Los compuestos orgánicos volátiles no metánicos ( COVNM ) son un conjunto de compuestos orgánicos que suelen ser fotoquímicamente reactivos en la atmósfera, marcados por la exclusión del metano . [1] Los COVNM incluyen una gran variedad de compuestos químicamente diferentes, como benceno , etanol , formaldehído , ciclohexano , 1,1,1-tricloroetano y acetona . [2] Esencialmente, los COVNM son idénticos a los compuestos orgánicos volátiles (COV), pero excluyen el metano. [3] El metano se excluye en contextos de contaminación del aire porque no es tóxico. Sin embargo, es un gas de efecto invernadero muy potente , con baja reactividad y, por lo tanto, una larga vida útil en la atmósfera. [1] Un subconjunto importante de COVNM son los hidrocarburos no metánicos ( HCNM ).
En ocasiones, los COVDM también se utilizan como parámetro de suma de las emisiones, donde todas las emisiones de COVDM se suman por peso en una sola cifra. En ausencia de datos más detallados, este puede ser un parámetro muy burdo para la contaminación (por ejemplo, para el smog de verano o la contaminación del aire en interiores ).
Las principales fuentes de COVDM incluyen la vegetación, la quema de biomasa , fuentes geogénicas y la actividad humana. [4] [5]
El estudio de los COVDM es importante en la química atmosférica , donde se puede utilizar como un indicador para estudiar las propiedades colectivas de los COV atmosféricos reactivos. La exclusión del metano es necesaria debido a su concentración ambiental relativamente alta en comparación con otras especies atmosféricas y su relativa inercia. [1] COVDM es un término general que abarca todas las moléculas orgánicas biogénicas, antropogénicas y pirogénicas especiadas y oxigenadas presentes en la atmósfera, menos la contribución del metano. La necesidad de este término también está regida por las estimaciones actuales que sugieren que hay entre 10 000 y 100 000 COVDM presentes en la atmósfera, la mayoría con concentraciones en el rango de partes por billón o partes por billón. [6] La agregación de estos compuestos y sus propiedades colectivas son más fáciles de estudiar que los componentes individuales.
Muchos COVDM son importantes debido a su influencia en el ozono atmosférico . [4] El ozono troposférico no se emite directamente, sino que se forma por la reacción de la luz solar con varios otros compuestos emitidos, incluidos los NMHC (un tipo de COVDM), el metano, el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno . [7]
En algunas áreas no urbanas, las emisiones biogénicas de COVDM igualan o superan las emisiones antropogénicas de COVDM. [8]
Se estima que existen 40 o menos compuestos clasificados como COVDM emitidos por la vegetación que influyen activamente en la composición atmosférica, ya que muchos COVDM son débilmente volátiles o es poco probable que se emitan en grandes cantidades a la atmósfera. [8] Estos COVDM de importancia atmosférica incluyen compuestos como terpenoides , hexenales , alquenos , aldehídos , ácidos orgánicos , alcoholes , cetonas y alcanos ). Estos COVDM emitidos por la vegetación se pueden dividir por fuente como originados a partir de uno de siete procesos: [8]
De estos procesos, las emisiones relacionadas con la clorofila y las emisiones de los tejidos de defensa especializados se comprenden hasta el punto de su descripción numérica. Esto ha llevado a la caracterización de todos los demás procesos de emisión (además de las emisiones relacionadas con la clorofila) utilizando el modelo de emisiones de los tejidos de defensa especializados. [8]
Muchos COVDM son producidos por microorganismos del suelo (como el metano, el etano y el isopreno ). Sin embargo, debido a la capacidad de muchos otros microorganismos del suelo para metabolizar estos compuestos, los suelos a veces actúan como un sumidero de COVDM, lo que lleva a la creencia de que el flujo de COVDM del suelo es insignificante. [8]
La quema de biomasa, excepto para su uso como combustible, se considera una fuente biogénica. Estas emisiones se modelan en función de la superficie quemada, la relación entre la biomasa aérea y la biomasa total, la densidad de la materia orgánica quemada y la eficiencia de la combustión. [5]
La composición química de las emisiones de la quema de biomasa varía en las diferentes etapas de la quema, pero se estima que el total de COVDM emitidos por la quema es de 4,5 gramos de carbono por kilogramo. [8] Los principales COVDM emitidos por la quema son etano, propano, propeno y acetileno . [8]
Las principales fuentes geogénicas de COVDM incluyen el vulcanismo y las filtraciones resultantes del gas natural.
El vulcanismo produce emisiones de muchos COVDM, pero a tasas insignificantes. Se estima que la filtración de gas natural produce emisiones de aproximadamente 0,06 a 2,6 μg m −2 h −1 . [9]
En la Base de Datos Europea para la Investigación Atmosférica Global (EDGAR), las fuentes antropogénicas de COVDM se dividen en las siguientes categorías: [4]
EDGAR mide que en 2015, la cantidad de COVDM de los seis sectores más contribuyentes (agricultura, industria energética, residuos, edificios, transporte y otras quemas industriales) fue de 1,2*10 8 toneladas. [10] Las emisiones reportadas se proporcionan por sector de la siguiente manera:
Las emisiones globales de COVDM de origen antropogénico han aumentado con el tiempo, y la cantidad de emisiones aumentó de 119 000 kt a 169 000 kt entre 1970 y 2010. [4] A nivel regional, las tendencias varían: América y Europa redujeron sus emisiones en el mismo período, mientras que África y Asia aumentaron sus emisiones de COVDM en este período. [4] Las reducciones de las emisiones de América y Europa se atribuyen en gran medida al uso de combustibles más ecológicos para el transporte y al cambio de las normas sobre emisiones. [4]