Apuntes_Tema_3.1_Control de Contaminación del Aire by Cherry Flavour

TEMA 3: CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE. 3.1 GENERALIDADES SOBRE LA ATMÓSFERA. 1. LA ATMÓSFERA. Capa de gas que rodea un cuerpo celeste con la suficiente masa como para atraerlo. Algunos planetas están formados principalmente por gases, con lo que tienen atmósferas muy profundas. La atmósfera terrestre protege la vida de la Tierra, absorbiendo en la capa de ozono parte de la radiación solar ultravioleta, y reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche, y actuando como escudo protector contra los meteoritos. 2. ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA. Troposfera: es la capa más cercana a la superficie terrestre, donde se desarrolla la vida y ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Su espesor varía desde los 8-‐ 15km. En esta capa la temperatura disminuye con la altura alrededor de 6,5 °C por kilómetro. La troposfera contiene alrededor del 75% de la masa gaseosa de la atmósfera, así como casi todo el vapor de agua. Límite superior: tropopausa. Estratosfera: es la capa que se encuentra entre los 12-‐50km de altura. Los gases se encuentran separados formando capas de acuerdo a su peso. Una de ellas es la capa de ozono que protege a la Tierra del exceso de rayos ultravioleta. Las cantidades de oxígeno (O2) y anhídrido carbónico (CO2) son casi nulas y aumenta la proporción de hidrógeno. Actúa como regulador de la temperatura, siendo en su parte inferior cercana a los -‐60 °C y aumentando con la altura hasta los 10 ó 17 °. Límite superior: estratopausa. Mesosfera: donde la temperatura vuelve a disminuir y desciende hasta los -‐90 °C conforme aumenta su altitud. Se extiende desde la estratopausa hasta una altura de unos 80 km, donde la temperatura vuelve a descender hasta unos -‐ 70 °C u -‐80 °C. Límite superior: mesopausa. Termosfera/ ionosfera: Es la capa que se encuentra entre los 90-‐800km de altura. En ella existen capas formadas por iones. Al ser una capa conductora de electricidad es la que posibilita las transmisiones de radio y televisión por su

propiedad de reflejar las ondas electromagnéticas. El gas predominante es el hidrógeno, H. Allí se produce la destrucción de los meteoritos que llegan a la Tierra. Su temperatura aumenta desde los -‐73 °C hasta llegar a 1.500 °C. Límite superior: termopausa. Exosfera: Es la capa externa de la Tierra que se encuentra por encima de los 800 kilómetros de altura. Está compuesta principalmente por H y He y las partículas van disminuyendo hasta desaparecer. Debido a la baja atracción gravitatoria algunas pueden llegar a escapar al espacio interplanetario. COMPOSICIÓN DEL AIRE SECO Y LIMPIO A NIVEL DEL MAR Fórmula % en volumen ppm (partes por millón) N2 78.09 780 900 O2 20.04 209 400 Ar 0.93 9 300 CO2 0.0318 318 Ne 0.0018 18 He 0.00052 5.2 CH4 (metano) 0.00015 1.5 Kr 0.0001 1 H2 0.00005 0.5 N2O (óxido nitroso) 0.000025 0.25 CO (monóxido de carbono) 0.00001 0.1 Xe 0.000008 0.08 O3 (ozono) 0.000002 0.02 NH3 0.000001 0.01 NO2 (dióxido de nitrógeno) 0.0000001 0.001 SO2 (dióxido de azufre) 0.00000002 0.0002 I2 0.000001 0.01 El aire está compuesto principalmente por nitrógeno, oxígeno y argón. El resto de los componentes, entre los cuales se encuentran los gases de efecto invernadero, son el vapor de agua, dióxido de carbono, metano, oxido nitroso y ozono, entre otros. Otro tipo de substancias pueden estar presente en pequeñas cantidades. También es detectable la presencia de elementos vertidos a la atmósfera en forma de contaminantes. MOVIMIENTOS DE LA ATMÓSFERA Los vientos alisios soplan de manera relativamente constante en verano (hemisferio norte) y menos en invierno. Circulan entre los trópicos, desde los 30-‐35º de latitud hacia el ecuador. soplan desde los Trópicos hacia el Ecuador. En el hemisferio sur son vientos del sudeste y en el hemisferio norte sin vientos del nordeste.

El contraalisio soplan desde los Trópicos (altas tropicales) hacia los Círculos Polares (bajas circumpolares). En ambos hemisferios llega hasta unos 30° de latitud aproximadamente. Se originan por la ascensión de grandes masas de aire cálido en zonas ecuatoriales y su posterior desviación hacia otras zonas más frías. Los vientos circumpolares soplan desde los polos geográficos hacia los Círculos Polares. Soplan en la misma dirección que los alisios.

ALBEDO Relación expresada en porcentaje de la radiación que cualquier superficie refleja sobre la radiación que incide sobre la misma. Las superficies claras tienen valores de albedo inferior a las oscuras, y las brillantes más que las opacas. El albedo medio de la Tierra es del 37-‐39% de la radiación que proviene del Sol. Es una medida de la tendencia de una superficie a reflejar radiación incidente. Un albedo alto enfría el planeta, porque la luz (radiación) absorbida y aprovechada para calentarlo es mínima. Por el contrario, un albedo bajo calienta el planeta, porque la mayor parte de la luz es absorbida por el mismo. La presencia de agua en la Tierra crea una interesante retroalimentación positiva para el albedo, ya que las bajas temperaturas incrementan la cantidad de hielo sobre su superficie, lo que hace más blanco al planeta y aumenta su albedo, lo que a su vez enfría más el planeta, lo que crea nuevas cantidades de hielo; de esta manera, teóricamente al menos, podría llegarse al punto en que la Tierra entera se convertiría en una bola de nieve. También observar que las variaciones del albedo se deben en parte a la acción del hombre, que con la contaminación y por consiguiente el aumento del efecto invernadero y la reducción del albedo.

3. LAS NUBES. Masa de visible formada por cristales de nieve o gotas de agua microscópicas suspendidas en la atmósfera. Son gotas de agua sobre polvo atmosférico, luego, dependiendo de los factores que las rodeen, las gotas pueden convertirse en lluvia, granizo o nieve. Algunas masas de aire que componen la atmósfera terrestre llevan entre sus componentes significativas cantidades de agua que obtuvieron a partir de la evaporación del agua de mar y de la tierra húmeda, juntándose así con partículas de polvo o cenizas que hay en el aire (núcleos de condensación). Estas masas de aire cálido y húmedo tienden a elevarse cuando se topan con otra masa de aire frío y seco. Las masas de aire no se revuelven entre sí cuando chocan; están bien delimitadas y tienden a desplazarse hacia zonas de menor presión atmosférica. Al elevarse las masas de aire caliente se expanden al encontrar menor presión en las alturas y, de acuerdo con la ley de los gases ideales, disminuye también su temperatura. Esto causa que el agua que contienen estas masas de aire se condense formando las nubes.

Cuando la masa de aire cálido y húmedo es forzada a subir muy alto en la troposfera se enfría de tal manera que se forman nubes de cristales de hielo, llamadas cirros, cirrostratos o cirrocumulos. A menor altitud se forman las nubes de gotas de agua, como son los altoestratos, altocúmulos que generalmente acompañan a los frentes cálidos, al igual que los stratus de menor altitud. Los cúmulos, en cambio, acompañan a los frentes fríos. Estas nubes tienden a crecer de forma vertical hasta llegar a formar masas de altura conocidas como cumulonimbos. Estas nubes de tormenta esconden en su interior un sistema de torbellinos, ascendentes en el interior y descendentes en el exterior. LAS NUBES Y LA ATMÓSFERA Efectos radiactivos y térmicos de las nubes Las nubes afectan a los flujos de energía solar y terrestre de diversas maneras y con efectos a veces opuestos. El resultado del efecto reflectante con respecto a la radiación solar (es decir, pérdida de energía) y del efecto invernadero con respecto a la radiación terrestre (es decir, retención de energía) depende de factores diversos: del tamaño de las gotas, de la densidad de las nubes, de su espesor; de su altitud, de su temperatura, etc. En el conjunto de la superficie del planeta se cree que el efecto neto de las nubes es el de enfriar. A partir de las diferencias observadas desde satélites de la radiación solar reflejada desde cielos con nubes y desde cielos sin nubes, se deduce que las nubes incrementan el albedo planetario (la reflectividad global) en un 15 %, lo que supone una pérdida de 50 W/m2. En compensación, se calcula que la retención por parte de las nubes de radiación infrarroja saliente supone globalmente una ganancia, o efecto invernadero, de unos 30 W/m2. Por lo tanto, el forzado radiativo resultante es negativo: -‐20 W/m2.

Según la ley de Kirchoff todo objeto que absorbe radiación es, a su vez, un emisor. Por lo tanto, las nubes también emiten radiación, hacia abajo y hacia arriba. El total de radiación que emiten es proporcional a la temperatura elevada a la cuarta según la ley de Stefan-‐Boltzmann. Como la temperatura del aire decrece con la altura, las nubes casi siempre están más frías que la superficie terrestre que está debajo. En consecuencia la radiación infrarroja que el tope de una cubierta de nubes emite hacia arriba, dejándola escapar hacia el espacio, es siempre menor que la radiación emitida por la superficie terrestre y retenida en la atmósfera por esa cubierta de nubes. Esta es la esencia del potente efecto invernadero que ejercen las nubes. No sólo devuelven hacia abajo parte de la energía absorbida, sino que también siempre dejan escapar hacia arriba una cantidad menor de energía que la energía infrarroja terrestre previamente absorbida. No todas las nubes se comportan de igual manera. Las nubes que están más calientes emiten más radiación que las nubes más frías. Como la temperatura del aire suele decrecer con la altura, resulta que las nubes bajas suelen emitir más radiación que las nubes altas.

Explicación del dibujo: diferencias radiativas de las nubes según su altura. Izquierda: nubes bajas espesas y de temperaturas cálidas reflejan mucha luz solar (flechas amarillas) y además emiten desde su tope abundante radiación infrarroja (flechas rojas) hacia el exterior. Por lo tanto, enfrían la superficie. Derecha: nubes altas finas (cirros), de cristalitos de hielo, son transparentes a la radiación solar y su emisión infrarroja hacia el espacio es pequeña pues su superficie está muy fría, por lo tanto, calientan la superficie.

4. LA LLUVIA ÁCIDA.

La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico y ácidos nítricos. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida.

Los contaminantes atmosféricos primarios que dan origen a la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, siendo trasladados por los vientos cientos o miles de kilómetros antes de precipitar en forma de rocío, lluvia, llovizna, granizo, nieve, niebla o neblina. Cuando la precipitación se produce, puede provocar importantes deterioros en el ambiente. La lluvia normalmente presenta un de aproximadamente 5.65 (ligeramente ácido), debido a la presencia del CO2 atmosférico, que forma ácido carbónico, H2CO3. Se considera lluvia ácida si presenta un pH de menos de 5 y puede alcanzar el pH del vinagre (pH 3). Estos valores de pH se alcanzan por la presencia de ácidos como el ácido sulfúrico, H2SO4, y el ácido nítrico, HNO3. Estos ácidos se forman a partir del dióxido de azufre, SO2, y el monóxido de nitrógeno que se convierten en ácidos. Los hidrocarburos y el carbón usados como fuente de energía, en grandes cantidades, pueden también producir óxidos de azufre y nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. Formación de la lluvia ácida Una gran parte del SO2 (dióxido de azufre) emitido a la atmósfera procede de la emisión natural que se produce por las erupciones volcánicas, que son fenómenos irregulares. Sin embargo, una de las fuentes de SO2 es la industria metalúrgica. El SO2 puede proceder también de otras fuentes, por ejemplo como el sulfuro de dimetilo, (CH3)2S, y otros derivados, o como sulfuro de hidrógeno, H2S. Estos compuestos se oxidan con el oxígeno atmosférico dando SO2. Finalmente el SO2 se oxida a SO3 (interviniendo en la reacción radicales hidroxilo y oxígeno) y este SO3 puede quedar disuelto en las gotas de lluvia, es el de las emisiones de SO2 en procesos de obtención de energía: el carbón, el petróleo y otros combustibles fósiles contienen azufre en unas cantidades variables (generalmente más del 1%), y, debido a la combustión, el azufre se oxida a dióxido de azufre. S + O2 → SO2 Los procesos industriales en los que se genera SO2, por ejemplo, son los de la industria metalúrgica. En la fase gaseosa el dióxido de azufre se oxida por reacción con el radical hidroxilo por una reacción intermolecular. SO2 + OH·∙ → HOSO2·∙ seguida por HOSO2·∙ + O2 → HO2·∙ + SO 3 En presencia del agua atmosférica o sobre superficies húmedas, el trióxido de azufre (SO3) se convierte rápidamente en ácido sulfúrico (H2SO4). SO3(g) + H2O (l) → H2SO4(l)

El NO se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno a alta temperatura. O2 + N2 → 2NO Una de las fuentes más importantes es a partir de las reacciones producidas en los motores térmicos de los automóviles y aviones, donde se alcanzan temperaturas muy altas. Este NO se oxida con el oxígeno atmosférico, O2 + 2NO → 2NO2, y este 2NO2 y reacciona con el agua dando ácido nítrico (HNO3), que se disuelve en el agua. 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

5. EL EFECTO INVERNADERO.

¿Qué es el "efecto invernadero"? Un invernadero permite que entre la luz solar a través de su techo y paredes de vidrio transparente. La energía del Sol calienta las plantas y otros objetos sólidos en el vivero. Estos, a su vez, calientan el aire. Este mismo proceso se lleva a cabo en el exterior también pero el aire calentado se eleva y es reemplazado por aire más frío. Como el invernadero es un espacio cerrado, el aire que se calienta no puede escapar. Entonces, dentro se conserva el calor. Un proceso algo similar sucede con la atmósfera de la Tierra. La luz solar atraviesa la atmósfera transparente y calienta la tierra y los mares. La atmósfera más baja se calienta al estar en contacto con los terrenos y océanos cálidos. El aire en sí mismo no se calienta por el Sol. Una parte del calor que emana la Tierra se irradia nuevamente al espacio. Si ésta fuera la historia completa, la temperatura promedio de la Tierra sería de -‐18 ºC, que sería aproximadamente 33 ºC menos que la actual. Esto es mucho más fría de lo que era en las profundidades de las edades de hielo.

6. INVERSIÓN TÉRMICA. El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando en las noches despejadas el suelo ha perdido calor por radiación, las capas de aire cercanas a él se enfrían más rápido que las capas superiores de aire lo cual provoca que se genere un gradiente positivo de temperatura con la altitud (lo que es un fenómeno contrario al que se presenta normalmente, la temperatura de la troposfera disminuye con la altitud). Esto provoca que la capa de aire caliente quede atrapada entre las 2 capas de aire frío sin poder circular, ya que la presencia de la capa de aire frío cerca del suelo le da gran estabilidad a la atmósfera porque prácticamente no hay convección térmica, ni fenómenos de transporte y difusión de gases y esto hace que disminuya la velocidad de mezclado vertical entre la región que hay entre las 2 capas frías de aire. El fenómeno climatológico denominado inversión térmica se presenta normalmente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta este fenómeno en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el aire frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el gradiente positivo de temperatura. Cuando se emiten contaminantes al aire en condiciones de inversión térmica, se acumulan (aumenta su concentración) debido a que los fenómenos de transporte y difusión de los contaminantes ocurren demasiado lentos, provocando graves episodios de contaminación atmosférica de consecuencias graves para la salud de los seres vivos.

La inversión térmica es un fenómeno peligroso para la vida cuando hay contaminación porque al comprimir la capa de aire frío a los contaminantes contra el suelo la concentración de los gases tóxicos puede llegar hasta equivaler a 14 veces más. Condiciones de inversión térmica de larga duración con contaminantes de bióxido de azufre y partículas de hollín causaron la muerte de miles de personas en Londres, Inglaterra en 1952 y en el Valle de Ruhr, Alemania en 1962. Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando se calienta el suelo y vuelve a emitir calor lo cual restablece la circulación normal en la troposfera.

7. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS.

CICLO DEL CARBONO   El ciclo del carbono es el sistema de las transformaciones químicas de compuestos que contienen carbono en los intercambios entre biosfera, atmósfera, hidrosfera y litosfera. Es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la Tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida. El carbono es un componente esencial para los vegetales y animales. Forma parte de compuestos como: la glucosa, carbohidrato importantes para la realización de procesos como: la respiración; también interviene en la fotosíntesis bajo la forma de CO2 (dióxido de carbono) tal como se encuentra en la atmósfera. La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2 se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años.

La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración, los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles. Los productos finales de la combustión son CO2 y vapor de agua. El equilibrio en la producción y consumo de cada uno de ellos por medio de la fotosíntesis hace posible la vida. Los vegetales verdes que contienen clorofila toman el CO2 del aire y durante la fotosíntesis liberan oxígeno, además producen el material nutritivo indispensable para los seres vivos. Como todas las plantas verdes de la tierra ejecutan ese mismo proceso diariamente, no es posible siquiera imaginar la cantidad de CO2 empleada en la fotosíntesis. En la medida de que el CO2 es consumido por las plantas, también es remplazado por medio de la respiración de los seres vivos, por la descomposición de la materia orgánica y como producto final de combustión del petróleo, hulla, gasolina, etc. En el ciclo del carbono participan los seres vivos y muchos fenómenos naturales como los incendios. Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la que tiene en el aire. Ciclo biológico Comprende los intercambios de carbono (CO2) entre los seres vivos y la atmósfera, es decir, la fotosíntesis, proceso mediante el cual el carbono queda retenido en las plantas y la respiración que lo devuelve a la atmósfera. Este ciclo es relativamente rápido, estimándose que la renovación del carbono atmosférico se produce cada 20 años. Ciclo biogeoquímico Regula la transferencia de carbono entre la Hidrósfera, la atmósfera y la litosfera (océanos y suelo). El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua, formando ácido carbónico que ataca los silicatos que constituyen las rocas, resultando iones de bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcanzan el mar, son asimilados por los animales para formar sus tejidos, y tras su muerte se depositan en los sedimentos. El retorno a la atmósfera se produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo contienen. Este último ciclo es de larga duración, al verse implicados los mecanismos geológicos. Además, hay ocasiones en las que la materia orgánica queda sepultada sin contacto con el oxígeno que la descomponga, produciéndose así la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y gas natural.

CICLO DEL NITRÓGENO Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales del metabolismo. Su reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los seres vivos (exceptuando algunas bacterias). Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y amonio) asimilables por las plantas. El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3-‐) lo pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo en su metabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen su nitrógeno al comer a las plantas o a otros animales. En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias. Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos. Donde existe un exceso de materia orgánica en el mantillo, en condiciones anaerobias, hay otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo los compuestos de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del ecosistema a la atmósfera. A pesar de este ciclo, el N suele ser uno de los elementos que escasean y que es factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas. Tradicionalmente se han abonado los suelos con nitratos para mejorar los rendimientos agrícolas. Durante muchos años se usaron productos naturales ricos en nitrógeno como el guano

o el nitrato de Chile. Desde que se consiguió la síntesis artificial de amoniaco por el proceso Haber fue posible fabricar abonos nitrogenados que se emplean actualmente en grandes cantidades en la agricultura. Como veremos su mal uso produce, a veces, problemas de contaminación en las aguas: la eutrofización. CICLO DEL FÓSFORO El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP y de otras moléculas que tienen PO43-‐ y que almacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las membranas celulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo. Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre. Por meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo. Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo

en las heces (guano) a tierra. Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto alimento se multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran Sol, costas occidentales de Africa y América del Sur y otras. Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de eutrofización. CICLO DEL AZUFRE

El azufre forma parte de proteínas. Las plantas y otros productores primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (SO4 -‐2). Los organismos que ingieren estas plantas lo incorporan a las moléculas de proteína, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trófico superior. Al morir los organismos, el azufre derivado de sus proteínas entra en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las plantas puedan utilizarlos de nuevo como ion sulfato. Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de dióxido de azufre (SO2), realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos,

en donde el azufre se encuentra almacenado. El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de vapor seco. El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de hidrógeno (H2S), producido durante el reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2. CICLO DEL AGUA El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido y gas (vapor de agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua. Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra ya tenía en su interior vapor de agua. En un principio, era una enorme bola en constante fusión con cientos de volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases con vapor de agua, emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones. Luego la Tierra se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia. El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia.

Una parte del agua que llega a la superficie terrestre será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro porcentaje del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea, conocidas como acuíferos. Este proceso es la percolación. Tarde o temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación.