante tuvo el menor rango. El rango de absorción de azufre se redujo en todas las especies excepto en el álamo blanco, una especie con sensibilidad media, luego de la pre-fumigación con S0 2 a 1970 g/m3 (0.75ppm) por 20 a 36 hrs. (Tensen y Rozíowski, 1975).
El dióxido de azufre incrementa y disminuye la resistencia de los estomas y, por lo tanto, afecta el cumplimiento del potencial fotosintético (Hallgren, 1978). Una vez que el SO 2 ha ingresado a la hoja, induce al estoma a permanecer abierto por periodos mas largos de tiempo o abrirse más ampliamente, antes de la fumigación. La exposición de plantas al S0 2 (1360 g/m 3 , 0.5 ppm) a humedades relativas sobre 40% produce un incremento en la apertura del estoma (Majemik y Mansfíeld, 1970).
3.3 Cambios fisiológicos y bioquímicos. Los cambios fisiológicos y bioquímicos pueden afectar el desarrollo foliar y los cambios en el crecimiento y la producción. Los cambios iniciales en las tasas fotosintéticas y de transpiración y en el estatus bioquímico son respuestas sutiles que deben ser seguidas por medidas más severas de daño en la planta.
Se ha demostrado una variedad de efectos bioquímicos inducidos por el S0 2 : inhibición enzimática (Pahiich, 1971, 1973; Ziegler, 1972), interferencia con 34
la respiración (Haisman, 1974); interferencia con la transducción de energía (Ballentyne); interferencia con la biosíntesis de lípidos (Malhotra y Kahn, 1978); alteraciones en el contenido y calidad de aminoácidos (Godzik y Linskens, 1974) y perdidas de clorofila (Rao y LeBlanc, 1965).
Vogl et al. (1965) intentaron relacionar las respuestas bioquímicas con el tipo y magnitud de los efectos en la planta (Tabla 7). En la tabla 7 los grados de daños se encuentran clasificados desde A a E, como daño no visible hasta daño "catastrófico".
Descripción del daño Daño a: Grado de daño Síntomas visibles Síntomas de daño bioquímico en las células de las hojas Stress en sistemas de buffer Se afecta la fotosíntesis, disminuye la tasa de asimilación Disminuye la actividad enzimática Órganos de Planta asimilación Habilidades de recuperación Órganos de Planta asimilación
Impedimento No temporal de detectable intercambio gaseoso
Rápida completa
Perdida de capacidad de asimilación a través de: 1.muerte prematura de los órganos de asimilación (hojas, agujas). 2.disminución de crecimiento de nuevos tejidos Necrosis de tejidos activos y de asimilación de planta
Reducción Lenta pero de completa crecimiento (falta de condiciones)
Lenta, completa para perennes
Efectos sobre la clorofila
Muerte de células por degradación protéica y enzimática
Daño irreversible, necrosis en partes de órganos de asimilación
Pérdida de capacidad de asimilación
Rápida pero no completa (algunas veces para órganos aislados)
Destrucción todos tejidos importantes asimilación la planta
de Muerte los órganos de de
de Daño hay algunas Destrucción No la asimilación irreversible en de todos los capacidad órganos de de asimilación asimilación
Tabla 7: Relación entre los signos visibles de daño en la planta y la respuesta bioquímica.
Las plantas tienen una inherente y aparente dependencia de especies, capacidad de absorber, detoxifícar y metabólicamente incorporar S0 2 y deben absorber bajas concentraciones de S0 2 por largos periodos de tiempo sin provocar daño. Thomas et al. (1943), por ejemplo, expusieron alfalfa continuamente a S0 2 a 520 g/m3 (0.20 ppm) por ocho semanas sin ningún efecto adverso. La
toxicidad con S0 2 debiera ocurrir durante cortos episodios, cuando se excede la proporción de conversión de S0 2 a S0 4 = y se acumula el sulfito extremadamente tóxico (S0 3= ) (Ziegler, 1975). Durante exposiciones más largas y a menores concentraciones de S0 2 , debiera acumularse el S0 4 = cuando la capacidad metabólica de incorporación de S0 4 = se excede y debieran aparecer síntomas crónicos. Por lo tanto es razonable esperar que no existen efectos asociados con exposiciones a bajos niveles de S0 2, pero pueden ocurrir efectos tóxicos (incluso fatales) si se incrementan las concentraciones de exposición, ya que se excede la conversión de S0 3 = a S0 4 = y la transformación del S0 4 = en la planta.
3.4 Efectos benéficos “fertilizadores” Bajo ciertas condiciones, el SO 2 atmosférico puede tener efectos benéficos en la vegetación (Noggle y Jones, 1979). El azufre es uno de los elementos requeridos para el crecimiento de las plantas. El azufre requerido para mantener una elevada producción en los cultivos va entre 10 a 40 kg/ha al año.
Cowling et al. (1973) encontraron efectos benéficos del SO 2 , como el incremento en la producción y el contenido de azufre en pasto centeno perenne que creció con un inadecuado suplemento de azufre a las raíces. Faller (1970)
condujo una serie de experimentos para determinar los efectos de varias concentraciones atmosféricas de SO 2 en girasol, maíz y tabaco. En estos estudios las plantas crecieron con un contenido nutritivo medio, con una adecuada suplementación de los elementos esenciales, excepto de azufre, que fue bajo. Las plantas que crecen en atmósferas sin SO 2 desarrollan síntomas de deficiencia de azufre en pocos días. En otros tratamientos, la producción total incrementó hasta cierto punto cuando se incluyeron concentraciones crecientes de SO 2 a la atmósfera durante el crecimiento de la planta. Para el tabaco, el peso seco total se incrementó hasta un 40%. La producción de hojas y tallos incrementó alrededor de un 80%, mientras que el peso seco del tabaco incremento incluso hasta la mayor concentración utilizada (1490 g/m 3 ,0.57 ppm); el maíz y el girasol obtuvieron su ma yor biomasa a concentraciones de 520 g/m3 (0.20 ppm) y 1050 g/m 3 (0.40 ppm) de SO 2 respectivamente. Más allá de estas oncentraciones se observó daño visible. Estudios adicionales realizados por Faller (1970) con azufre sugiere que hasta un 90% de los requerimientos de azufre por la planta, pueden originarse de la atmósfera bajo condiciones experimentales especificas.
Thomas et al. (1943), presentaron un estudio de la liberación y distribución del SO 2, sus resultados indicaron que el SO 2 puede servir como fuente de nutriente de azufre cuando la alfalfa, creciendo en soluciones deficientes en azufre, fue fumigada con aproximadamente 260 ug/m3 (0.10 ppm) de SO 2 por 6 o 7 hrs/día, 6 días a la semana en la época de crecimiento.
Noggle y Jones (1979) reportaron los resultados de 2 años de estudio comparando los aportes de azufre de la atmósfera y de la tierra a los requerimientos de éste por parte del algodón y la festuca adicionando azufre a tierra. El algodón fue más eficiente en la acumulación de azufre de la atmósfera que la festuca. La cantidad de azufre acumulado proveniente de la atmósfera estuvo influenciado aparentemente por la cantidad suplementaria en la tierra. Un cultivo crecido en una tierra deficiente en azufre acumulará más azufre de la atmósfera que el mismo cultivo crecido en una tierra que tiene una adecuada 37
suplementación de azufre. Noggle y Jones (1979) también demostraron que el algodón crecido en un container diseñado específicamente para su crecimiento cercano a ciertas centrales eléctricas acumuló cantidades significativas de
azufre atmosférico (como S0 2 ) y produjeron mayor biomasa que aquellos que crecieron en localidades lejanas de alguna fuente industrial de azufre. Por lo tanto bajo condiciones apropiadas, como tierras deficientes en azufre, la atmósfera puede ser una importante fuente de azufre para los requerimientos de las plantas.
Similares respuestas a la estimulación de Orzopsis hymenoides, fueron comunicadas luego de un seguimiento continuo a la exposición a SO 2 con concentraciones de 80 g/m3 (0.03 ppm) y 160 g/m3 (0.06 ppm) por 6 semanas (Ferenbaugh, 1978). Exposiciones a 340 g/m 3 (0.13 ppm) y 660 g/m3 (025ppm) de S0 2 bajo iguales condiciones sin embargo, resultan en síntomas foliares y una baja en la productividad.
Existen dudas sobre los resultados de la aplicación directa de azufre como nutriente, en cultivos en crecimiento deficientes o aquellos que bordean los limites de los requerimientos de S. Las plantas normalmente adquieren el azufre en forma de sulfato a través de las raíces; sin embargo, pueden también utilizar el S0 2 ingresado a través de los estomas de las hojas. Faller (1971) demostró que las plantas de tabaco pueden utilizar el S0 2 como fuente de azufre en suelos deficientes. Estudios de este tipo (Faller, 1970) han conducido a concluir que el S0 2 emitido de fuentes industriales es actualmente benéfico como fertilizador aéreo para plantas que crecen en suelos deficientes en azufre (Terman, 1978; Noggle y Jones, 1979). La situación no es tan simple. Una pequeña cantidad de S0 2 atmosférico y en un corto período, puede ser nutricionalmente beneficioso. Sin embargo, a largo plazo, grandes cantidades, sin ningún control y frecuentes aplicaciones de fuentes de azufre tales como S0 2 puede ser perjudicial. No todas las especies tienen los mismos requerimientos nutricionales. Además, la proporción a la cual las diferentes especies asimilan el azufre se ve influenciada 38
por variable tales como: Nivel fisiológico de la planta, edad y tiempo en el que ocurre la aplicación, disponibilidad de los nutrientes e intensidad de la luz cuando existe mayor disponibilidad de azufre que puede ser asimilado por las plantas se acumula en los tejidos de las hojas (Ulrich et al., 1967; Legge et al., 1976; Cowling y Koziol, 1978; Thomson y Katz 1978). La acumulación de
azufre en las hojas, puede llegar a niveles tóxicos y así afectar negativamente el crecimiento de la planta (Katz, 1949; Linzon et al., 1979). La velocidad del crecimiento de las hojas, los suplementos nutricionales disponibles y factores ambientales que afectan la apertura y el cierre de los estomas, debieran considerarse influyentes en la proporción de azufre que se acumula en los tejidos de las plantas.
Cowling y Lockyer (1978) demostraron que el centeno, cuando crece bajo condiciones de deficiencia de azufre y con bajos niveles de nitrógeno, no respondió a concentraciones de 50 g/m3 (0.02 ppm) de SO 2 por 85 días, mientras que plantas que crecieron bajo las mismas condiciones pero con elevadas
concentraciones de nitrógeno, incrementaron en un 27 % su producción y los síntomas de deficiencia de azufre fueron aliviados. Datos anteriores presentados por Cowling y Jones (1971) señalan que a niveles elevados de nitrógeno e inadecuados de niveles de azufre, el nitrógeno se acumula, y por lo tanto se inhibe la síntesis proteica.
3.5 Daño agudo foliar. El daño foliar parece estar asociado con la rápida penetración de SO 2 a las cavidades subestomales, donde el daño a las células mesófilas debe llevar al colapso de los tejidos y cambios en el color de las hojas adquiriendo un color verde oscuro (ÑAS, 1978; McLaughhn et al., 1979; Evans y Miller, 1975). Las exposiciones durante poco tiempo de SO 2 producen daño foliar el cual varia en su apariencia desde, decoloración al tornarse blanco; a colores oscuros en otras plantas como coníferas. Las hojas son más sensibles a la exposición del SO 2 justo después del máximo crecimiento (desarrollo) (ÑAS, 1978, p. 105). 39
Después de la desecación y decoloración de los tejidos, las áreas afectadas se ponen de color marfil a blanco en la mayoría de las plantas. Algunas especies, muestran colores más oscuros (rojo, café), pero existe una línea de demarcación característica entre las porciones sintomáticas y asintomáticas de los tejidos foliares. La necrosis bifacial es común. En monocotiledones (maíz, pastos) el daño foliar ocurre en las puntas y longitudinalmente a lo largo de las venas (paralelas) (U.S. EPA, 1976).
En coníferas, el daño agudo foliar generalmente aparece como un punto de necrosis (rojo anaranjado) generalmente con una línea de demarcación entre los puntos dañados y las bases normales que son de color verde. Ocasionalmente, el daño puede manifestarse como bandas en la punta, mitad o en la base (Linzon, 1972). Cuando el daño es reciente se observan colores más claros, pero luego, los puntos y las bandas se tornan a colores anaranjados y rojizos.
3.6 Daño foliar crónico Se denomina daño crónico aquel en donde se visualiza el daño en la planta, pero que no involucra colapso ni necrosis de tejidos. Este tipo de daño generalmente es el resultado de una serie de exposiciones a SO 2 , ya sea por cortos periodos de tiempo con elevadas concentraciones, o largos períodos a bajas concentraciones. Este último incluso es denominado "daño sulfatado" ya que ante este tipo de exposición se produce lentamente la acumulación de sulfato (Diñes, 1968). Dentro de las cavidades subestomatales, el SO 2 reacciona rápidamente con el líquido intracelular para formar sulfito y bisulfito. Estas sustancias se oxidan lentamente a sulfato, el cual posee aproximadamente la tercera parte de la toxicidad de sulfitos y bisulfitos (Thomas, 1951). Si no se sobrepasa la capacidad de los tejidos de la planta para convertir sulfito y bisulfito en sulfato, o los procesos de eliminación de sulfato no se ven saturados, no ocurrirá una expresión visible de síntomas. Sin embargo, como los iones de sulfíto y bisulfito se forman como consecuencia de las acumulaciones de sulfato a niveles fitotóxicos, los síntomas crónicos aparecerán como patrones cloróticos 40
(amarillentos). Si estos iones siguen acumulándose, se produce la destrucción de membranas de cloroplastos y la reducción de la producción de la clorofila, resultando en un enrojecimiento o blanqueamiento de las células, sin producirse necrosis (Thomas, 1951). Como consecuencia de estas acumulaciones, llega un punto en que se produce una nivelación entre las expresiones de signos agudos y crónicos. Los niveles de sulfato en plantas expuestas a SO 2 han demostrado ser considerablemente mayores que plantas utilizadas como grupo de control.
En plantas de hojas anchas, el daño crónico generalmente, se expresa en tejidos localizados entre las venas de las hojas, con predominio de varias formas de clorosis. Puede suceder que se presenten puntos cloróticos en forma permanente, o éstos pueden desaparecer luego de la remoción del contaminante (Jacobson y Hill, 1970). Los efectos crónicos del SO 2 en confieras generalmente se expresan primero en las agujas más antiguas (Linzon, 1966). Generalmente la clorosis comienza en las puntas y se va extendiendo hacia la base y afecta primero a las más viejas y luego a las más nuevas (Linzon, 1978).
3.7 Crecimiento y Producción. Los aumentos en el daño foliar y las disminuciones en el crecimiento y la producción tienden ocurrir simultáneamente cuando las exposiciones al SO 2 son lo suficientemente altas, el daño foliar es una medida imprecisa del efecto del SO 2 en el crecimiento y la producción. Por ejemplo, en estudios utilizando poroto de soya, reportaron que las disminuciones en el crecimiento y la producción ocurrirían con un mínimo o sin ningún daño foliar (Reitner y Weber, 1980) y es posible tener daño foliar sin ningún efecto aparente en la producción del cultivo (Heagle et al., 1974).
Aunque el daño de la planta debiera producirse luego de exposiciones de largo tiempo, mejoras en el crecimiento también han sido reportadas cuando el
azufre en la tierra no es suficiente para suplir las necesidades de la planta y los niveles atmosféricos también son bajos. Noggle y Jones (1979) concluyeron que 41
concentraciones moderadas a bajas de SO 2 atmosféricas pueden ser beneficiosas para los cultivos en tierras deficientes en azufre. En ecosistemas naturales, sin embargo, el SO 2 induce incrementos (o reducciones) en el crecimiento que pueden afectar el enriquecimiento de las especies y pueden reducir la estabilidad y productividad de tales ecosistemas. Debido a esto el incremento en la producción en ecosistemas naturales no siempre es beneficioso.
La extensión, severidad y tipo de respuesta de la planta a la exposición de SO 2 varía con la genética, la condición de ésta y las condiciones ambientales. La susceptibilidad inherente de plantas al SO 2 , varía ampliamente entre especies de plantas, incluso entre cultivos, variedades o clones de la misma especie. En general la influencia de la genética en la susceptibilidad de la planta es estable, y no varia con la selección, mutación o hibridación.
Concentraciones de SO 2 han sido relacionadas en el crecimiento anual de los anillos del abeto (séller, 1980). En las semillas de Nogales puede producir un aumento en el número de botones terminales (Séller,1978).
La literatura es ambigua en lo que concierne a los efectos que induce el SO 2 en el crecimiento y la producción y las correlaciones de estos con el daño foliar visible. Muchos estudios han demostrado los efectos adversos del SO 2 a bajas concentraciones en diferentes cultivos con diferente sensibilidad. Sin embargo, se puede concluir que los efectos en el creci miento y la producción no necesariamente se relacionan con el daño foliar.
Otros factores importantes que afectan la severidad del daño y que debieran considerarse son: 1) Etapa del crecimiento de la planta al moment o de la exposición. 2) El nivel de nutrientes y agua; este último es particularmente importante ya que las plantas son menos activas fisiológicamente y más resistentes al
intercambio gaseoso (incluyendo gases de contaminantes) cuando existe estrés de agua. 3) Condiciones ambientales tales como presencia o ausencia de otro contaminante, humedad de la tierra, velocidad del viento, temperatura, luz y humedad relativa.
3.8 Clasificación de la susceptibilidad de las plantas al SO 2 En la susceptibilidad debiera considerarse también los factores
ambientales, genéticos y las consideraciones culturales que determina tales susceptibilidades. Además se dificultan las descripciones en forma general porque la planta responde de diferentes maneras a los contaminantes ambientales.
Jacobson y Hill (1970) publicaron una lista de plantas susceptibles a la mayoría de los contaminantes fitotoxicos y Linzon (1972) clasificó 36 especies de árboles como tolerantes, susceptibilidad media o sensibles al SO 2. Sin embargo, Jones et al (1974) publicaron una lista con las dosis de contaminantes requeridos para inducir un daño visible, basándose en observaciones en un periodo de 20 años para 120 especies que crecían en la cercanía de centrales eléctricas en el Sudeste de Estados Unidos (tabla 8).
Categoría Sensible Plantas Altamisa, moras, pinos, legumbres, robles, fresno, zumaque Intermedio 3930-5240 2620-5240 1570-2100 Arce, acacias, árbol ámbar, olmos, tulipán Resistente >5240 >5240 >2100 Robles blanco, papas, algodón, maíz, durazno Tabla 8: susceptibilidad de grupos de vegetación basado en daño visible a diferentes exposiciones de SO 2 Peak [ g/m 3 ] 2620-3930 1 hora[ g/m 3 ] 3horas [ g/m 3 ] 1310-2620 790-1570
Se han hecho grandes esfuerzos para identificar y desarrollar especies de plantas como potenciales bioindicadores de los efectos del SO 2 en el ambiente. Quizás el pino blanco y los líquenes son los que se han estudiado más extensivamente con éste fin.
Los bioindicadores para determinar los efectos del SO 2 deben ser utilizados cautelosamente, ya que otros factores tales como sequía, desbalances nutricionales y otros contaminantes pueden inducir síntomas de daño que se confundan con aquellos producidos por el SO 2 , de todas formas estos deben utilizarse si se requiere evaluar una determinada zona geográfica ante los efectos del SO 2. Pero sin duda el uso de instrumentos sofisticados es mucho más efectivo en detectar bajas concentraciones de SO 2 y son menos complicados que los bioindicadores.
3.9 Relación exposición - respuesta frente al SO 2 . El enfoque principal de los estudios exposición - respuesta debiera ser recalcar la relación entre los índices medibles y los parámetros significativos de las respuestas de las plantas.
La dosis de SO 2 al cual la vegetación debiera exponerse está designada convencionalmente como el producto de la concentración de SO 2 en el ambiente de la planta por la duración de la exposición. El término de dosis de exposición se refiere a la cantidad del contaminante presente en la superficie externa de la planta. La respuesta debiera caracterizarse como un cambio determinado en cualquiera de las funciones de la planta tales como: ciclos bioquímicos, tasa de intercambio de gases, tasa fotosintética, reacciones fisiológicas, grado de daño visible en la hoja o como consecuencia en el crecimiento y la producción. Las respuestas de la planta pueden ser beneficiosas o perjudiciales para ésta o pueden conducir a síntomas evidentes que raramente se hacen más serios que aquellos asociados con un daño agudo o crónico.
En estudios de relación exposición - respuesta, en donde la respuesta medida de la planta esta correlacionada con el tiempo de exposición, es importante darse cuenta que la relación entre la exposición y la cantidad de contaminante que ingresa a la planta está influenciado significativamente por 44
factores ambientales, los cuales controlan las tasas de flujo de contaminantes dentro de las hojas y por factores propios de la planta, que determinan la tasas metabólica de los contaminantes dentro de los tejidos foliares.
Las fluctuaciones de SO 2 son de vital importancia en zonas donde existen fuentes de origen (McLaughIin et al., 1976). Las concentraciones pueden fluctuar ampliamente, y el daño a la vegetación se encuentra más asociado con exposiciones cortas (1 hora) o aun más breves pero con peacks durante el tiempo de exposición. Experimentos han demostrado que se produce una mayor toxicidad relativa en exposiciones con elevadas concentraciones de SO 2 y bajos tiempos, que con mayores tiempos de exposición. Incluso McLaughIin et al. (1979) realizaron un estudio en donde comparan los efectos que se producen en poroto de soya a concentraciones medias y en peaks de concentración por cortos períodos de tiempo con SO 2 . Ellos encontraron que al incrementar la relación peack- concentración media de 1 g/m3 (0.50 ppm por 3 hrs) a 2 g/m3 ( 1 ppm
por 3 hrs) no se produjeron alteraciones en la fotosíntesis. Al incrementar la relación a 6.0 (1 hora de exposición a 2.0 ppm) se triplico la depresión en la fotosíntesis. El total de la dosis entregada en los tres ensayos fue de 1.5, 1.8 y 1.1 ppm/hr respectivamente. Claramente, a la cantidad de SO 2 a la cual se encontraban expuestas las plantas debieran tener un potencial efectivo diferente al cambiar los parámetros de exposición.
Otro aspecto importante es la frecuencia y la duración de los periodos de exposición a bajas concentraciones de SO 2 . Zahn (1970) enfatiza que períodos con concentraciones bajas de SO 2 luego de ser expuestos a elevados niveles, pueden ser críticos para la recuperación potencial de los sistemas de la planta. De esta manera en los sistemas expuestos continuamente, probablemente se sobrestima la toxicidad de la dosis entregada ya que no se permite la recuperación fisiológica. Tal recuperación seria esperable en la mayoría de la exposiciones en campo, donde la fluctuación sinóptica o las condiciones ambientales influencian fuertemente los patrones de exposición. 45
Describir los parámetros significativos de respuestas de las plantas, es igual de crítico que definir los rasgos biológicamente significativos en los diferentes regímenes de exposición. Al interpretar o predecir la respuesta de la planta al SO 2 , es importante tener en cuenta que el crecimiento y desarrollo de la planta es el reflejo de la integridad de los procesos celulares y bioquímicos. La distribución interna de los recursos (carbón, agua y nutrientes) para el crecimiento, es un proceso integrativo, y en muchos casos, un proceso silente que juega el papel más importante como las plantas tanto individualmente como en comunidad responden al stress ambiental (McLaughIin y Shriner, 1980). La razón por la cual la respuesta es medida en base a exposiciones a determinadas concentraciones de SO 2 es que así se entienden de mejor manera los mecanismos de acción y se identifican los rasgos biológicamente significativos frente a una exposición; sin embargo, esto no necesariamente significa que el efecto seria medido a un mayor nivel organizacional de la planta.
Datos observados como efectos que tiene el SO 2 en el crecimiento y producción de la planta, en muchos casos entregan las bases más relevantes para los estudios de relación dosis-respuesta. La productividad de la planta es un parámetro integrativo que considera el efecto neto de múltiples factores en el tiempo. Los datos de productividad bajo diferentes condiciones experimentales, se encuentran disponibles para una gran cantidad de especies.
Solo algunos cultivos de importancia económica han sido estudiados bajo condiciones de campo. Los resultados obtenidos en la producción frente a la exposición de S0 2 para algunas especies de importancia se resumen en la tabla 9. Del listado, las especies con mayor importancia económica, son el poroto de soya, trigo y la cebada.
Tipo Exposició n P
41/3 hrs
Concentr ación ug/m3 (ppm) 3570 (1.4)
Poroto soya Poroto soya Poroto soya ev Wells
41/3 hrs 41/3 hrs 4.2 hrs x 18 exposiciones
4450 (1.7) 5240 (2.0) 240 (0.09)
4.5% perdidas producción (N.S) 11% perdidas producción 15% perdidas producción 6.4% perdidas producción
Millar et al. 1979
Sprugel et al 1990 y Miller et al. 1980
Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Wells Poroto soya ev Dare
4.2 hrs x 18 exposiciones 4.2 hrs x 18 exposiciones 4.2 hrs x 18 exposiciones 4.2 hrs x 18 exposiciones 4.7 hrs x 18 exposiciones 4.7 hrs x 18 exposiciones 4.7 hrs x 18 exposiciones 6 hrs/día por 43-92 y 133 días 3 hrs x 8 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 8 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 3 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 7 exp. Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento
260 ( 0.10) 500 (0.19) 660 (0.25) 940 (0.36) 310 (0.12) 790 (0..30) 2070 (0.79) 260 (0.10)
100 (0.04)
5.2% perdidas producción 12.2% perdidas producción 19.2% perdidas producción 15.9% perdidas producción 12.3% perdidas producción 20.5% perdidas producción 45..3% perdidas producción Sin efectos antes del día 92, 12% de defoliación Sin efectos en producción Sin efectos en producción Sin efectos en producción Sin efectos en producción Sin efectos en producción Sin efectos en producción
Heagle et al 1974
Sij et al. 1974
1180 (0.45) 660-3140 (0.251.20) 660-3140 (0.251.20) 80-260 (0.030.10) 390 (0.15)
Trigo primavera Trigo primavera Trigo primavera Trigo primavera
Wilhour et al. (1978)
Ttrigo duro
3 hrs x 3 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 7 exp. Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 3 hrs x 3 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 7 exp. Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 72 hrs /sem/ Etapa de crecimiento 3 hrs x 3 exp. Etapa de crecimiento 3 hrs x 7 exp. Etapa de crecimiento Etapa de crecimiento
660-3140 (0.251.20) 660-3140 (0.251.20) 80-260 (0.030.10) 390 (0.15)
Sin efectos en producción Sin efectos en producción Sin efectos en producción 42% perdidas producción Sin efectos en producción Sin efectos en producción Sin efectos en producción
660-3140 (0.251.20) 660-3140 (0.251.20) 50- 260 (0.020.10)
44% perdidas producción (N.S) Sin efectos en producción Sin efectos en producción Incremento de S al incrementar SO2
Dod et al (1978)
Tabla 9: Efectos de la exposición de SO 2 en plantas bajo condiciones de campo .
Las exposiciones ambientales de Dióxido de azufre que causan daño a una variedad de especies vegetales susceptibles y no susceptibles se muestran en la tabla 10.
Exposiciones de SO 2 en g/m3 a las cuales ocurre daño, en períodos promedio de: 1 hora 1070 1070 1180 1180 1210 1210 1210 1360 1470 1650 1650 1680 1730 1730 1730 1830 1830 1990 2040 2150 2150 2280 2280 2310 2330 2460 2830 2920 3430 3510 2 horas 1000 1000 890 920 1000 1180 1130 1150 1020 1150 1550 1470 1130 1180 1410 1210 1650 1410 1810 1700 1700 1940 2070 1680 2150 2330 2070 1970 2020 2380 4 horas 860 890 660 660 730 1130 1130 760 680 630 890 1130 970 1150 1050 710 1390 760 1150 1180 1610 1440 1830 1100 1600 1830 1310 1180 1310 1310 8 horas 790 680 550 550 550 550 550 520 390 310 450 1000 520 860 550 370 1020 370 790 680 1210 760 1310 710 1070 1180 660 500 600 890 Planta Sauce Arce Helecho Pino blanco Abedul Poroto Aliso Pino jack Maíz Cebada Avena Lechuga, tomate, papa Álamo Pino australiano Orquídea Trébol rosado Frambuesa Rábano Pino rojo Álamo balsámico Arce de florida Apio Picea blanca Acelga Roble americano Repollo Zanahoria, pepino Hamamelia Remolacha, nabo Espinaca
Tabla 10: Exposiciones de SO 2 en g/m3 a las cuales ocurre daño.
Como conclusión, se podría decir: “Uno podría estar seguro que puede evitar el daño foliar a la vegetación en el área de estudio si las concentraciones no excedieran 1830 g/m3 , 1050 g/m3 , 680 g/m3 y 470 g/m 3 (0.70, 0.40, 0.26, 0.18 ppm) por 1, 2, 4 u 8 horas en promedio respectivamente”.
¿Qué niveles de dióxido de azufre son considerados potencialmente dañinos para la vegetación?. Fue demostrado, en el área de Sudbury que el mayor daño a la vegetación ocurría cuando las concentraciones y duraciones de dióxido de azufre alcanzaban o excedían los siguientes niveles durante el día. 0.95 ppm por 1 hora 0.55 ppm por 2 horas 0.35 ppm por 4 horas 0.25 ppm por 8 horas
"No es tan cierto que siempre ocurra daño cuando se alcanzaban o excedían estos niveles. De que el daño ocurra o no, depende en gran parte, de las condiciones ambientales que prevalecen al momento de la fumigación. Ha habido ocasiones que en el área de Sudbury se han registrado niveles dos, tres y hasta cuatro veces más elevados que los listados arriba y no han ocurrido daños. Lo más probable es que esa fumigación haya ocurrido en el momento en que la planta era resistente".
"Al contrario, en algunas especies muy susceptibles ocurre daño con niveles aproximadamente 25% menores que aquellos enumerados arriba. En cada caso el daño ocurrió en los meses de Junio- Julio (Verano Hemisferio Norte), los cuales en el área de Sudbury, corresponden a los meses que se producen los mayores crecimientos de la vegetación que ahí existe. Climas cálidos y húmedos producen condiciones extremadamente favorables para una alta tasa fotosintética y, por lo tanto, aumenta la susceptibilidad al dióxido de azufre".
"Sin embargo las ocasiones en que esto ocurrió fueron muy escasas sólo nueve veces en un periodo de 10 años, y el daño no fue tan intenso para todas las probabilidades nombradas anteriormente, sino que solo cuando el SO 2 alcanza la marca en la intensidad 100".
Los efectos de exponer diferentes especies de árboles brotados a niveles de SO 2 bajo los rangos de concentración ambiental se encuentran resumidos en la Tabla 11. Concentraciones de SO 2 mayores de 660 (0.25 ppm) por 2 horas eran requeridas para inducir un pequeño daño en diversas especies de pino (Berry, 1971). Smith y Davis (1978) expusieron diversas confieras (pinos y abetos) a 2620 (1.0 ppm) de SO 2 por 4 horas o 5240 (2.0 ppm) por 2 hrs, y solo los pinos desarrollaron puntos necróticos a la concentración más elevada.
Especie de planta Pino silvestre Tipo Exposición P Tiempo 1-6 hrs Concentración ug/m3 (ppm) 1310-5240 (0.5-2.0) Efectos Daño foliar excepto a las 5 hrs a 0.5 ppm Daño foliar incluso clones tolerantes a 0.15 a las 6 hrs Referencia Smith y Davis 1978
6.6-1310 (0.025-0.5)
Houston 1974 Berry 1972
Pino colorado Pino incienso Pino amarillo
660 (0.25) 660 (0.25) 660 (0.25) Daño foliar más sensible entre las 8 y 10 sem Berry 1972
Pino virginia Pino amarillo Pino Jack Pino Jack
2 hrs 2 hrs 2 hrs 24 hrs
660 (0.25) 660 (0.25) 660 (0.25) 470-520 (0.18-0.2) Daño foliar Inhibición síntesis foliar de lípidos reversibles. Daño foliar solo a las 4 hrs después menos de un 4% Daño foliar solo a las 4 hrs después menos de un 4% Berry 1974 Malhotra y Kahn 1978
2.4.5 hrs
5240.2620.1310 (2.0. 1.0. 0.5)
Abeto bla nco
Picca azul
Pino de Arizona
Pino de Arizona Olmo americano Olmo americano
9hrs/día x 8 sem. 6 hrs
1180 (0.45) 5240 (2.0)
2620 (1.0)
Daño foliar solo a las 4 hrs después menos de un 4% Daño foliar solo a las 4 hrs después menos de un 4% Daño foliar solo a las 4 hrs después menos de un 4% Daño foliar excepto a las 4 hrs y 0.5 ppm Daño foliar excepto a las 4 hrs y 0.5 ppm Necrosis de las puntas Severo daño foliar. Defolación Inhibición cierre de estomas
Smith y Davis, 1978
Evans y Millar , 1975 Constantinidou y Koz lowski. 1979 Noland y Kozlowski 1979
5240 (2.0)
24 hrs/día/30 días 6 hrs
1310 (0.5)
Inducción cierre de estomas aumenta el contenido al fumigarse con luz 100% necrosis de hojas 7 días para clorosis 50% necrosis de
7900 (0.3)
24 hrs/día/30 días 3 hrs
hojas 14 días para clorosis Daño foliar y 2.3% 54% reducción fotosíntesis 43% reducción fotosíntesis 48% reducción fotosíntesis 74% reducción fotosíntesis 20% reducción fotosíntesis 7% reducción fotosíntesis 12 días para clorosis 30 días para clorosis Sin daño foliar, 25% volumen Sin daño foliar, 38% volumen Sin daño foliar, 53% volumen Muerte de algunos brotes Muerte de algunos brotes 50% muerte de brotes
4 hrs/día/3 sem 24 hrs/día/1 sem 4 hrs/día/3 sem 4 hrs/día/3 sem 24 hrs/día/1 sem 4 hrs/día/30 días 24 hrs/día/30 ds 24 hrs/día/30 ds 10 sem
(0.5) 920. 1700 (0.35: 0.65) 1310 (0.5)
Kamosky. 1976
Encino negro Encino negro Fresno
Carlson, 1979
Encino sauce Picea
260 (0.10)
520 (0.20)
130 (0.05)
Tabla 11: Resumen de los efectos del resultado de las exposiciones a especies de árboles semilleros en el laboratorio.
En una evaluación de los efectos en la fotosíntesis, Keller (1977) utilizó cámaras con cultivos de abetos y de pino escocés a tres concentraciones de SOz (130 g/m3 , 260 g/m3 y 520 g/m 3 ; 0.05, 0.10, 0.20 ppm) y un grupo control
con 0.0 por 10 semanas, durante la primavera, el verano y el otoño respectivamente. Se obtuvieron muchos tipos de respuestas en las tasas fotosintéticas; sin embargo la tendencia fue que a mayores concentraciones de SO 2 las tasas fotosintéticas disminuían especialmente durante la primavera. Los efectos fueron menores durante los periodos de verano y otoño; y el abeto respondió positivamente a concentraciones a concentraciones de 130 SO 2 (0.05 ppm) durante la parte inicial del otoño. g/m3 de
3.10Efectos de las mezclas entre dióxido de azufre y otros contaminantes El ambiente atmosférico usualmente contiene más de un contaminante. El monitoreo atmosférico del transporte de oxidantes fotoquímicos y precursores de estos a larga distancia y la presencia de lluvia ácida han documentado que las emisiones de fuentes específicas se mezclan con las concentraciones ambientales de uno o más conta minantes. Al extrapolar los resultados de los efectos de un solo contaminante en la vegetación bajo condiciones de campo deben ser evaluadas con precaución, porque las reacciones de la combinación de contaminantes bajo condiciones controladas, la interacción de los constantes cambios ambientales, y las fluctuaciones a las exposiciones de conta minantes deben ser evaluadas antes de concluir la importancia que estas reacciones pueden tener. En general 3 tipos de respuestas debieran producirse luego de la exposición de plantas a mezclas de SO 2 con uno o más contaminantes.
1.- Respuestas aditivas: Una respuesta aditiva es una respuesta que podría ser predicha a partir de los efectos de contaminantes individuales. Por ejemplo, si una exposición de 2 horas a uno o dos contaminantes cada uno a 0.10 ppm y estos causan 10% de daño foliar, se esperará que se produzca un 20% de daño foliar si se expone simultáneamente a ambos contaminantes. 54
2.- Más que aditiva o respuesta sinérgica: Un ejemplo de respuesta sinérgica es una en que no existe daño foliar por exposiciones a un contaminante, pero se observa daño foliar cuando se realizan exposiciones simultaneas a ambos contaminantes. Dentro del contexto de respuesta de la planta a la exposición de un contaminante, una respuesta sinérgica se refiere sólo al grado de respuesta y no implica nada, en relación con los mecanismos potenciales de daño.
3.- Menos que aditiva o respuesta repuesta antagonista: Respuesta antagonista se refiere cuando las exposiciones son altas y los efectos sólo se pronuncian relativamente.
Dos de estos 3 tipos de respuestas se encontraron en algún grado en los resultados experimentales usando varias combinaciones de SO 2 , O 3 y NO 2 , mostradas en la tabla 12. En la tabla 13, se muestran las respuestas de las plantas luego de exposiciones de largo plazo con mezcla de contaminantes.
Porcentaje de daño foliar Concentración de ozono/dióxido de azufre (ppm/ppm) 0/0.10 0.10/0.10 0.10/0.25 0.10/0.50 2 24 21 60 1 34 11 19 0 50 22 46 0 50 10 13 0 95 88 96 Porcentaje de daño foliar Concentración de ozono/dióxido de azufre (ppm/ppm) 0/0.05 0.10/0.10 0.15/0.10 0.20/0.20 0 11 24 16 0 27 12 10 1 27 24 6 1 35 20 9 9 11 18 4 0 1 17 0
Especies Alfalfa Brócoli Col Rábano Tabaco
0/0.50 19 0 1 0 0
Especies Poroto pinto Ave na Rábano Poroto soya Tabaco Tomate
0.15/0.20 4 0 4 1 6 0
Tabla 12: Efecto de exposiciones únicas por 4 horas con mezcla de SO2 con otros contaminantes en el daño foliar
Concentración ppm (ug/m 3 ) 0.05 (98) O 3 + 0.05 (131) SO 2
Periodo de exposición 8hrs/día 5días/sem 18 días
Respuesta Sinérgica
Comentarios Porotos de soya crecidos en invernaderos tuvieron reducciones en el peso (21%) raíz (24%) y peso seco (20%). No hubo efectos en la altura de la planta. El crecimiento no se afectó ni con los contaminantes por separado Rábanos crecidos en invernaderos mostraron un efecto menos que aditivo en la disminución del peso de la planta y en el peso seco de las raíces. Reducciones aditiva fueron observadas para peso fresco y seco de las hojas. Exposiciones por separado de SO 2 o O 3 afectan el crecimiento de la planta.
Referencia Tingey et al. (1973)
0.05 (98) O 3 + 0.05 (131) SO 2
8hrs/día 5días/sem 5 sem
Aditiva/ antagonista
Tingey et al. (1973)
0.10 (262) SO 2 + aire parcialmente filtrado conteniendo O 3
6hrs/día en 45 días por 11 sem
0.10 (200) O 3 + 0.10 (260) SO 2
8hrs/día 133 días (continuamente)
Aditiva (No SO 2 )
Aproximadamente un 33% de reducción en el peso total de semillas de frijol rojo al compararlo con el aire ambiental sacando un 50% de O 3 . Las plantas crecieron en cámaras carradas de campo. No hubo efectos en el poroto de soya con dióxido de azufre sólo o en combinaciones con O 3 ni en el crecimie nto de la planta ni e n daño foliar. Las plantas crecieron en cámaras de campo cerradas.
Oshima (1978)
Heagle et al. (1974)
Tabla 13: Estudios de largo plazo de exposición controlada para mezclas de contaminantes
3.10.1 Ozono y Dióxido de Azufre Un efecto más que aditivo en la vegetación fue lo primero que se reportó para el ozono y el SO 2 (Menser y Heggested,1966). El tabaco fue severamente dañado con concentraciones de 80 g/m3 (0.03 ppm) de ozono y 630 ug/m3 (0.24 ppm) de SO 2 cuando estos contaminantes fueron combinados ya sea por 2 o 4 horas, mientras que cuando fueron utilizados por si solos no produjeron síntomas foliares.
La alfalfa y el rábano mostraron daño foliar después de una exposición de 4 horas a la mezcla de 200 g/m3 (0.10 ppm) de O 3 más 260 g/m3 (0.10 ppm) de SO 2 (Tingey et al., 1973a), pero hubo un efecto menos que aditivo en la reducción del crecimiento (peso de raíces) del rábano en exposiciones de 8 hrs/día, 5 días/sem por 5 semanas con concentraciones de 100 de O 3 más 130 g/m3 (0.05 ppm) g/m3 (0.05 ppm) de SO 2 (Tingey et al., 1971; Tingey y Ritner,
1975). Un daño foliar más que aditivo han sido los efectos reportados para el brócoli y el tabaco, mientras que para tomates, calabazas, espinacas, cebollas y poroto de soya; se han notado efectos aditivos y menos que aditivos (Tingey et al., 1973a), mientras que para el crecimiento, estos efectos han sido más que aditivos (Tingey et al., 1973b).
La mayoría de los estudios que examinan los efectos de las mezclas de contaminantes han utilizado estándares de comparación promedio para expresar las respuestas. Estos tests usualmente no evalúan adecuadamente la interacción entre la falta de consistencia de uno de los contaminantes a diferentes concentraciones del segundo contaminante. El crecimiento de poroto de soya expuesto solo a 200 g/m3 (0.10 ppm) de O 3 o 200 (0.10 ppm) de O 3 más 260 (0.10 ppm) de SO 2 por 6 horas/día por 133 días en cámaras de campo mostraron daño y defoliación. El daño aumentó en un 9% y la producción disminuyó en un 19% en comparación al mismo tratamiento pero sólo con ozono, pero las diferencia son significativas entre ambos 57
tratamientos (Heagle et al., 1974). Dos cultivos de porotos expuestos a dióxido de azufre y ozono mostraron efectos interactivos entre los dos gases, pero la longitud y dirección de estos efectos depende del cultivo y de la concentración del conta minante (Jacobson y Colavito, 1976). Muchos estudios han sido conducidos a descifrar los efectos de la mezcla entre dióxido de azufre y ozono en el pino blanco (Pinus strobus). El control genético de la tolerancia al dióxido de azufre y al ozono en estas especies ha sido demostrada con bajas concentraciones de SO 2 (66 g/m3 ; 0.025 ppm) y de O 3 (100 g/m3 , 0.05 ppm) por sólo 6 horas, obteniéndose un daño consistente en los clones sensitivos (Houston y Stairs, 1973). Después, Houston (1974), utilizó mezclas de concentraciones de dióxido de azufre y de ozono, simulando las concentraciones de campo, y reportaron que incluso a la concentración mas baja entre la mezcla de O 3 (100 g/m3 ; 0.05 ppm) y de S0 2 (130 g/m 3 ; 0.05 ppm)
causaron daños más severos que aquellos que resultan si se utilizan los contaminantes por separado a similares concentraciones. Un efecto menos que aditivo fue el daño foliar notado cuando los pinos escoceses fueron expuestos a concentraciones de 660 g/m3 (0.25 ppm) de SO 2 y/o 270 g/m3 (0.14 ppm) o 570 g/m 3 (0.29 ppm) de O 3 , 6 horas por día variando los periodos de tiempo (Nelson et al 1977). g/m 3 (0.05 ppm) de O 3 y/o 520
Fumigaciones a clones de álamos a 100
g/m 3 (0.20 ppm) de SO 2 por 3 horas, provocan un daño foliar más que aditivo en una serie de plantas.
3.10.2 Dióxido de Azufre y Dióxido de Nitrógeno Encontrar SO 2 y NO 2 juntos en la atmósfera ha sido asociado con fuentes emisoras. Sin embargo las concentraciones de NO 2 rarament e alcanzan el umbral para producir daño y lo que sugiere la literatura con respecto al NO 2 es que cualquier daño producido por éste es el resultado de las interacciones con otros contaminantes (Jacobson y HiH, 1970).
Luego de exposiciones por 4 horas con concentraciones de NO 2 de 3760 g/m 3 (2ppm) y de 1310 g/m3 (0.50 ppm) de SO 2 no hay daño en porotos, avena, poroto de soya, rábanos, tomate o tabaco. Una supresión más que aditiva de la tasa aparente fotosintética de la alfalfa fue notado cuando esta fue tratada con 660 g/m3 ( 25 ppm) de SO 2 y/o 470 de NO2 por 2 horas (White et al., 1974). A
0.15 ppm de cada gas por separado, no hubo efectos que fueran medibles, pero en la mezcla fue notada una supresión aparente de la tasa fotosintética (7%) (White et al., 1974).
Daño foliar mas que aditivo fue notado en hojas de rábano expuestas por 1 hora a 1310 g/m3 (0.50 ppm) de SO 2 y/o 940 g/m3 (0.50 ppm) de NO 2 .
3.10.3 Dióxido de Azufre y Fluoruro de Hidrógeno. La supresión del crecimiento lineal y del área de la hoja, en ausencia de daño foliar, no fue más que aditivo en cítricos del tipo Koeten, expuestos a concentraciones de SO 2 de 2100 /0.08 ppm y/o de fluoruro de hidrógeno a 2.313.0 ppb por 23 días. En cítricos del tipo Satsuma expuestos a las mismas condiciones por 15 días sólo presentaron un daño aditivo foliar, sin supresión del crecimiento (Matsushima y Brewer, 1972). Daño foliar mas que aditivo fue exhibido por distintas especies de granos con concentraciones entre 120-210 g/m 3 (0.06-0.08 ppm) de SO 2 y/o 0.60-0.90 ppb de fluoruro de hidrógeno por 27 días. Utilizando concentraciones mayores de SO 2 por sólo 7 días se produjo un daño foliar aditivo. Habas del tipo Pinto no se dañaron en ninguno de los tratamientos (Mandietal., 1975).
3.10.4 Dióxido de Azufre, Dióxido de Nitrógeno y Ozono. Fuiiwara et al (1973) combinaron SO 2, NO 2 y O 3 a concentraciones entre 0 y 0.2 ppm en un ambiente controlado artificialmente y expusieron arvejas y espinacas por 5 horas. El ozono fue el mas dañino, luego el SO 2 y finalmente el NO 2. Luego del tratamiento con SO 2 +O 3 se obtuvo un daño foliar más que aditivo, pero los efectos aditivos solo fueron observados con SO 2 +NO 2 o 59
NO 2 +O 3 . Al combinar NO 2 con el SO 2 +O 3, se obtiene un pequeño efecto expresado como daño foliar. Reitner y Gray (1981) examinaron los efectos del O 3 , SO 2 y del NO 2 a concentraciones de 0.2 o 0.4 ppm cada uno (con fumigaciones de 3 a 6 horas) en el crecimiento del rábano. Se examinaron los principales efectos de cada uno de los contaminantes y su efecto potencial al interactuar entre ellos. El SO 2 deprimió la relación raíz/brote a ambas concentraciones, 520 y 1050 g/m3 (0.2 y 0.4 ppm); sin embargo cuando estaban presentes el NO 2 y el SO 2 existió una depresión más que aditiva en esta relación a 1050 g/m3 (0.4 ppm).
3.11 Exposiciones a largo plazo. Muchos de los estudios de campo con exposiciones por largo tiempo de S0 2 , se han focalizado en ecosistemas naturales. A diferencia de los estudios de exposición de corto tiempo, las observaciones de los estudios de exposiciones a S0 2 por largo tiempo, se focalizan en puntos finales, tales como riqueza y diversidad de las especies del área, sobrevivencia de semillas, caída prematura de las hojas y reducción del crecimiento (Linzon, 1978; Rosenberg et al., 1979; Winner y Bewtey, 1978a, b).
Aunque la importancia de los peaks de exposiciones cortas en comparación con las concentraciones medias de exposiciones por largo tiempo permanece confusa, los estudios proveen un buen soporte para exposiciones por largo tiempo (S0 2 ) que pueden afectar la diversidad y riqueza de las especies. Un estudio de composición de especies en la cercanía de una planta eléctrica (25 años) demostró reducciones en el numero de plantas vasculadas por unidad de área, y de gran diversidad de especies (Rosenberg et al., 1979). Winner y Bewley(1978) reportaron de forma muy similar, que tanto plantas basculadas como musgos mostraron un marcado incremento en la diversidad de las especies al alejarse de la fuente de emisión.
La tabla 14 resume los resultados de exposiciones a largo plazo de S0 2 . Una dificultad en interpretar los estudios de exposiciones a largo es determinar si es que los peaks de cortas exposiciones o las concentraciones promedio de largo plazo se encuentran mas asociados con los efectos observados.
F uente/localidad Plantas vasculares Fundiciones de Niquel-cobre/distrito de Sudbury Notario, Canadá (estudio en pinos blancos) West Bay (19 millas N.E) Exposición, ppm (Duración) Efectos Referencia
0.045 (10 años media)
Portage Bay (25 millas N.E)
0.017 (media 10 años)
Lago Esmeralda (40-43 millas N.E)
0.008 (media 10 años)
1.3% de reducción del volume n neto de árboles y 2.6% promedio de tasa de mortalidad anual, el daño foliar fue observado en follaje de los años anteriores al estudio y en los del estudio. 0.5% de perdida de volumen neto de árboles y un 2.5% de tasa de mortalidad anual, el daño foliar en las hojas mas nuevas fue menos marcado que en las mas antiguas. 1.8% de incremento en el volume n neto anual de árboles, una tasa de mortalidad de un 1.4% anual. Solo aparente un pequeño daño foliar.
Linzon (1971, 1978)
Lago Matimenda (93 millas 0)
0.001 (5 meses en temporada de crecimie nto)
Un 2.1% de aumento en el volume n neto anual de árboles y una tasa de mortalidad de un 0.5% anual.
Plantas no vasculares Planta eléctrica Ohio 0.020 (promedio anual) Ausencia de 2 especies de líquenes. La distribución de especies más resistentes se torno más aparente a concentraciones medias anuales de 0.025 ppm de SO 2 % de reducción en el nú mero de líquenes tolerantes: 95 62 24 13 0 Showman (1975)
Contaminación industrial/ Inglaterra y Wales
0.03 a 0.06 0.02 a 0.03 0.01 a 0.02 0.005 a 0.001 <0.005 (promedios anuales)
Hawksworth y Rose (1970) LeBlanc y Rao (1975)
Tabla 14: Estudios de campo de exposiciones ambientales crónicas de SO 2 Estudios de exposiciones a largo plazo muestran que la composición de la comunidad de plantas no vasculares puede verse afectadas por exposiciones de este tipo, con bajos niveles de SO 2. Los resultados de estudios se resumen en la tabla 14. Al contrario de plantas vasculadas, hay muchas razones por lo que las plantas no vasculadas son más sensibles al SO 2 y a las exposiciones de largo tiempo y no a las de corto tiempo, éstas están probablemente asociadas con los efectos observados a bajas concentraciones de SO 2 por largo tiempo, incluyendo:
1) Los metabolitos de azufre no pueden eliminarse a través de translocación (Niober et al., 1976).
2) Los contaminantes no pueden ser excluidos durante periodos de altos niveles de contaminantes porque carecen de epidermis y estomas.
Por estas razones, comunidades de plantas no vasculadas parecen ser más sensibles a exposiciones con bajas concentraciones de SO 2 por largo tiempo que aquellas basculadas.
Las plantas no vasculares afectan la sobrevivencia de otras especies de plantas. En algunas áreas, plantas no vasculares participan en el proceso de formación de tierra, previene la erosión, juegan un papel en la sucesión y puede ser una fuente importante de alimento para animales cuando otro tipo de vegetación es escaso (Linzon, 1978; Winner et al., 1978). Plantas no vasculares pueden incluso jugar un papel importante en la influencia de movimiento de materiales dentro del ecosistema.
Exposiciones por largo tiempo a SO 2 pueden generar daño foliar, en el crecimiento, productividad y en el número y densidad de especies presentes en las comunidades de plantas.
3.12Efectos de los factores no contaminantes en los efectos del SO 2 Los factores físicos ambientales juegan un papel extremadamente
importante en determinar las respuestas de las plantas al SO 2. El estado metabólico de la planta se afecta de la misma manera que el ambiente físico. Las respuestas de cualquier tipo de planta serán distintas unas de otras incluso creciendo bajo las mismas condiciones.
3.12.1Temperatura La temperatura es una parte importante no solo en determinar la tasa metabólica de la planta, sino que también en determinaran (con la humedad fertilidad y luz) la diversidad de la riqueza de un determinado ecosistema (ÑAS, 1978). La primera vía de ingreso del SO 2 a la hoja es a través del estoma. La temperatura ejerce un efecto en las células que controlan la apertura y el cierre de los estomas y por ende la entrada de SO 2 . Los regímenes de temperaturas que incrementan la actividad fisiológica de la planta, incrementan también la respuesta de la planta al SO 2 (Heck y Dunning,1978). En general, se cree que la sensibilidad de la planta se incrementa con la temperatura entre 4 a 35°C. Estudios sugieren que la resistencia de las coníferas al SO 2 en el invierno es 63
debido a menores tasas de actividad fisiológica. Sin embargo, de acuerdo con Guderian y Stratmann (1968) en áreas con emisiones de SO 2 , lasvariedades invernales de trigo y centeno se dañan más severamente que las variedades de verano. Guderian (1966) interpretó que esto era debido a los intercambios de gases que se producen a través del estoma a temperaturas tan bajas como –2°C.
3.12.2 Humedad relativa. La humedad relativa ejerce un importante control sobre la sensibilidad de la planta al SO 2 , afectando el cierre y la apertura de los estomas ya que afecte la resistencia interna de la hoja al flujo del SO 2. Aunque la sensibilidad de la planta aumenta con la humedad relativa, Setterstrom y Zimmerman (1939) encontraron que se requerían cambios bastante grandes (>20%) para causar un cambio en la sensibilidad de la planta desde que la humedad relativa es mayor a un 40%. McLaughlin y Taylor (1981) encontraron que la captación de SO 2 , en habas con concentraciones de SO 2 de 420- 1680 g/m3 (0.16- 0.64 ppm), aumenta de 2 a 3
veces al aumentar de un 35% a un 78% la humedad relativa en exposiciones de menos de 3 horas. De acuerdo con Zimmerman y Crocker (1934), aún cuando la humedad relativa es importante en la sensibilidad, no es tan importante como la turgencia de los tejidos que se ve influenciada tanto por la humedad de la tierra como la humedad relativa. Basado en las relaciones con el agua en algunos árboles y su sensibilidad a humedades relativas sobre 75% , entre 50 y 75% y bajo un 50%. Halbwachs (1976) categorizó plantas como sensibles, intermedias y tolerantes, respectivamente.
3.12.3Luz La luz controla la apertura de los estomas, por lo tanto, controla la sensibilidad de la planta. Las plantas son mas tolerantes cuando son fumigadas con SO 2 en la oscuridad o cuando permanecen en lugares oscuros algunas horas previas a la exposición (Zimmerman y Crocker, 1934). Esta relación se torna compleja, ya que el daño es mayor si es que se expone la planta en la noche seguido de exposiciones a la luz del día (NAS, 1978). 64
Setterstrom y Zimmerman (1939) observaron que el trigo crecido a una intensidad de luz de un 35% o menos de al luz del sol era más sensitiva al SO 2 que si crecía bajo condiciones naturales (luz del día).Otros investigadores encontraron que el daño era más severo en los tomates en días soleados que en días nublados (NAS, 1978).
Las plantas parecen ser más sensibles desde media mañana a media tarde, a pesar de la alta intensidad de la luz que continúa luego de mitad de tarde (Rennie y Halstead, 1977; Thomas y Hendricks, 1956). Al mismo tiempo las plantas debieran ser más sensibles en la mañana durante el buen tiempo, pero éstas se tornan más sensibles si aumenta la temperatura y la luz en la tarde y con mal tiempo. (Van Haut y Stratmann, 1970).
3.12.4 Factores Edáficos. Los factores de la tierra influencian directa e indirectamente las respuestas de las plantas al SO 2 . La fertilidad, humedad y factores físicos de la tierra influencian la sensibilidad de la planta al SO 2 (NAS,1978). La adecuada humedad de la tierra, por lo tanto la adecuada apertura de los estomas, han demostrado que incrementan el grado de sensibilidad de la planta, mientras que condiciones de sequía confieren tolerancia (Setterstorm y Zimmersman, 1939; Zahn, 1963, Zimmersman y Crocker, 1934). Las plantas que crecen bajo condiciones inadecuadas de agua son menos sensibles al SO 2 que plantas que crecen con condiciones adecuadas de agua, aunque la humedad de la tierra sea la misma al momento de la fumigación (Setterstorm y Zimmersman, 1939).
La fertilidad de la planta tiene una influencia significativa en la respuesta de la planta al SO 2 . Algunas plantas se tornan más tolerantes al SO 2 al ser fertilizadas (Enderlein y Kastner, 1976; Zahn, 1963). Las deficiencias de nitrógeno y azufre se correlacionan con el aumento de la tolerancia al SO 2 en el tomate y le tabaco (Leone y Brennan, 1972). Al contrario, las deficiencias de 65
nutrientes incrementan la sensibilidad al SO 2 en la alfalfa (Setterstorm y Zimmersman, 1939). La fertilización de diversos dicotiledones con un
fertilizador completo ha sido efectivo para disminuir su sensibilidad al SO 2, pero tratamientos similares en monocotiledones como avena y cebada no han sido efectivos (Van Haut y Stratmann, 1970; Zahn,1963).
3.12.5 Interacciones entre el SO 2 y los patógenos bióticos de las plantas. Las enfermedades de las plantas son causadas por la interacción de la planta con los patógenos que actúan bajo condiciones ambientales favorables. Ha sido difícil investigar la influencia directa o indirecta del SO 2 en la relación interna de una determinada planta y sus posibles patógenos bióticos.
Adicionalmente, el tema se torna más difícil de investigar cuando las variables físicas del ambiente son consideradas. En siete de nueve enfermedades de plantas al relacionarlas con el SO 2 no hubo efecto en el desarrollo de la enfermedad según Laurence (1978). Solo en agujas de pino la enfermedad aumentó (Chiba y Tanaka, 1968) y en habas aumentó el virus, según un estudio de Laurenece et al. (1981).
En un estudio realizado por Laurence (1979), trigo y maíz fueron expuestos a 0.10 ó 0.15 ppm de SO 2 por 2 ó 10 días respectivamente e inoculados varias veces con Helminthosporium maydis o Puccina gra minis. La habilidad de estos hongos para infectar tanto el maíz como el trigo se inhibió a exponerlas a SO 2; la inhibición fue mayor cuando las plantas fueron fumigadas previo a la inoculación.
monitorearon otros contaminantes demostraron
una menor incidencia de
enfermedades en áreas con mayor contaminación de SO 2, exceptuando plantas que ya presentaban debilidad por enfermedad, donde le es mas fácil ingresar a los patógenos.
También se han estudiado los efectos del SO 2 en enfermedades que no son producidas por hongos. El Abies con color (abeto del Colorado) y el A. Veitchii son severamente atacados por piojos de plantas en ambientes con altas concentraciones de SO 2 , pero el Pinus strobus (pino blanco) es menos atacado que el P. Griffithii (pino himalaya) y el P.sylvestris no es atacado (Stewart et al., 1973).
La influencia directa del SO 2 en hongos patógenos para la planta ha sido demostrada en un estudio publicado por Saunders (1973); pero no se han reportado los efectos directos del SO 2 en enfermedades bacterianas de plantas.
CONCLUSIONES • Las emisiones de SO 2 se separan según su origen en antrópicas
(móviles o fijas) y naturales. Las emisiones Antropogénicas superan por mucho a las naturales( volcánicas y oceánicas principalmente), siendo las Antropogénicas del orden del 75%. • • • • A elevadas concentraciones, el SO 2 puede tener efectos adversos sobre
la salud humana, vegetación, economía, confort y bienestar personal. El dióxido de azufre produce en la salud humana daños severos, como
bronco contricción, bronquitis crónica, bronco espasmos, etc. En las rocas de las construcciones monumentales el dióxido de azufre
es capaz de producir formación de costras de sulfin y biodeteioro. Las normas ambientales son disposiciones legales que establecen cuáles
serán los niveles de sustancias contaminantes que serán cosiderados aceptables y seguros para la salud del ser humano y del medio ambiente. Las normas de calidad primaria protegen la salud de las personas y las secundarias, protegen recursos naturales • La siguiente tabla resume la actual norma primaria y secundaria chilena
basada en el Decreto Supremo N°185 del año 1991 del Ministerio de Minería. Norma Primaria Valor (µg/m 3 ) Media Anual Promedio 24 horas Secundaria Zona Norte Media Anual Promedio 24 horas Máximo horario Media Anual Zona Sur • Promedio 24 horas Máximo Horario 80 250 80 365 1000 60 260 700
Es posible encontrar diferentes respuestas de la planta a la exposición
de SO 2 y otros compuestos azufrados: efectos fertilizantes, respuestas no
detectables, daños manifestados en la reducción del crecimiento y la producción sin síntomas visibles en el follaje, daños manifestados en el follaje como síntomas crónicos o agudos e, incluso, muerte de plantas. • El SO 2 ingresa a la planta a través de los estomas, pero la apertura y de los estomas depende de muchos factores ajenos a la
cierre •
concentración de SO 2. El SO 2 produce una variedad de efectos bioquímicos como: inhibición interferencia con la respiración, interferencia con la
transducción de energía, interferencia con la biosíntesis de lípidos, alteraciones en el contenido y calidad de aminoácidos y perdidas de clorofila. • El SO 2 atmosférico en dosis adecuadas y en el lugar correcto puede ser
un buen fertilizante, y así suplir la necesidad de aplicar directamente azufre como nutriente. • Puede producir un daño foliar, que puede ser visible. También afecta en
el crecimiento y la producción de los vegetales. Generalmente al aumentar el daño foliar, disminuye el crecimiento y la producción. • • De acuerdo a la susceptibilidad de las plantas al SO 2 , se pueden
clasificar en sensibles, intermedias y resistentes. La relación dosis- respuesta está correlacionada con el tiempo de
exposición, la cantidad de contaminante que ingresa a la planta, factores ambientales, fluctuaciones de contaminante, frecuencia y duracion de los periodos a bajas concentraciones de SO 2 , etc. • Se puede estar seguro de evitar el daño foliar a la vegetación si las g/m3 (0.70, 0.40, 0.26, 0.18 ppm) por 1, 2, 4 u 8 horas en promedio respectivamente. • • Al mezclar el SO 2 con distintos contaminantes (O 3 , NO 2,etc) puede concentraciones no excedieran 1830 g/m3 , 1050 g/m3 , 680 g/m3 y 470
producir efectos diferentes a los que ocurrirían si actuara solo. Los efectos del SO 2 se ven influenciados por factores no contaminantes
como la temperatura, la humedad relativa, la luz y por factores edáficos. 69
Bibliografía • • • • Caracterización meteorológica y dispersión regional de azufre en el norte
grande de Chile. Nicolás Hunneus. Criterios utilizados para determinar la calidad del aire en cuanto a material
particulado y dióxido de azufre (EPA). Apuntes de clases de Elementos de Contamina ción Atmosférica. Fernando
Farías. Revisión de los estándares nacionales de calidad del aire ambiental para los
óxidos de azufre. Evaluación de la información científica y técnica.
Bibliografía Electrónica: • • • • • • • tm • • • http://www.ugr.es/~dpto_prev/Hig.Sanid.Ambient.4.106-113%20(2004).pdf http://www.ugr.es/~dpto_prev/Hig.Sanid.Ambient.4.106-113%20(2004).pdf http://www.biodiversidad.urjc.es/observatorio/cursos/paginas/subidos/Real%2 http://www.ssvsa.cl/ds185.htm http://media.payson.tulane.edu:8086/spanish/envsp/Vol323.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_sulfuro http://www.conama.cl/rm/568/article-1100.html http://www.fisicaysociedad.es/view/default.asp?cat=498 http://www.lenntech.com/espanol/ciclo-azufre.htm http://www.coitiab.es/reglamentos/medio_ambient/reglamentos/cont_atmosf.h
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ANEXOS ANEXO 1 1.- VALORES LIMITE PARA EL DIÓXIDO DE AZUFRE Y LAS PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN TABLA A Valores límite para el dióxido de azufre expresado en ug/m³N y valores asociados para las partículas en suspensión (por el método de medición del humo normalizado) expresados en ug/m³N
TABLA B Valores límite para las partículas en suspensión (por el método de medición del humo normalizado) expresados en ug/m³N
2.- VALORES GUÍA PARA EL DIÓXIDO DE AZUFRE Y LAS PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN TABLA C Valores guía para el dióxido de azufre expresados en ug/m³N.
TABLA D Valores guía para las partículas en suspensión (por el procedimiento de medida de humo normalizado) expresados en ug/m³N.
ANEXO 2 NORMA PRIMARIA DE CALIDAD DE AIRE PARA DIOXIDO DE AZUFRE (SO 2 ). D.S. Nº113 de 6 de agosto de 2002, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia de la República (DO 6.03.2003).
Núm. 113.- Santiago, 6 de agosto de 2002.- Vistos: Lo dispuesto en el artículo 19 Nº 8 de la Constitución Política; En el artículo 32 de la Ley 19.300; El Reglamento para la Dictación de Normas de Calidad Ambiental y de Emisión, aprobado por el Decreto Supremo Nº93 de 1995, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia; El Decreto Supremo Nº185 de 1991, del Ministerio de Minería, que Reglamenta el Funcionamiento de los Establecimientos Emisores de Anhídrido Sulfuroso, Material Particulado y Arsénico en todo el Territorio de La República; La Resolución N°1215 de 1978 del Delegado del Gobierno en el Servicio Nacional de Salud, que establece normas sanitarias mínimas
destinadas a prevenir y controlar la contaminación atmosférica; La Resolución Exenta N° 1514 de 1999, de la Dirección Ejecutiva de la Comisión Nacional del Medio Ambiente, que dio inicio al proceso de revisión de las normas primarias de calidad de aire para anhídrido sulfuroso (SO2); partículas totales en suspensión (PTS); monóxido de carbono (CO); ozono (0 3) y dióxido de nitrógeno (NO2) ; La Resolución Exenta N° 915 del 2000, de la Dirección Ejecutiva de la Comisión Nacional del Medio Ambiente, que aprobó el anteproyecto de revisión de la norma primaria de calidad de aire para anhídrido sulfuroso (SO 2); El análisis general del impacto económico y social de la norma señalada; Las observaciones formuladas en la etapa de consulta al anteproyecto de norma; El acuerdo Nº180 de 3 de mayo de 2001, del Consejo Directivo de la Comisión Nacional del Medio Ambiente, que aprobó el proyecto definitivo de la norma de calidad; Los demás antecedentes que obran en el expediente público respectivo y lo dispuesto en la Resolución Nº520 de 1996, de la Contraloría General de la República que fija el texto refundido, coordinado y sistematizado de la Resolución Nº 55 de 1992, de la Contraloría General de la República.
Que de acuerdo con lo preceptuado en la Ley 19.300, es deber del Estado dictar y revisar normas para regular la presencia de contaminantes en el medio ambiente, de manera de prevenir que éstos puedan significar o representar, por sus niveles, concentraciones y periodos, un riesgo para la salud de las personas.
Que sobre la base de los antecedentes disponibles y que constan en el expediente público, se revisó la norma primaria de calidad de aire para anhídrido sulfuroso o dióxido de azufre (SO2), contenida en la Resolución 1215 de 1978, del Delegado del Gobierno en el Servicio Nacional de Salud y en el Decreto Supremo N°185 de 1991, del Ministerio de Minería, en conformidad al procedimiento y los contenidos establecidos en el Decreto Supremo N°93 de 1995, de Ministerio Secretaria General de la Presidencia.
Que el dióxido de azufre es un importante broncoconstrictor, desde los primeros minutos de exposición y su efecto aumenta con la actividad física, con la hiperventilación, al respirar aire frío y seco y en personas con hiperreactividad bronquial.
Que la exposición a este contaminante puede producir efectos agudos y crónicos sobre la salud de las personas.
Que el dióxido de azufre se origina de la combustión del azufre contenido en los combustibles fósiles (petróleos combustibles, gasolina, petróleo diesel, carbón, etc.), de la fundición de minerales que contienen azufre y de otros procesos industriales.
Que el dióxido de azufre puede presentar efectos adicionales a los de salud tales como efectos sobre la vegetación, ecosistemas y materiales expuestos a este contaminante.
Que el dióxido de azufre es un precursor de aerosoles secundarios.
Que a objeto de estudiar los efectos que se producen en la salud de las personas, se requiere recopilar información sobre la incidencia y prevalencia de asmáticos y los niveles de concentración de calidad de aire para dióxido de azufre en periodos cortos de exposición.
Que la definición de niveles de emergencia ambiental tiene por objetivo proteger a la población en situaciones de excepción, de niveles de concentración que por su magnitud y periodo de exposición pueden producir efectos agudos sobre la población, especialmente la mas sensible.
Para el caso de los niveles que definen situaciones de emergencia ambiental y por estar estos vinculados desde el punto de vista conceptual a efectos agudos, no se establecen niveles de emergencia ambiental como concentración anual.
Que en nuestro país, las situaciones de emergencia ambiental están asociadas a niveles de exposición como concentración de 1 hora y se verifican principalmente en áreas circundantes a grandes megafuentes emisoras de SO 2 . En algunas de estas áreas se han registrado altos niveles de concentración de SO 2 en el aire, debido a la magnitud de las emisiones de estas megafuentes. Que los niveles y periodo de exposición establecidos son los que hoy en día se encuentran vigentes en el marco del D.S N°185 de 1991, del Ministerio de Minería. Para estos niveles, y en las áreas mencionadas, existen en aplicación planes operacionales para el control de los episodios críticos, en el contexto de planes de descontaminación vigentes.
DECRETO: TITULO I Disposiciones Generales y Definiciones Artículo 1.- La presente norma de calidad ambiental tiene por objetivo proteger la salud de la población de aquellos efectos agudos y crónicos generados por la exposición a niveles de concentración de dióxido de azufre en el aire.
Artículo 2.- Para efectos de lo dispuesto en la presente norma, se entenderá por:
a. ppbv: Unidad de medida de concentración en volumen, correspondiente a una parte por billón.
b. Concentración de Dióxido de Azufre: Valor promedio temporal detectado en el aire expresado en partes por billón (ppbv) o en microgramos por metro cúbico normal (ug/m3N).
La condición normal corresponde a la presión de una atmósfera (1 atm.) y temperatura de 25 grados Celcius (25ºC).
c. Concentración de 1 hora: Promedio aritmético de los valores de concentración de dióxido de azufre medidos en una 1 hora.
d. Concentración de 24 horas: Promedio aritmético de los valores de concentración de 1 hora de dióxido de azufre correspondientes a un bloque de 24 horas sucesivas, contadas desde las cero horas de cada día.
e. Concentración trimestral: Promedio aritmético de los valores de concentración de 24 horas de dióxido de azufre correspondientes a un periodo de tres meses sucesivos. f. Concentración anual: Promedio aritmético de los valores de concentración trimestral de dióxido de azufre correspondientes a un año.
g. Año calendario: Período que se inicia el 1º de enero y culmina el 31 de diciembre del mismo año.
h. Estación monitora con representatividad poblacional para gas dióxido de azufre (EMRPG): Una estación de monitoreo que se encuentra localizada en un área habitada.
Se entiende como área habitada, una porción del territorio donde vive habitual y permanentemente un conjunto de personas.
i. Percentil: Corresponde al valor "q" calculado a partir de valores de concentración aproximados al ppbv o ug/m3N más cercano. Todos los valores se anotarán en una lista establecida por orden creciente para cada estación de monitoreo. X1 ≤ X2 ≤ X3 ....≤ Xk ≤ X n - 1 ≤ Xn
El percentil será el valor del elemento de orden "k", para el que "k" se calculará por medio de la siguiente fórmula:
k = q X n , donde "q" = 0.99 para el Percentil 99, y "n" corresponde al número de datos de una serie. El valor "k" se aproximará al número entero más próximo.
TITULO II Nivel de Norma de Calidad Primaria para Dióxido de Azufre en Aire Artículo 3.- La norma primaria de calidad de aire para dióxido de azufre como concentración anual será de 31 ppbv (80 ug/m3N).
Se considerará sobrepasada la norma primaria de calidad de aire para dióxido de azufre como concentración anual, cuando el promedio aritmético de los valores de 77
concentración anual de tres años calendarios sucesivos, en cualquier estación monitora EMRPG, fuere mayor o igual al nivel indicado en el inciso precedente.
Si el periodo de medición en una estación monitora EMRPG no comenzare el 1° de enero, se considerarán los tres primeros periodos de 12 meses a partir del mes de inicio de las mediciones hasta disponer de tres años calendarios sucesivos de mediciones.
Se considerará sobrepasada la norma primaria de calidad de aire para dióxido de azufre como concentración anual, si en el primer o segundo periodo de 12 meses a partir del mes de inicio de las mediciones y, al reemplazar la concentración anual para los periodos faltantes por cero, el promedio aritmético de los tres periodos resultare mayor o igual al nivel de la norma.
Artículo 4.- La norma primaria de calidad de aire para dióxido de azufre como concentración de 24 horas será de 96 ppbv (250 ug/m3N).
Se considerará sobrepasada la norma primaria de calidad de aire para dióxido de azufre como concentración de 24 horas, cuando el promedio aritmético de tres años sucesivos, del percentil 99 de las concentraciones de 24 horas registradas durante un año calendario, en cualquier estación monitora EMRPG, fuere mayor o igual al nivel indicado en el inciso precedente.
Si el periodo de medición en una estación monitora EMRPG no comenzare el 1° de enero, se considerarán los tres primeros periodos de 12 meses a partir del mes de inicio de las mediciones hasta disponer de tres años calendarios sucesivos de mediciones. Se considerará sobrepasada la norma primaria de calidad de aire para dióxido de azufre como concentración de 24 horas, si en el primer o segundo periodo de 12 meses a partir del mes de inicio de las mediciones y, al reemplazar el percentil 99 de las concentraciones de 24 horas para los periodos faltantes por cero, el promedio aritmético de los tres periodos resultare mayor o igual al nivel de la norma.
Artículo 5.- Los siguientes niveles originarán situaciones de emergencia ambiental para dióxido de azufre, en concentración de una hora: Nivel 1: 750 - 999 ppbv Nivel 2: 1.000 – 1.499 ppbv Nivel 3: 1.500 ppbv o superior (1.962 - 2.615 ug/m3N) (2.616 - 3.923 ug/m3N) (3.924 ug/m3N o superior)
Los niveles que originan situaciones de emergencia ambiental para dióxido de azufre podrán ser obtenidos mediante la aplicación de una metodología de pronóstico de calidad de aire aprobada por el Servicio de Salud respectivo en el marco del plan de prevención o de descontaminación que corresponda, o por medio de la constatación de las concentraciones del contaminante a partir de alguna de las estaciones monitoras EMRPG.
Para los efectos de lo señalado anteriormente, se entenderá por metodología de pronóstico de calidad de aire a aquella que: a. Entregue un procedimiento mediante el cual es posible predecir la ocurrencia de alguno de los niveles que originan situaciones de emergencia ambiental para dióxido de azufre.
b. Entregue el grado de confiabilidad de acuerdo a lo dispuesto en el respectivo plan de prevención o de descontaminación.
c. Considere, además, los siguientes elementos:
La zona geográfica de aplicación, y La evaluación y validación de la metodología de pronóstico.
d. Considere, según corresponda y la situación especial en la cual va a ser aplicada, entre otras, las siguientes variables:
Emisiones de dióxido de azufre, Condiciones meteorológicas, Condiciones topográficas,
Procesos de acumulación y remoción de contaminantes
Para la aprobación de la metodología de pronóstico deberá considerarse como antecedente un informe técnico realizado por expertos nacionales o internacionales sobre la metodología de pronóstico.
La metodología de pronóstico aprobada por el Servicio de Salud mediante resolución fundada, deberá ser publicada en extracto en el Diario Oficial.
Se podrá omitir o dejar sin efecto una declaración de situación de emergencia ambiental si se detectare un cambio en las condiciones meteorológicas en forma posterior a la hora de comunicación del pronóstico o a la constatación de la superación de los niveles de calidad de aire, y siempre que dicho cambio asegure una mejoría tal en las condiciones de calidad de aire que invalide los resultados entregados por el pronóstico o que asegure la reducción de los niveles de concentración de calidad de aire por debajo de aquellos que originan situaciones de emergencia ambiental.
Artículo 6.- Para efectos de evaluar el cumplimiento de la norma y los valores que originan situaciones de emergencia ambiental se utilizarán los valores de concentración expresados en ppbv.
Artículo 7.- Cuando el dióxido de azufre fuese precursor de otro contaminante normado, los planes de descontaminación o prevención que se establezcan para el control de este contaminante, podrán incluir medidas de reducción de emisiones del contaminante dióxido de azufre, independientemente del cumplimiento de las normas de calidad de aire que esta norma establece.
Metodología de Medición de la Norma Artículo 8.- La medición de la concentración de dióxido de azufre en el aire se realizará mediante uno cualesquiera de los siguientes métodos de medición:
a. Fluorescencia ultravioleta; b. Espectrometría de absorción diferencial con calibración in – situ y, c. Un método de medición de referencia o equivalente designado o aprobado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos o por las Directivas de la Comunidad Europea.
El monitoreo de calidad de aire deberá realizarse con instrumentos que cumplan con los métodos de medición señalados en el inciso anterior y que hayan sido reconocidos, aprobados o certificados por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos o por las Directivas de la Comunidad Europea.
Artículo 9.- Para efectos de cumplir con lo establecido en el artículo 13, podrán utilizarse técnicas de medición alternativas a las señaladas en el artículo precedente, las que deberán ser aprobadas por el Servicio de Salud respectivo. Para el monitoreo mediante estas técnicas se deberá considerar lo establecido en la letra (h) del artículo 2 del presente decreto.
Validación de la Información de Monitoreo de Calidad de Aire Artículo 10.- Se considerará válida la concentración anual, si para cada uno de los trimestres de un año, se dispusiere de a lo menos un 75% de los datos de concentración de 24 horas para ese periodo.
Se considerará válido el percentil 99 de las concentraciones de 24 horas registradas en un año , si, a lo menos, el 75% de los datos de concentración de 24 horas para el periodo de un año, se encontraren disponibles y dan cuenta de la variación de los datos a lo largo de un año (ciclo estacional).
Se considerará válida la concentración de 24 horas, si, a lo menos, el 75% de los datos de concentración de 1 hora para un periodo de 24 horas, se encontraren disponibles y dan cuenta de la variación de los datos a lo largo de un día (ciclo diario).
En el evento de que se dispusiere de menos del 75% de los datos de concentración de 1 hora, la concentración de 24 horas será considerada, sólo para efectos de verificar el cumplimiento de la norma primaria de calidad de aire como concentración de 24 horas, si, al reemplazar por cero los datos que faltaren para completar el 75% requerido, la concentración de 24 horas fuere mayor o igual al valor de la norma. Si se dispusiere de datos de concentración de 1 hora para 18, 19, 20, 21, 22 o 23 horas, la concentración de 24 horas se calculará como el promedio aritmético de los datos de concentración de 1 hora disponibles, utilizando como divisor 18, 19, 20, 21, 22 o 23, según corresponda. Se considerará válida la concentración de 1 hora, si, a lo menos, se dispusiere de 30 minutos sucesivos de medición.
Fiscalización de la Norma Artículo 11.- Corresponderá a los Servicios de Salud del país y, en la Región Metropolitana al Servicio de Salud Metropolitano del Ambiente, fiscalizar el cumplimiento de las disposiciones de la presente norma.
TITULO VI Implementación de la Norma
Artículo 12.-Los Servicios de Salud respectivos deberán dentro del plazo de seis meses, contados desde la publicación del presente decreto en el Diario Oficial, determinar mediante resolución fundada aquellas estaciones monitoras que se considerarán como EMRPG.
Artículo 13.- Los Servicios de Salud respectivos deberán dentro del plazo de tres años, contados desde la publicación del presente decreto en el Diario Oficial, realizar un diagnóstico de la calidad de aire para dióxido de azufre según sus competencias territoriales.
Dicho diagnóstico deberá considerar la información de calidad de aire disponible así como la que se genere a partir de organismos públicos y privados.
Los Servicios de Salud respectivos deberán dentro del plazo de dos años, contados desde que se disponga del diagnóstico, elaborar e implementar un programa priorizado de monitoreo para el seguimiento de la norma primaria de calidad de aire para dióxido de azufre. Dicho programa deberá ser revisado periódicamente en función de los nuevos antecedentes de calidad de aire de que se disponga, los cuales deberán incorporar la información tanto pública como privada. Artículo 14.- El monitoreo de la calidad de aire según los métodos de medición señalados en los artículos octavo y noveno del presente decreto, deberá realizarse de acuerdo a las disposiciones establecidas por el Servicio de Salud respectivo, el que deberá considerar, cuando se encuentre disponible, lo que señale el manual de aplicación técnico de la norma.
El manual de aplicación técnico de la norma deberá ser elaborado por la Comisión Nacional del Medio Ambiente .
Los Servicios de Salud respectivos deberán tener a disposición de la
ciudadanía, los datos de los niveles de concentración de calidad de aire para dióxido de azufre correspondientes a la presente norma, los que serán públicos. TITULO VII
Generación de Antecedentes para la Regulación de Efectos Agudos
Artículo 16.- Los Servicios de Salud respectivos, en especial en aquellas localidades en las que existe población expuesta a altos niveles de concentración de dióxido de azufre en periodos cortos de exposición, deberán recopilar la siguiente información:
Niveles de concentración de calidad de aire para dióxido de azufre como concentración de 5 minutos y una hora, a partir del monitoreo de la calidad de aire de dióxido de azufre.
Incidencia y prevalencia de asma en la población.
TITULO VIII Entrada en Vigencia
Artículo 17.- El presente decreto entrará en vigencia el día 1° del mes siguiente al de su publicación en el Diario Oficial.
La norma primaria de calidad de aire para dióxido de azufre como concentración anual y de 24 horas, así como los niveles que originan situaciones de emergencia ambiental, entrarán en vigencia transcurridos tres años contados desde que entre a regir el presente
decreto. Con igual fecha, entrarán en vigencia los incisos cuartos de los artículos tercero y cuarto del presente decreto.
ANÓTESE, TÓMESE RAZÓN Y PUBLÍQUESE. RICARDO LAGOS ESCOBAR, Presidente de la República.- MARIO FERNÁNDEZ BAEZA, Ministro Secretario General de la Presidencia.- OSVALDO ARTAZA BARRIOS, Ministro de Salud.
ANEXO 3: D.S. Nº 185/91, del Ministerio de Minería DECRETO QUE REGULA A LOS ESTABLECIMIENTOS Y FUENTES EMISORA DE ANHIDRIDO SULFUROSO, MATERIAL PARTICULADO O ARSENICO Santiago, 29 de septiembre de 1991. Hoy se decretó lo que sigue: Núm. 185. Visto: Lo establecido en la Constitución Política de la República en su artículo 19º, números 8 y 9 y artículo 32º número 8; en el Código Sanitario, Artículo 83º y 89º letra a); en los Decretos Supremos Nº 196, de 1986, y Nº 144, de 1961, ambos del Ministerio de Salud; en el Decreto Ley Nº 3557, de 1981, del Ministerio de Agricultura, en su artículo Nº 11, en el Decreto con Fuerza de Ley Nº 302, de 1960, del Ministerio de Hacienda, en su artículo 5º; en la Resolución Nº 1.215, de 1978, del Ministerio de Salud y en Decreto Supremo Nº 240, de 1990, del Ministerio de Bienes Nacionales. Considerando: Que la Constitución Política de la República garantiza a los habitantes el derecho a vivir en un ambiente libre de contaminación y por consiguiente, constituye deber del Estado velar para que este derecho no sea afectado y tutelar la preservación de la naturaleza. Que los estudios realizados por el Ministerio de Minería revelan que más del 90% de las emisiones de anhídrido sulfuroso en el país provienen de instalaciones mineras, existiendo la necesidad de reglamentar la operación de estas fuentes, con el propósito de evitar la contaminación del aire. Que para ello es menester realizar estudios destinados a medir la calidad del aire y desarrollar planes de descontaminación atmosférica en las áreas donde no hay condiciones para dar inmediato cumplimiento a esta reglamentación ambiental. Que es necesario, asimismo, establecer mecanismos de coordinación de la acción de los ministerios involucrados en todos los aspectos concernientes a la calidad del aire y
reglas claras para la incorporación de nuevas fuentes emisoras de anhídrido sulfuroso y de material particulado en el territorio nacional, de modo que la protección de medio ambiente se integre en forma armónica al proceso de desarrollo de la nación. Que, en el cumplimiento de lo anterior, es necesario sustituir las normativas especiales sobre el particular por una de carácter general y orgánico para todo el territorio nacional, sumándose el país, además, de esta manera a los esfuerzos que se realizan a nivel mundial para disminuir los actuales niveles de contaminación atmosférica en el planeta.
Título I: De los Objetivos y Definiciones Artículo 1º.- El presente Decreto regulará a los establecimientos y fuentes emisoras de anhídrido sulfuroso, material particulado o arsénico que se mencionan en el artículo 2º, actualmente en operación o que se instalen en fecha posterior a la publicación de este Decreto. Artículo 2º.- Se aplicará este Decreto a aquellos establecimientos que por su funcionamiento emiten a la atmósfera a través de sus fuentes emisoras cantidades mayores o iguales a 3 toneladas diarias de anhídrido sulfuroso, ya sea medidas en chimenea o determinadas por balance de masa equivalente de azufre ó 1 tonelada diaria de material particulado medida en chimenea o por un método aprobado por los Servicios. Además este Decreto será aplicable a toda fuente emisora de anhídrido sulfuroso o material particulado localizado en una zona saturada o latente, según se define en el Título II, artículo 9º y 10º de este Decreto. Artículo 3º.- Para los fines de este Decreto, los términos que se enuncian a continuación tendrán el significado que se especifica para cada uno de ellos: a) Compensación de emisiones: Es un acuerdo entre establecimientos de modo tal, que una de las partes practica una disminución en sus emisiones de material contaminante al menos en el monto en que el otro las aumenta.
b) Concentración ambiental: El valor promedio detectado en el aire en microgramos por metro cúbico normal (µg/Nm³), de anhídrido sulfuroso, por cualquier monitor ubicado en la zona. El promedio podrá ser anual, diario u horario. Para determinar la concentración media aritmética anual, el año será medido desde enero a diciembre y sólo se considerarán los días en que efectivamente se realizaron mediciones. ¹ Para efectos de este Decreto, un metro cúbico normal es el que se encuentra a 25ºC de temperatura a 760 mm de mercurio de presión, debiéndose corregir las mediciones realizadas, para llevarlas a este valor normal. c) Contaminación: La presencia en el aire de anhídrido sulfuroso o de material particulado en concentraciones ambientales mayores a los valores establecidos en las normas de calidad del aire. d) Emisión: La descarga, directa o indirecta, a la atmósfera de anhídrido sulfuroso o la descarga a la atmósfera de material particulado por chimenea, expresado en unidades de masa por unidad de tiempo. Además, se incluye la descarga producida por procesos de reducción de tamaño, clasificación y traspaso de material particulado. e) Equipo de captación: El conjunto de dispositivos o prácticas administrativas utilizados por el establecimiento regulado para disminuir la emisión de anhídrido sulfuroso o de material particulado. f) Establecimiento regulado: Es el conjunto de fuentes emisoras localizadas dentro del área de una propiedad industrial en donde no es posible distinguir el impacto relativo de cada una de ellas en los valores registrados de las concentraciones ambientales de anhídrido sulfuroso y material particulado y, que en conjunto, el Artículo 2º de este Decreto les sea aplicables. g) Fuente emisora: Es el punto o el área desde el cual se emite anhídrido sulfuroso, material particulado o arsénico.
h) Material particulado: Son los sólidos sedimentables y en suspención emitidos por un establecimiento regulado o fuente emisora. i) Material particulado respirable: Es el material particulado con diámetro aerodinámico menor que 10 µm. j) Material particulado sedimentable: Es el material particulado, cualquiera sea su tamaño, captado sobre una unidad de superficie en una unidad de tiempo. k) Modificación de un establecimiento regulado: Es la alteración de las instalaciones o procesos de un establecimiento regulado, que involucre un cambio en las emisiones de anhídrido sulfuroso o material particulado. l) Normas de calidad del aire: Son las concentraciones ambientales máximas permisibles para anhídrido sulfuroso y para material particulado. Las normas de calidad del aire pueden ser de dos tipos, primarias y secundarias. Las normas primarias se relacionan con la protección de la salud humana y serán aplicable en todo el territorio nacional. Las normas secundarias tienen por objetivo preservar los ecosistemas y proteger las explotaciones
silvoagropecuarias. m) Nuevo establecimiento: Todo establecimiento regulado de creación posterior a la entrada en vigencia del presente Decreto. n) Punto de impacto máximo: Lugar donde sea pertinente la aplicación de las normas de calidad del aire primarias y secundarias y se registre, a nivel de la superficie, la mayor concentración ambiental de anhídrido sulfuroso o material particulado. ñ) Red de monitoreo permanente de calidad del aire: El conjunto de equipos de medición de concentraciones ambientales de anhídrido sulfuroso, en régimen continuo, y de material particulado respirable en zonas pobladas.
o) Servicios: Servicios competentes de los sectores de Salud y Agricultura. Nota: ¹ Inciso modificado de acuerdo a lo establecido por el Art. 13º del D.S. Nº 59, de 16 de marzo de 1998, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, (D.O. 25/05/1998).
Título II: De las Normas de Calidad del Aire Artículo 4º.- ¹ Con el objeto de proteger la salud de la población, la Comisión Interministerial podrá proponer al Ministerio de Salud que establezca concentraciones ambientales máximas permisibles para anhídrido sulfuroso aplicables a todo el territorio nacional. Con tal objeto se establecen las normas primarias de calidad del aire para: Anhídrido sulfuroso: Ochenta microgramos por metro cúbico normal (80 µg/Nm³) como concentración media aritmética anual, y trescientos sesenta y cinco microgramos por metro cúbico normal (365 µg/Nm³) como concentración media aritmética diaria. Nota: ¹Artículo modificado de acuerdo a lo establecido por el Art. 13º del D.S. Nº 59, de 16 de marzo de 1998, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, (D.O. 25/05/1998). Artículo 5º.- La Comisión Interministerial establecida en el Título VII, podrá proponer al Ministerio de Salud una norma primaria de calidad del aire para el elemento arsénico en todo el país, de acuerdo a lo establecido en el Artículo 8º transitorio de este Decreto. ¹ Esta norma, así como los procedimientos para su medición, serán establecidos por Decreto Supremo del Ministerio de Salud.
Nota: ¹Esta norma fue establecida por el D.S. Nº 477, de 28 de enero de 1994, del Ministerio de Salud, (D.O. 18/04/1994).
Artículo 6º.- Con el objetivo de proteger las explotaciones silvoagropecuarias y de preservar los ecosistemas pertenecientes a las Áreas Silvestres Protegidas, la Comisión Interministerial podrá proponer al Ministerio de Agricultura normas secundarias de calidad del aire para anhídrido sulfuroso, material particulado y arsénico, aplicables a áreas con explotación silvoagropecuarias o recursos naturales renovables. Con tal objeto, se establecen las normas secundarias sobre concentraciones ambientales máximas permisibles de anhídrido sulfuroso, para las áreas del territorio divididas según el siguiente límite: De Oeste a Este, desde la desembocadura del río Maipo, por su cauce hasta el límite entre las Regiones Metropolitana y VI. Continúa por este límite hacia el Sur hasta el límite entre las Regiones Metropolitana y VI. Sigue por este último hasta la cota 900 m.s.n.m. en la precordillera de Los Andes, en el sector de Chada, y hacia el Sur, por esta cota hasta la línea de longitud 70 grados 35 minutos, en el sector de las Termas de Cauquenes. Continúa por esa longitud hacia el Sur hasta empalmar con la línea de latitud 34 grados 20 minutos y por ella hasta la frontera con Argentina. Este límite está demarcado gráficamente en las Hojas del Servicio Geográfico Militar: Santiago, Rancagua, y Volcán Maipo, a escala 1:250.000, anexadas al presente Decreto. a) La norma que regirá desde el límite hacia el norte del territorio nacional será: Ochenta microgramos por metro cúbico normal (80 µg/Nm³) como concentración media aritmética anual, trescientos sesenta y cinco microgramos por metro cúbico normal (365 µg/Nm³) como concentración media aritmética diaria, y mil microgramos por metro cúbico normal (1.000 µg/Nm³) como concentración máxima de una hora. b) La norma que regirá desde el límite hacia el sur del territorio nacional será: Sesenta microgramos por metro cúbico normal (60 µg/Nm³) como concentración media aritmética anual, doscientos sesenta microgramos por metro cúbico normal (260 µg/Nm³) como
concentración media aritmética diaria, y setecientos microgramos por metro cúbico normal (700 µg/Nm³) como concentración máxima de una hora. Del cumplimiento de esta norma se excluyen las áreas urbanas e industriales calificadas como tales. Artículo 7º.- Con el objetivo establecido en el Artículo precedente, la Comisión Interministerial establecida en el Título VII, podrá proponer al Ministerio de Agricultura normas secundarias de calidad ambiental para material particulado sedimentable que en áreas con actividad silvoagropecuaria o recursos naturales renovables que considera: a) Material particulado sedimentable en su concentración máxima permisible, y b) La concentración de elementos químicos en el material particulado sedimentable como concentración máxima permisible. Esta norma, la localización de su aplicación y los procedimientos para su medición serán establecidos por Decreto Supremo del Ministerio de Agricultura. Título III: De las Zonas de Calidad de Aire Artículo 8º.- Para los efectos de la aplicación de este Decreto, el territorio nacional se clasificará conforme a las concentraciones ambientales de anhídrido sulfuroso o de material particulado en las siguientes zonas: Saturada, Latente, No Saturada y No Clasificada. La Comisión Interministerial establecida en el Título VII, podrá proponer la clasificación y modificación de clasificación de una zona a los Ministerios de Salud o de Agricultura, según corresponda. Esta clasificación y modificación de clasificación se hará mediante Decreto del Ministerio que corresponda y solamente regirá para administrar, controlar y fiscalizar la calidad del aire, con el propósito de proteger la salud de la población y las explotaciones silvoagropecuarias y sin que signifique modificar la división administrativa del país ni la competencia de sus autoridades.
Artículo 9º.- Será zona saturada por anhídrido sulfuroso aquella en que se sobrepasen las normas de calidad del aire de anhídrido sulfuroso en conformidad al Título II del presente Decreto. Asimismo será zona saturada por material particulado aquella en que se sobrepasen las normas de calidad del aire para material particulado en conformidad al Título II del presente Decreto. Se considerará sobrepasada la norma de calidad del aire cuando la concentración ambiental de anhídrido sulfuroso, detectadas por cualquier estación de muestreo localizada en la zona correspondiente en la cual sea pertinente la aplicación de las normas de calidad del aire, exceda una de las concentraciones ya referidas. ¹
Nota: ¹Inciso modificado de acuerdo a lo establecido por el Art. 13º del D.S. Nº 59, de 16 de marzo de 1998, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, (D.O. 25/05/1998).
Artículo 10º.- Será zona latente por anhídrido sulfuroso aquella donde la medición de la concentración ambiental de anhídrido sulfuroso se sitúe en el intervalo 80-100% del valor de las normas de calidad del aire que sea pertinente aplicar a dicha zona, en conformidad al Título II del presente Decreto. Asimismo será zona latente por material particulado aquella zona donde la medición de la concentración ambiental de material particulado se sitúe en el intervalo definido en el inciso anterior. Artículo 11º.- Será zona no saturada por anhídrido sulfuroso aquella donde la medición de la concentración ambiental de anhídrido sulfuroso se sitúe en el intervalo 0-80% del valor de las normas de calidad del aire descritas en el Título II, que se apliquen a dicha zona. Asimismo será zona no saturada por material particulado aquella zona donde la medición de la concentración ambiental de material particulado se sitúe en el intervalo definido en el inciso anterior. Artículo 12º.- Será zona saturada natural por anhídrido sulfuroso o por material particulado aquella zona donde la medición de la concentraciones ambientales de anhídrido sulfuroso o material particulado respectivamente, sobrepasen las normas de calidad del aire establecidas por este Decreto y su valor no sea consecuencia de emisiones originadas por la actividad humana.
Artículo 13º.- Las zonas no clasificadas serán aquellas donde no se dispone de información certificada para su clasificación. Artículo 14º.- Las zonas de clasificación de calidad del aire se determinarán por menciones certificadas por los Servicios, realizados mediante estaciones meteorológicas y equipos de detección de anhídrido sulfuroso y de material particulado. Título IV: De los Requisitos para Establecimientos Regulados Artículo 15º.- Todos los establecimientos regulados que estén en funcionamiento o deseen instalarse o reanudar operaciones o modificar sus instalaciones y que están localizados en zona latente, no saturada o no clasificada deberán regular sus emisiones de anhídrido sulfuroso y material particulado, de modo que se cumplan las normas de calidad del aire que se apliquen a dicha zona, en el punto de máximo impacto, y cumplir las demás disposiciones establecidas en este Decreto. Artículo 16º.- Todos los establecimientos regulados que estén en funcionamiento o deseen instalarse o reanudar operaciones o modificar sus instalaciones y que están localizadas en zona saturada, deberán cumplir las siguientes disposiciones: a) En el caso que una zona saturada es impactada por las emisiones de sólo un establecimiento, éste deberá reducir sus niveles de emisión en forma que establece el Artículo 17º de este Decreto, con el objetivo que cumpla con las normas de calidad del aire que se apliquen a dicha zona, en el punto de máximo impacto. b) Si la zona saturada es impactada por las emisiones de más de un establecimiento regulado, éstos deberán reducir sus emisiones, hasta cumplir con las normas de calidad del aire que se apliquen a dicha zona, en el punto de máximo impacto. Las reducciones se harán en forma proporcional a su contribución a las concentraciones ambientales medidas en dicha zona, o en la proporción que ellos libremente acuerden. En este último caso, deberá dejarse constancia de la proporción acordada ante los Servicios. Si no se
cumple esta disposición, debido a falta de acuerdo entre las partes, los Servicios deberán establecer las metas de reducción para los
establecimientos involucrados y éstos deberán presentar Planes de Descontaminación de acuerdo a lo estipulado en el Título VI. c) Si la zona saturada es impactada simultáneamente por las emisiones de establecimientos regulados y por otras fuentes emisoras de modo tal que las primeras no pueden cumplir, por sí solas, con las normas de calidad del aire en el punto de máximo impacto, descritas en el Título II que se apliquen a dicha zona, la autoridad competente deberá establecer planes específicos de descontaminación para la zona en coordinación con los Servicios. En la Región Metropolitana, el planes de descontaminación a que se refiere la letra c) precedente podrá ser propuesto por la Comisión Especial de Descontaminación de la Región Metropolitana, creada el 18 de abril de 1990 por D.S. Nº 349, del Ministerio del Interior ¹.
Nota: ¹El D.S. Nº 349, de 18 de abril de 1990, Crea Comisión Especial de Descontaminación de la Región Metropolitana (D.O. 27/04/1990).
Artículo 17º.- Los establecimientos regulados localizados en zona saturada, deberán realizar Planes de Descontaminación de acuerdo al Título VI de este Decreto, en un plazo máximo de 6 meses a contar de la fecha de publicación del decreto que declare la zona como saturada. El propósito de estos planes será la reducción de emisiones para cumplir con lo señalado en el Artículo precedente, en un plazo que se determinará de acuerdo al procedimiento prescrito en el Artículo 27º del presente Decreto. Artículo 18º.- Sin perjuicio de lo mencionado en los Artículos 16º y 17º, todos los establecimientos regulados que se encuentren ubicados en zonas saturadas, deberán llevar un registro diario de las emisiones de anhídrido sulfuroso determinadas por balance de masa equivalente de azufre o medidas en chimenea y un registro semestral de material particulado medido en chimenea o por un método aprobado por los Servicios. Esta información deberá ser entregada a los Servicios cuando ellos así lo requieran.
Artículo 19º.- Los establecimientos regulados en funcionamiento localizados en zonas saturadas deberán, además, disponer de un Plan de Acción Operacional para ser aplicado en caso de episodios críticos. En estos casos, deberán poner en conocimiento inmediato del Servicio de Salud correspondiente, las concentraciones horarias de anhídrido sulfuroso cuando alcancen los siguientes niveles en las zonas representativas de la población, en especial los sectores que incluyen los hospitales y los establecimientos educacionales, para que se apliquen las medidas de precaución que se recomiendan:
Concentración horaria (ppm) 0.75 Situación Aviso de alerta Medidas de precaución Ancianos y personas con enfermedades cardíacas y respiratorias deberán permanecer en sus casas. En ellas se deberán cerrar puertas y ventanas. Adicionalmente a lo anterior los escolares deberán suspender las clases de gimnasia y las actividades en el exterior. Adicionalmente a lo anterior, todas las personas deberán permanecer en sus casas minimizando las actividades físicas, desplazándose sólo para concurrir a su trabajo o por razones de fuerza mayor.
Artículo 20º.- Los establecimientos regulados que se encuentren en funcionamiento, a la fecha de entrada en vigencia de este Decreto y que deseen modificar sus instalaciones, conforme a lo que se indica en la letra k) del artículo 3º, deberán cumplir, además, con los requisitos que se establecen en el Título V. Artículo 21º.- Aquellos establecimientos regulados que por las características de sus funciones operan en forma estacional o aquellas que no se encuentren en funcionamiento a la entrada en vigencia de este Decreto y que deseen reanudar sus operaciones, deberán notificar la reiniciación de actividades a los Servicios.
Lo señalado en el inciso anterior no excluye al establecimiento regulado del cumplimiento de lo estipulado en este Decreto si por causa de su funcionamiento se sobrepasan las normas de calidad del aire. Título V: De los Requisitos para el Funcionamiento de Nuevos Establecimientos Regulados Artículo 22º.- Todo nuevo establecimiento regulado que desee instalarse en un zona clasificada como saturada, latente, no saturada o no clasificada, deberá solicitar y obtener una evaluación previa del Servicio de Salud correspondiente, en la forma que lo establece el Código Sanitario, como requisito para obtener la autorización municipal, sin perjuicio de otras autorizaciones que deba obtener. Artículo 23º.- Para los efectos del informe de evaluación indicado en el Artículo anterior, el interesado deberá presentar al Servicio de Salud respectivo, y al Servicio Agrícola y Ganadero cuando corresponda, un informe técnico en los términos señalados en el artículo 24º del presente Decreto, el cual será evaluado de acuerdo al procedimiento que se señala en el Artículo 25º. Artículo 24º.- El informe técnico deberá incluir, a lo menos, los siguientes antecedentes a fin de evaluar el impacto ambiental de las nuevas emisiones en las concentraciones ambientales de anhídrido sulfuroso o de material particulado de la zona: a) Descripción conceptual del proceso operativo, incluyendo su localización; b) Balance de azufre del proceso y caracterización cuantitativa y cualitativa de los gases y del material particulado; c) Descripción de las principales características del ecosistema de la zona, estableciendo su línea base y una indicación del impacto ambiental del proyecto sobre el ecosistema; d) Descripción de los equipos de captación de anhídrido sulfuroso y de material particulado, con indicación de su eficiencia probable;
e) Datos de monitoreo de calidad del aire en la zona donde desea instalarse la fuente y en los probables puntos de máximo impacto, en lo que respecta a anhídrido sulfuroso y de material particulado, realizados en forma periódica, de acuerdo a la mejor información disponible; f) Indicación de la disposición final de los residuos sólidos y líquidos generados por los equipos de captación; g) Comportamiento histórico y estacional de las siguientes variables meteorológicas: dirección y velocidad del viento en altura y superficie, temperatura del aire, humedad y presión atmosféricas, radiación solar, régimen de lluvias y nubosidad, de acuerdo a la mejor información disponible; h) Aplicación de un modelo matemático a la predicción de la dispersión de contaminantes atmosféricos, considerando todas las condiciones
meteorológicas de la zona, con el propósito de confeccionar perfiles de concentración ambiental para anhídrido sulfuroso y de material particulado en función de la distancia del foco de emisor, definiendo el punto de máximo impacto e indicando la probable concentración de anhídrido sulfuroso y de material particulado que allí se generaría, y i) Un informe que permita estimar las probables consecuencias de tipo ambiental que se producirán en situaciones adversas de fuerza mayor. Artículo 25º.La evaluación del informe técnico a que se refieren los Artículos precedentes se realizará de acuerdo al siguiente procedimiento: a) Análisis del informe técnico por parte del Servicio de Salud, y por el Servicio Agrícola Ganadero cuando corresponda, los que para tal efecto podrán solicitar la opinión de la Comisión Regional del Medio Ambiente, establecida por D.S. Nº 240, de 1990, del Ministerio de Bienes Nacionales y 98
además, si estimaran procedente, de la Comisión Interministerial de Calidad del Aire, a que se refiere el Título VII, con el objeto de elaborar el informe de evaluación respectivo. b) En el caso que el nuevo establecimiento esté en una zona clasificada como latente, no saturada o no clasificada, el objetivo de la evaluación será verificar que se han proyectado las medidas necesarias para garantizar el cumplimiento de las normas de calidad del aire aplicables a la zona, considerando las emisiones que la afectan al momento de la presentación de la solicitud de evaluación. En el caso que el nuevo establecimiento esté en una zona clasificada como saturada, el objetivo de la evaluación será verificar: (i) que la suma de las nuevas emisiones a las generadas por los establecimientos regulados existentes que afectan a la zona permite cumplir con el plan de descontaminación que en ésta se aplica; (ii) que existen mecanismos de compensación de emisiones para los cuales la incorporación del nuevo establecimiento regulado e la zona permite eliminar de ésta una cantidad mayor o igual al 100% de las emisiones que él aportará. c) La emisión del informe de evaluación se realizará en el plazo de ciento veinte días, contado desde su recepción. Este informe deberá contener las conclusiones del Servicio de Salud, y del Servicio Agrícola Ganadero cuando corresponda, respecto al cumplimiento del objetivo establecido en la letra b) precedente, y de los eventuales requisitos de salubridad pública y de monitoreo a los cuales se debiera condicionar su funcionamiento.
Título VI: De los Planes de Descontaminación Artículo 26º.El Plan de Descontaminación a que se refiere el Artículo 17º deberá contemplar: a) El informe técnico a que se refiere el Artículo 24º.
b) Las medidas, costos y plazos necesarios para cumplir con los artículos 16º y 17º. Para ello se deberá entregar una proyección de las emisiones anuales, en el corto y largo plazo, los equipos de captación que se proyecta instalar y su impacto probable sobre las concentraciones ambientales de anhídrido sulfuroso y de material particulado. En el caso de la zona que se encuentre impactada por las emisiones de más de un establecimiento regulado, éstos podrán presentar un Plan de Descontaminación en forma conjunta. Artículo 27º.- La evaluación del Plan de Descontaminación a que se refiere el Artículo 17º se realizará de acuerdo al siguiente procedimiento: a) Presentación del Plan al Intendente Regional para su análisis. b) Para tal efecto se podrá solicitar los informes a los Servicios, a la Comisión Regional del Medio Ambiente y a la Comisión Interministerial de Calidad del Aire. c) El objetivo del informe será analizar sí los plazos propuestos son compatibles con las políticas nacionales y regionales económicas, sociales y ambientales. d) El Intendente remitirá el Plan y los informes al Presidente de la República para su análisis y resolución. e) El Presidente de la República, en el caso que lo estime conveniente, aprobará el Plan respectivo mediante Decreto Supremo. El procedimiento se realizará en un plazo de ciento veinte días, contados desde su recepción por el Intendente Regional. Los plazos indicados en el Plan regirán a partir de la fecha de publicación del Decreto respectivo que lo autoriza.
Título VII: De la Comisión Interministerial de Calidad del Aire Artículo 28º.- Con el fin de asesorar al Presidente de la República en el cumplimiento de las obligaciones establecidas en este Decreto, se crea la Comisión Interministerial de Calidad del Aire, la que estará formada por los Ministerios de Agricultura, Economía, Minería y Salud, la que actuará como Sub-Comité de Ministros de la Comisión Nacional del Medio Ambiente. La Comisión Interministerial de Calidad del Aire contará con una Secretaría Técnica, cuya función será la de asesorar al Subcomité de Ministros en el cumplimiento de las tareas establecidas en el Artículo 30º de este Decreto. Esta Secretaría estará radicada en el Ministerio que se determine mediante Decreto Supremo del Ministerio de Minería, el que llevará la firma de los Ministros de Agricultura, Economía y Salud. Para tal efecto se tendrá en consideración la proposición que acuerde el Subcomité de Ministros en su primera sesión. Artículo 29º.- La Comisión tendrá como órgano de consulta y análisis a un Grupo Técnico constituido por el Jefe del Departamento de Programas sobre el Medio Ambiente del Ministerio de Salud, el Director de la División de Protección de los recursos Naturales Renovables del Servicio Agrícola y Ganadero del Ministerio de Agricultura, el Jefe del Departamento Técnico del Ministerio de Minería, el Jefe del Departamento de Política Comercial e Industrial del Ministerio de Economía y por el Secretario Técnico de la Comisión Nacional del Medio Ambiente, o por quienes los respectivos Ministerios designen. La Secretaría Técnica deberá sesionar al menos mensualmente con el Grupo Técnico debiendo levantar actas de lo tratado en dichas sesiones. Artículo 30º.- Corresponderá a la Comisión Interministerial: a) Proponer la calificación y la modificación de la clasificación de una zona de acuerdo a la calidad del aire;
b) Estudiar y evaluar las áreas donde deben establecerse normas de calidad del aire y proponerlas a los Ministerios con atribuciones en esta materia; c) Evaluar y recomendar la aprobación de los planes de descontaminación a que se refieren los artículos 16º, 17º y el Título VI; d) Proponer medidas de coordinación con los establecimientos regulados y los Servicios para realizar mediciones de la calidad del aire en las localidades que se requieran; e) Analizar los informes a que se refieren los artículos 23º, 24º y el 25º, que presenten los establecimientos regulados; f) Proponer el plazo dentro del cual los establecimientos regulados deberán cumplir con lo dispuesto en este Decreto; g) Proponer normas, acciones, estudios y, en general, ampliamente, cualquier mecanismo o iniciativa procedente a juicio de la Comisión y destinadas al cumplimiento de las finalidades propias del presente Decreto. Artículo 31º.- La Comisión Interministerial se constituirá en el plazo de treinta días, contados desde la publicación de este Decreto y adoptará los procedimientos propios de su funcionamiento.
Título VIII: De la Fiscalización de la Calidad del Aire Artículo 32º.- Para los efectos del cumplimiento de este Decreto, corresponderá a los Servicios definidos en el Artículo 3º letra o), lo siguiente: a) Fiscalizar la calidad del aire, en el territorio nacional, con el objeto de que se cumpla con las normas de calidad del aire establecidas por la autoridad competente.
b) Fiscalizar las redes de monitoreo que los establecimientos regulados instalen para el cumplimiento de este Decreto, en cuanto a su buen funcionamiento y el correcto registro de los datos. c) Fiscalizar el cumplimiento de los Planes de Descontaminación a que se refiere el Artículo 17º y el Título VI del presente Decreto, en cuanto a los plazos y niveles de emisión anuales de anhídrido sulfuroso y material particulado. Artículo 33º.- Los Servicios podrán solicitar mediante Resolución fundada a un establecimiento regulado una declaración sobre la caracterización y cantidad de sus emisiones mediante mediciones de emisión en chimeneas o, si desarrolla un Plan de Descontaminación que proyecte un sistema de medición de calidad del aire, de modo que instale, calibre, opere y mantenga, a su costo, una red de monitoreo permanente de la calidad del aire con el objeto de detectar y registrar las concentraciones ambientales de anhídrido sulfuroso y material particulado, según corresponda. La declaración o el proyecto deben ser presentados a los Servicios dentro de un plazo no superior a 180 días desde el aviso correspondiente, junto a un programa de ejecución. Este programa contendrá, a lo menos, un cronograma detallado en el que se especifiquen las etapas y el plazo máximo de ejecución; además, deberá contemplar el envío de los datos registrados del monitoreo a los Servicios en forma periódica. Artículo 34º.- A través de Resolución fundada de los Servicios, se aprobará los proyectos de redes de monitoreo en lo que dice relación con los datos a entregar, la operación y ubicación de los monitores y la metodología pare el envío de los datos registrados a la autoridad, dentro de un plazo máximo de 60 días. Además mediante Resolución fundada de los Servicios, se podrá disponer o aprobar la modificación de la localización, número y tipo de los equipos de detección de anhídrido sulfuroso o de material particulado, integrantes de la red de monitoreo de calidad del aire.
En el caso que dos o más Servicios tengan competencia decisoria en los asuntos señalados en los incisos anteriores, deberán actuar en forma coordinada. El sistema de monitoreo deberá estar plenamente instalado y en operación en el plazo propuesto en el Plan de Descontaminación promulgado por el Presidente de la República mediante decreto supremo en conformidad a lo establecido en la letra e) del artículo 27° del presente decreto. Artículo 35º.- ¹ Para efectos del monitoreo de la calidad del aire, se considerarán válidas las mediciones de concentraciones que: a) Utilicen los siguientes métodos de referencia: - Para anhídrido sulfuroso: Método colorimétrico de la pararrosanilina y detección instrumental basada en fluorescencia ultravioleta; - Otros métodos equivalentes aprobados por los Servicios. b) Para anhídrido sulfuroso, se ejecuten a lo menos durante el tiempo correspondiente al periodo de referencia, es decir:
Intervalo de Tiempo 1-hr (promedio) 24-hr (promedio) Promedio mensual Promedio trimestral Promedio anual Número mínimo de observaciones/promedios 50 minutos 20 observaciones horarias 24 promedios diarios 3 promedios mensuales consecutivos 10 promedios mensuales con al menos 2 promedios mensuales por trimestre
c) Cumplan a satisfacción los requerimientos para instalación, calibración y operación de los equipos de muestreo y análisis, aprobados por los Servicios. d) Otros requerimientos establecidos aprobados por los Servicios
Nota: ¹Artículo modificado de acuerdo a lo establecido por el Art. 13º del D.S. Nº 59, de 16 de marzo de 1998, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, (D.O. 25/05/1998).
Título IX: De las Sanciones Artículo 36º.- Las contravenciones a las obligaciones que impone el presente decreto, se sancionarán de acuerdo a lo establecido en el Libro X del Código Sanitario y en el decreto ley Nº 3.557, de 1980, del Ministerio de Agricultura, según corresponda.
Título X: De las Derogaciones Artículo 37º.- Deróganse el Decreto Supremo Nº 196, de 1986, del Ministerio de Salud y toda otra norma reglamentaria contraria al presente decreto, sin prejuicio de lo establecido en el artículo transitorio N° 9. Artículos Transitorios Artículo 1º.- Para los efectos de la aplicación de este Decreto, se declara como zona latente para anhídrido sulfuroso a la localidad de Chagres, comuna de Catemu, provincia de San Felipe de Aconcagua; como zona saturada para anhídrido sulfuroso y material particulado respirable, el campamento de la División Chuquicamata de Codelco-Chile, y, como zona saturada para material particulado respirable, al área Metropolitana de Santiago, sin prejuicio que estas clasificaciones puedan cambiar y que otras zonas sean calificadas posteriormente.
Artículo 2º.- La Compañía Minera Disputada de Las Condes deberá mantener y calibrar periódicamente y a su costo, la red permanente de monitoreo de la calidad del aire actualmente en operación aprobada par el Servicio de Salud de San Felipe-Los Andes y la Dirección Regional del Servicio Agrícola y Ganadero de la región de Valparaíso, mediante Resolución conjunta N° 248 de 7 de junio de 1985, que permite la detección y registro de las mediciones de concentración de anhídrido sulfuroso en la atmósfera del área agrícola circundante a la Fundición de Chagres. Artículo 3º.- La División Chuquicamata de Codelco-Chile deberá mantener y calibrar periódicamente y a su costo, la red permanente de monitoreo de la calidad del aire actualmente en operación aprobada por Resolución 1.273 del 1° de diciembre de 1986 del Director del Servicio de Salud de Antofagasta, que permite la detección y registro de las mediciones de concentración de anhídrido sulfuroso y material particulado respirable, en la atmósfera de las áreas poblacionales del campamento de Chuquicamata y de la ciudad de Calama. Artículo 4º.- La Empresa Nacional de Minería y Chilgener S.A. deberán instalar una red de monitoreo permanente de calidad del aire, en la zona circundante al Complejo Industrial Ventanas, 30 días después de la publicación de este Decreto y presentar un Plan de Descontaminación antes del 31 de julio de 1992. Artículo 5º.- La División El Teniente de Codelco-Chile deberá instalar una red permanente de monitoreo de calidad del aire en la zona circundante a la fundición Caletones, 30 días después de la publicación de este Decreto. Artículo 6º.- La División El Salvador de Codelco-Chile deberá instalar una red de monitoreo de calidad del aire para detector y registrar las concentraciones ambientales de anhídrido sulfuroso y material particulado respirable en el Campamento de Potrerillos, 30 días después de la publicación de este Decreto. Artículo 7º.- La Empresa Nacional de Minería, ENAMI, deberá instalar una red permanente de monitoreo de calidad del aire en la zona circundante a la fundición Hernán Videla Lira, antes del 30 de junio de 1992.
Artículo 8º.- Las disposiciones del presente Decreto Supremo respecto de arsénico se aplicarán a los establecimientos emisores de arsénico una vez que se haya publicado el Decreto Supremo a que se refiere el Artículo 5° ¹. Para esto, el Ministerio de Salud dispondrá de un plazo de 180 días para dictar la norma de calidad del aire a que se refiere el Artículo 5°.
Nota: ¹Esta norma fue establecida por el D.S. Nº 477, de 28 de enero de 1994, del Ministerio de Salud, (D.O. 18/04/1994). Sin embargo, este decreto fue posteriormente derogado por el D.S. Nº 1.364, de 6 de mayo de 1994, del Ministerio de Salud.
Artículo 9º.- La Compañía Minera Disputada de Las Condes tendrá el plazo de 1 año, para adecuarse a las disposiciones establecidas en el presente Decreto. Producida dicha adecuación, la que será certificada por los Servicios, se dará por derogado el Decreto Supremo Nº 28 de 1991, del Ministerio de Agricultura.
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