Contaminacion Ambiental

CAPÍTULO

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Profesor:

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Tema

Julio Oria

CONTAMINACIÓN AMBIENTAL

ECOLOGIA :

Es la ciencia que estudia las relaciones que existen entre los seres vivos (sistema biótico) y el medio en el que se desarrollan (sistema abiótico). La palabra ecología deriva de las voces griegas: * Oikos = casa, lugar donde se vive * Logos = estudio, tratado. Esta palabra fue utilizada por primera vez en 1869 por el biólogo alemán Ernst Haeckel. .

La Ecología estudia los ecosistemas. * El ecosistema es un sistema ecológico, es decir, una entidad circunscrita en el tiempo y espacio (sistema), que incluye no sólo todos los organismos que en ella habitan sino también las condiciones físicas del clima y del suelo, así como todas las interacciones de los organismos vivos entre si y con las condiciones físicas (suelo, agua, radiación solar, humedad, temperatura, etc.). Los ecosistemas pueden ser naturales (un bosque tropical) o artificiales (un acuario), inmensos (la cuenca del río Amazonas) o pequeños (la piel y pelo de un puma).

sabana africana

Ecosistema marino

Ecosistema de la sierra Ecosistema amazónico CONTAMINACIÓN : Es la introducción de sustancias dañinas (contaminantes) al ecosistema, * generando efectos adversos. Un contaminante es todo elemento, compuesto o sustancia que

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se encuentra en exceso y de forma artificial en un determinado lugar. Esta definición incluye cambios térmicos. TIPOS DE CONTAMINACIÓN : Para un mejor enfoque o estudio de la contaminación, el análisis se realizara en los tres ambientes fundamentales que constituyen el planeta: aire (atmósfera), agua y suelo. Capas de la atmósfera: En función de su composición y temperatura. - Troposfera (0-11 Km), contiene el 80% de la masa total de aire, vuelan los aviones (10-12 Km), se producen lluvias, tormentas eléctricas, huracanes, etc. - Estratosfera ( 11-50 Km), en el extremo inferior está la capa de ozono (25-40 Km) que absorbe rayos UV de longitud de onda de 280-320 nm - Mesosfera (50-85 Km), la concentración de ozono y otros gases es baja y la temperatura disminuye a medida que aumenta la altitud - Termosfera o Ionosfera (80-500Km), contiene gases ionizados, estrella fugaz, aurora boreal, aurora austral, transbordadores espaciales, etc.

(a) Variaciones de temperatura de la atmósfera a altitudes de menos de 110Km (b) Variaciones de la presión atmosférica con la altitud. A 80 Km de presión es de aproximadamente 0.01 torr

* Fenómenos en las capas externas de la atmósfera. Aurora boreal (luces del norte), este espectáculo luminoso de los cielos septentrionales es producto de las colisiones de electrones y protones de alta velocidad provenientes del Sol con moléculas de aire. El campo magnético de la Tierra canaliza las partículas con carga hacia las regiones polares. La aurora austral se da en el hemisferio sur.

Un átomo de oxígeno excitado emite fotones de longitudes de onda de 558 nm (verde) y de 630 a 636 nm (roja). Del mismo modo, los colores azul y violeta se deben a la transición del nitrógeno molecular ionizado, cuyas longitudes de onda están entre 391 y 470 nm.

El resplandor misterioso de los transbordadores espaciales En 1983, los astronautas observaron por primera vez un tremendo resplandor anaranjado en la superficie exterior de su nave, a una altitud de la Tierra de unos 300 km. La luz se extendía unos 10 cm más allá de la cubierta de sílice y de otros materiales de la superficie que sirve para proteger a estas naves del calor, y era más intensa en la parte delantera del transbordador en dirección del vuelo. Explicación: A medida que el NO2 excitado se desprende de la cubierta de la nave emite fotones de longitud de onda de 680 nm (luz anaranjada). ¿De dónde viene el óxido nítrico que está afuera de la nave espacial? Los científicos creen que una parte proviene de los gases del sistema de escape del cohete espacial, y que la otra está presente en la atmósfera que rodea la nave.

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Sustancias químicas que se emiten directamente desde su fuente de producción que puede ser natural (erupciones volcánicas, procesos geológicos, etc. ) o antropogénicas ( diversas actividades humanas: industrial, medios de transporta, procesos de manufactura, etc.).

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Contaminación del aire: * EFECTO : Es un fenómeno * atmosféricoINVERNADERO natural, provocado por los gases de efecto invernaderos (GEI): CO2 , H2O(V), CFC, CH4 ,N2O y NOX , O3 , los cuales forman una especie de manto gaseoso que envuelve la Tierra. Este manto deja pasar la radiación solar que llega a nuestro planeta, donde provoca diversos fenónemos físicos, químicos y biológicos. Una parte de esta energía solar de onda larga (IR o calorífica) que emite la superficie terrestre, es atrapada por los GEI (CO2, H2O) en forma de calor. La radiación entrante del Sol y la radiación saliente de la superficie de la Tierra.

(a) El CO2 y el H2O absorben IR de ciertas longitudes de onda, lo que contribuye a impedir que la energía escape de la superficie terrestre. (b) Distribución de las longitudes de onda absorbidas por el CO2 y el H2O en comparación con las longitudes de onda emitidas por la superficie terrestre.

Debido a que el vapor de agua absorbe tan intensamente la radiación infrarroja, desempeña el papel principal en el mantenimiento de la temperatura atmosférica durante la noche, cuando la superficie emite radiación hacia el espacio y no recibe energía solar. En los climas desérticos muy secos, donde la concentración de vapor de agua es desusadamente baja, puede hacer un calor extremo durante el día y mucho frío en la noche. En ausencia de una capa extensa de vapor de agua que absorba y luego irradie parte de la radiación infrarroja de vuelta a la Tierra, la superficie pierde esta radiación hacia el espacio y se enfría con gran rapidez.

Laguna de la huacachina Ica -Perú

El dióxido de carbono desempeña un papel secundario, aunque muy importante, en el mantenimiento de la temperatura de la superficie. La quema de combustibles fósiles, principalmente hulla y petróleo, en todo el mundo y en una escala gigantesca en la era moderna ha elevado marcadamente el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera, el cual genera un fenómeno artificial llamado calentamiento global. Consecuencias del efecto invernadero * Calentamiento de la temperatura global de planeta. Si se sigue contaminando con la misma velocidad, la temperatura media global del aire en la superficie será alrededor de 1°C más alta para el año 2025 que en 1900 y 3°C más alta para finales de este siglo.

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* Cambios climáticos. La variación de temperatura de los polos y el Ecuador es una de las principales fuerzas de transporte del aire. Al aumentar la temperatura solo en los polos reducirá esta fuerza, modificando la circulación del aire y el régimen de lluvias. * El nivel del agua de los océanos aumentara debido a la dilación térmica y el deshielo de los casquetes y glaciares, lo que provocaría la inundación de ciudades costeras. Actualmente, el nivel del mar aumentado a razón de 1 a 1,5 milímetros al año. Si todo el hielo del planeta se fusiona, el nivel de las aguas aumentara en 75 metros. * Las zonas desérticas aumentaran, con lo cual no habrá alimento para las aves y animales terrestres, debido a la extinción de muchas especies de vegetales. * Proliferación de enfermedades gastro-intestinales, debido al aumento de mosquitos, microorganismos, etc. REDUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO : La capa de ozono estratosférica, protege la * superficie terrestre contra la radiación ultravioleta nociva. En 1995 el Premio Nobel de Química fue otorgado a F. Sherwood Rowland, Mario Molina y Paul Crutzen por sus estudios del agotamiento del ozono en la estratosfera. En 1970 Crutzen demostró que los óxidos de nitrógeno de origen natural destruyen catalíticamente el ozono. Rowland y Molina reconocieron en 1974 que el cloro de los clorofluorocarbonos (CFC) puede consumir la capa de ozono. Las sustancias, principalmente CFCl3 (Freón 11MR) y CF2Cl2 (Freón 12MR) se han usado extensamente como propelentes en latas de aerosoles, como gases refrigerantes y en acondicionadores de aire, y como agentes espumantes de plásticos. Prácticamente no son reactivas en la atmósfera baja; además, son relativamente insolubles en agua y, por consiguiente, no se eliminan de la atmósfera con la lluvia o por disolución en los océanos. Por desgracia, la falta de reactividad que les confiere utilidad comercial también les permite sobrevivir en la atmósfera y difundirse tarde o temprano en la estratosfera. Cuanto mayor sea la cantidad de CFC que se difunde en la estratosfera, tanto más rápida será la destrucción de la capa de ozono

Químico Holandés

Químico Mexicano

Químico Estadounidense

Cuando se difunden en la estratosfera, los CFC quedan expuestos a la radiación de alta energía que provoca fotodisociación. Los enlaces C—Cl son considerablemente más débiles que los enlaces C—F. En consecuencia, se forman fácilmente átomos de cloro libres en presencia de luz de longitud de onda entre 190 y 225 nm, como se muestra en la ecuación siguiente con respecto al Freón 12MR: CF2Cl2(g) + hn ® CF2Cl(g) + Cl(g) Los cálculos sugieren que la velocidad de formación de átomos de cloro es máxima a una altitud de alrededor de 30 km. El cloro atómico reacciona rápidamente con el ozono para formar monóxido de cloro (ClO) y oxígeno molecular (O2): Cl(g) + O3(g) ® ClO(g) + O2(g) .......(1) En ciertas condiciones el ClO que se genera en (1) reacciona de modo que regenera átomos de Cl libres. Una forma en que esto ocurre es por fotodisociación del ClO:

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ClO(g) + hn ® Cl(g) + O(g) Los átomos de Cl generados en la ecuación reaccionan con más O3, de acuerdo con la ecuación (1). Estas dos ecuaciones conforman un ciclo de descomposición de O3 en O2 catalizada por átomos de Cl, como se ve al sumar las ecuaciones como sigue: 2Cl(g) + 2O3(g) ® 2ClO(g) + 2O2(g) 2ClO(g) + hn ® 2Cl(g) + 2O(g) O(g) + O(g) ® O2(g) 2Cl(g) + 2O3(g) + 2ClO(g) + 2O(g) ® 2Cl(g) + 2ClO(g) + 3O2(g) + 2O(g) Esta ecuación se simplifica eliminando las especies semejantes de cada lado de la ecuación: 2O3(g) ® 3O2(g) Debido a los problemas ambientales asociados con los CFC, se han tomado medidas para limitar su manufactura y uso. Un paso importante fue la firma en 1987 del Protocolo de Montreal sobre sustancias que agotan la Capa de Ozono, en el que las naciones participantes acordaron eliminar la producción de CFC para el año 2000. Se fijaron límites más estrictos en 1992, cuando representantes de aproximadamente 100 países acordaron prohibir la producción y uso de CFC para 1996. No obstante, y debido a que los CFC son muy poco reactivos y se difunden con tanta lentitud en la estratosfera, los científicos estiman que la destrucción del ozono continuará durante muchos años más. ¿Qué sustancias tomarán el lugar de los CFC? En este momento las principales opciones son los hidrofluorocarbonos, que son compuestos con enlaces C—H en vez de los enlaces C—Cl de los CFC. Uno de estos compuestos, que ya se utiliza, es el CH2FCF3, conocido como HFC-134a. El cambio de los CFC a otras opciones como los HFC es costoso. Por ejemplo, el costo de modificar los equipos de acondicionamiento de aire de edificios comerciales en Estados Unidos para hacerlos compatibles con sustitutos de los CFC se estima en alrededor de 2000 millones de dólares. Además, los sustitutos actuales de los CFC son algo menos eficientes como refrigerantes y su uso consume un poco más de energía, lo que también incrementa el costo para el consumidor. Con todo, los científicos y los organismos rectores han llegado a la conclusión de que los costos son necesarios para proteger nuestro ambiente.

Montreal - Canadá

Mapa del ozono total presente en el hemisferio sur, tomado desde un satélite en órbita. Los distintos colores representan diferentes concentraciones de ozono. El área central, que se halla sobre la Antártida, es la de menor concentración de ozono.

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¿ Cómo nos protege la capa de ozono? * Cáncer de la piel * Cataratas en los ojos * Herpes de la piel * Mutaciones y destrucción de las semillas * Destrucción del plancton marino * Inhibición de la fotosíntesis * Destrucción del proceso proteico de las plantas Actualmente la capa de ozono ya se esta regenerando en la zona de la antártida.

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LLUVIA ÁCIDA : Esta acidez se asocia con el transporte, industria, etc. los cuales producen óxidos de azufre (SOx) y óxidos de nitrógeno (NOx), que posteriormente mediante reacciones químicas en la atmósfera generan ácidos (contaminantes secundarios) muy corrosivos, principalmente el acido sulfúrico (H2SO4) y acido nítrico (HNO₃). En la troposfera, el SO2 se oxida casi por SO₂(g) + OH → HOSO2 completo hasta H2SO4 en forma de aerosol, el cual termina por ser arrastrado como lluvia HOSO2 + O₂(g) → HO₂ + SO3(g) ácida. El mecanismo que transforma el SO2 en H2SO4 es muy complejo y aún no está del todo SO3(g) + H₂O(g) → H2SO4 claro. Se cree que la reacción se inicia por la acción del radical hidroxilo (OH):

Estos ácidos mezclados con agua caen sobre ríos, lagos, tierra fértil, ciudades, etc. causando grandes daños en la vida acuática, animales terrestres, vegetación y materiales.

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¿Cuáles son las consecuencias de la lluvia ácida? Afecta a los seres vivos. Cuando la lluvia tiene un pH menos a 4, mueren grandes cantidades de peces y plantas. La lluvia ácida disuelve el aluminio del suelo y lo lleva a los lagos, donde los compuestos formados afectan las branquias de los peces. También pueden disolver el recubrimiento protector céreo de las hojas en las plantas, haciéndolas vulnerables al ataque de bacterias y hongos. La piedra caliza y el mármol son materiales de construcción comúnmente usados, están compuestos de carbonato de calcio (CaCO₃) principalmente. El mármol también se utiliza en la fabricación de estatuas y monumentos. El carbonato de calcio de estos materiales es degradado con facilidad por la lluvia acida, así: CaCO3(s) + H2SO4(ac) → CaSO4(ac) + CO2(g) + H₂O(l) CaCO3(s) + 2HNO3(ac) → Ca(NO3)2(ac) + H2O + CO2(g)

Debido a este hecho a la lluvia ácida se le llama lepra de la piedra porque provoca la destrucción progresiva de la piedra caliza. La lluvia ácida reduce la durabilidad de las pinturas, origina deterioro en el papel, cuero y telas. Corroe a los metales activos como el hierro, presentes en las construcciones metálicas de la siguiente forma: Fe(s) + HNO3 (ac) → Fe (NO3)2(ac) +H2(g) Fe(s) + H2SO4 (ac) → FeSO4 (ac)+H2(g)

Es posible remediar los efectos de la contaminación debida al SO2 de dos maneras. La forma más directa es eliminar el azufre de los combustibles fósiles antes de quemarlos, pero esto es difícil por razones tecnológicas. Otra forma, más barata pero menos eficaz, es eliminar el SO2 a medida que se forma. Por ejemplo, en un proceso se inyecta piedra caliza en polvo en el quemador o en el horno de la planta generadora de energía junto con el carbón. A temperaturas elevadas se lleva a cabo la siguiente reacción de descomposición: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) piedra caliza cal viva La cal viva reacciona con el SO2 formando sulfito de calcio y pequeñas cantidades de sulfato de calcio: CaO(s) + SO2(g) → CaSO3(s) 2CaO(s) + 2SO2(g) + O2(g) → 2CaSO4(s) para eliminar el SO2 remanente se inyecta una suspensión acuosa de cal viva a la cámara de purificación antes de liberar los gases por la chimenea. A los lagos y suelos también se les agrega cal viva para reducir su acidez. A este procedimiento se le conoce como encalado Otra forma eficaz de reducir la emisión de SO2 es instalar una planta de ácido sulfúrico cerca del lugar donde se refinan los minerales metálicos. El SO2 producido por el calcinado de los sulfuros metálicos se captura para utilizarlo en la síntesis de ácido sulfúrico. Sin duda, transformar un contaminante generado en un proceso en materia prima para otro proceso es

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Química una estrategia muy sensata.

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Procedimiento común para eliminar el SO2 proveniente de la quema de combustible fósil. La piedra caliza pulverizada se descompone en CaO, el cual reacciona con SO2 para formar CaSO3. El SO2 restante reacciona con una suspensión acuosa de CaO para formar CaSO3.

Dispersión del óxido de calcio (CaO) sobre el suelo acidificado. Este proceso se denomina encalado.

SMOG FOTOQUÍMICO : La palabra “smog” se acuñó originalmente para describir la * combinación de humo tóxico y niebla que cubrió la ciudad de Londres en la década de 1950, la cual ocasionó más de 4000 muertos. En la actualidad, es más común hablar de smog fotoquímico, que se forma por la reacción de los gases tóxicos que emanan los automóviles en presencia de luz solar. Los gases que escapan de los automóviles contienen sobre todo NO, CO y varios hidrocarburos crudos (contaminantes primarios) Los contaminantes secundarios, principalmente son NO2 y O3 y son los responsables de la acumulación del smog. El óxido nítrico es el producto de la reacción entre el nitrógeno y el oxígeno atmosférico que se lleva a cabo en los motores de los automóviles a temperaturas elevadas: N2(g) + O2(g) → 2NO(g) El óxido nítrico se libera a la atmósfera y rápidamente se oxida a dióxido de nitrógeno: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) La luz solar cataliza la descomposición fotoquímica del NO2 (a una longitud de onda poco menor de 400 nm), que se transforma en NO y O: NO2(g) + hv → NO(g) + O(g) El oxígeno atómico es una especie muy reactiva y puede desencadenar varias reacciones importantes, como la formación de ozono: O(g) + O2(g) + M → O3(g) + M donde M es alguna sustancia inerte, como N2. El ozono ataca los enlaces C=C del hule:

donde R representa un grupo de átomos de C e H. En las zonas muy contaminadas por el tráfico, la reacción puede ocasionar que los neumáticos de los automóviles se resquebrajen. Los tejidos pulmonares y otras moléculas biológicas resultan dañados por razones similares. El ozono también se forma por un conjunto de reacciones muy complejas en las que participan hidrocarburos crudos, óxidos de nitrógeno y oxígeno. uno de los productos de estas reacciones es el nitrato de peroxiacetilo (PAN, por sus siglas en inglés): Hidrocarburos + O3 ® PAN (contaminante secundario muy peligrosos)

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Julio Oria Smog en china

Sustancias contaminantes : * Contaminantes Primarios Son sustancias arrojadas al aire atmosférico por las fábricas y automóviles: gases de nitrógeno (NO(g)), gases de azufre (SO2(g)), monóxido de carbono (CO(g)) e hidrocarburos (CxHy). Todos éstos tienen acción tóxica al ser respirados por el hombre. Contaminantes Secundarios Son sustancias que se forman a partir de los contaminantes primarios. Estos últimos por reacción de oxidación y acción fotoquímica de luz solar se transforman en NO2(g), SO3, O3 (ozono). El ozono a su vez forma el nitrato de peroxiacetilo (PAN). Todos éstos compuestos son tóxicos e irrespirables, además de provocar irritación a la vista y lagrimeo.

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Contaminación del agua : El agua es esencial para la vida. Constituye el principal componente del protoplasma celular y representa los dos tercios del peso total del hombre. El agua se considera contaminada cuando su composición o su estado natural son afectados. Los contaminantes Chemistry 2.0 disminuyen el oxígeno (O2) en el agua, restando posibilidad de vida a peces, insectos y microorganismos. El grado de contaminación de las aguas se calcula midiendo la demanda bioquímica del oxígeno (DBO) osea el La Tierra es conocida como el “planeta azul” por la gran peso de oxígeno disuelto por unidad de cantidad de agua que hay en ella, pero el 94% de esa volumen de agua. agua es salada, y sólo el 3% es dulce y aprovechable

Los tipos de contaminación que sufre el agua son: 1) Contaminación Térmica: Se le llama así a la descarga del calor residual o de desechos calientes en los cuerpos de agua. Sabemos que la solubilidad del O2 en agua disminuye al aumentar la temperatura. De las plantas industriales salen generalmente desperdicios industriales calientes que son arrojados a los ríos y lagos aledaños. Esto provoca una mayor temperatura del agua. Lo que a su vez hace que la solubilidad del O2 en el medio disminuya. Las aguas que salen de las turbinas de una central termoeléctrica deben pasar a las torres de enfriamiento antes de regresar a la caldera, sin embargo, en algunas centrales se hace pasar a través de ríos o lagos, así el calor residual se transfiere a la masa de agua. Los pequeños organismos planctónicos, tanto vegetales como animales mueren.

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Ciertas industrias vierten sus desechos calientes en los ríos, lagos, mares, etc. provocando el aumento de temperatura de éstas, lo que trae consigo la disminución de la cantidad de oxígeno (O2) disuelto (la solubilidad de los gases disminuye con el aumento de temperatura) hasta niveles de mortandad, que causan la disminución o la desaparición de las plantas y otras especies acuáticas por la falta de oxígeno.

2) Contaminación por aguas negras (aguas servidas o utilizadas) Son las aguas que traen consigo los desechos domésticos, que contienen materias inorgánicas y orgánicas, como: desechos fecales (contienen bacterias, virus y otros microorganismos), detergentes, limpiadores, nitritos, nitratos, etc. o productos de la descomposición de estas sustancia.

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Los nitratos son productos finales de la oxidación de la materia orgánica que contiene nitrógeno. La alta concentración de nitrato en el agua indica una elevada contaminación de desechos humanos o de animales. Los detergentes del tipo alquilbencilsulfonatos de cadena ramificada no son biodegradables, en cambio, los detergentes alquilsulfatos lineales son biodegradables porque su tiempo de permanencia en la biosfera es limitada. Las aguas servidas, son las que traen consigo los desechos domésticos, que contienen materias inorgánicas y orgánicas, como: desechos fecales (contienen bacterias, virus y otros microorganismos),detergentes, limpiadores, nitritos, nitratos, etc.

¿Cuáles son las consecuencias de la contaminación por aguas negras?

3) Contaminación por relaves mineros: Los relaves mineros son los desechos de la actividad minera que son vertidos en los ríos, lagos, etc. Contienen cianuro, metales pesados que son muy tóxicos como plomo, cobre, mercurio, cinc, etc. Estos desechos provienen del procesamiento de los minerales, como es la lixiviación, flotamiento, cianuración, etc. El mercurio proviene de la extracción del oro y de la plata en un proceso llamado de amalgamación. Este metal al llegar a un río se puede convertir en ion metilmercurio (CH3Hg+), por la acción de bacterias anaeróbicas, siendo ingerido por los peces. Sus efectos nocivos se manifiesta en andar tambaleante, reducción del espacio visual, daño cerebral y nervioso. Un caso dio en la bahía de Minamata en Japón donde muchas personas murieron por comer pescado contaminado con metilmercurio. El cobre en pequeñas cantidades no causa problemas en la salud (el organismo humano contiene cobre), pero el uso continuo de las aguas contaminadas con este metal ocasiona graves daños en la región hepática de los animales.

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4) Contaminación por derrame de petróleo (marea negra) : El petróleo es la principal fuente de energía en nuestros días. Sus fracciones son ampliamente usadas como combustibles (GLP, gasolina, diesel, etc.) pero también como materia para producir plásticos, medicamentos, fibras sintéticas, etc. Sin embargo este recurso en sus múltiples etapas (exploración, extracción, refinación, transporte) causa daño al medio ambiente. En la extracción existe el riesgo de una explosión cuando se llega a perder el control de pozo, causando derrame y/o incendio de petróleo que afectarían negativamente la vida de los seres vivos. Este peligro también se da en un transporte. Por la negligencia, en muchos casos, y en otros casos por accidentes fortuitos, el petróleo es vertido al mar formándose la llamada marea negra la cual contamina los mares, reduciendo la vida acuática. En 1989, el buque cisterna Exxon Valdez derramó más de 40 millones de litros de petróleo en el estrecho Prince William, Alaska produciéndose un desastre ecológico de grandes dimensiones.

¿Cuáles son las consecuencias del derrame de petróleo? * Causa mortandad de aves cuando sus alas se impregnan con esta sustancia aceitosa pegajosa. * Provoca la muerte de especies marinas, como focas, lobos de mar, peces, mariscos, etc. * Por otro lado, la marea negra impide que los rayos solares ingresen al fondo del mar, causando que la fotosíntesis de las algas no se pueda llevar a cabo. La ausencia de fotosíntesis provoca la desaparición paulatina de la vegetación acuática y falta del oxígeno. También ensucian embarcaciones, redes e instalaciones de bahías, que requieren de una limpieza que es muy costosa.

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5) CONTAMINACION POR PESTICIDAS Definiciones iniciales: * Fungicida. Sustancia eficaz para destruir hongos dañinos * Insecticida. Sustancia empleada para matar insectos. Puede estar en estado líquido o sólido (polvo). * Pesticida (plaguicida). Sustancias usadas para combatir plagas. Muchas sustancias usadas para eliminar insectos u otras plagas se convierten a la larga en perjudiciales para la vida humana. Así por ejemplo, el insecticida DDT (diclorodifeniltricloroetano), eficaz y otrora responsable de la salvación de vidas humanas y animales, es en la actualidad muy poco usado debido a que no se descompone con facilidad, y se acumula en el ambiente, produciendo cáncer en animales de laboratorio. Los insectos empezaron a hacerse inmunes al DDT, y al ser devorados éstos por otros animales, llegan al hombre a través de la cadena alimenticia. Se ha comprobado la presencia del D.D.T. en la leche materna de las mujeres del campo. También las aguas de regadío llevan restos de insecticidas a los ríos y al mar, luego va a los peces y de allí al hombre. En las aves provoca el ablandamiento del cascarón de los huevos, poniendo en peligro la reproducción normal. Otro insecticida prohibido últimamente por comprobarse cancerígeno (productor de cáncer) es el dibromuro de etileno (1,2-dibromoeteno), el cual era usado (y lo es aún) para eliminar insectos en frutos cítricos y otros frutos tropicales. Para combatir la plaga de gorgojos del algodón se usa el arseniato de sodio o de calcio, pulverizando la mencionada sal sobre los algodonales. Para combatir los insectos devoradores de hojas se usa el arseniato de plomo. Sin embargo, compuestos de arsénico suelen ser tóxicos. El cianuro de hidrógeno se usa para eliminar insectos de árboles frutales, pero es necesaria una experta vigilancia para evitar accidentes fatales pues este compuesto es muy venenoso. * Consecuencias de la contaminación del agua: 1) Eutroficación (eutrofización): Proviene del término eutróficos, que significa bien alimentado o rico en nutrientes (del griego Eu = bien Trophos = alimentos). La eutroficación constituye un proceso natural de envejecimiento de un lago hasta convertirse en un prado o un bosque, debido el enriquecimiento de nutrientes que se lleva a cabo durante períodos muy grandes (cientos de años). La eutroficación se divide en natural y cultural. Eutroficación natural Los cuerpos de agua (principalmente lagos) tienden con el tiempo a acumular nutrientes, por causa del arrastre de nutrientes solubles por las aguas superficiales que luego son incorporados en ellos que provoca la sobrealimentación de las plantas. A este proceso se le llama eutroficación natural, el cual se lleva a cabo en ciento de años. Eutroficación cultural La descarga de desechos sólidos, aguas negras sin tratar (contienen detergentes, -2 desechos fecales, etc.) y de residuos agrícolas (contiene fertilizantes de sulfatos SO4 , -3 nitratos NO3 , fosfatos PO4 y excrementos de animales) que llega a un lago o laguna a través de algún afluente hacen que el proceso de envejecimiento o conversión a prado (bosque) se acelere. Este proceso es provocado por las actividades del hombre. En ambos casos el aumento de nutrientes hace que las algas epifitas se desarrollen más rápido ocasionando: * Aumento de la temperatura de agua.

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* Enturbiamiento del agua. El agua se vuelve turbia, impidiendo el paso de la luz. Esto bloquea el desarrollo de la fotosíntesis y por consecuencia, que las plantas acuáticas desaparezcan y no regeneren oxigeno ya que estas también producen oxígenos. * Muerte de la flora. La desaparición de la vegetación acuática trae consigo la disminución de alimento y hábitat. * Ausencia de oxígeno. Se incrementa la cantidad de bacterias anaeróbicas que descomponen a la materia orgánica consumiendo el oxigeno disuelto. Luego este lago se hace menos profundo, ya que las plantas se apoderan de él y se convierte poco a poco en un pantano, que finalmente se transforma en un prado o en un bosque. En realidad, la eutroficación no solo es un problema de contaminación del agua, los nutrientes (fecales) producidos por el hombre incrementan el florecimiento de las algas, la muerte de los peces y el establecimiento de condiciones anaeróbicas.

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Contaminación del suelo : * Doméstica Los residuos sólidos (basura) generados por las personas o por establecimientos comerciales son una fuente de contaminación y contienen madera, papel, cartón, vidrio, plásticos, pañales, etc. Estos son enterrados en lugares conocidos como rellenos sanitarios. Un relleno sanitario tiene que estar en un lugar alejado de las urbanizaciones, debe ser profundo y estar administrado correctamente. En lima tenemos los rellenos sanitarios de: Huaycoloro, Zapallal, Portillo grande (Lurin), Modelo del callao. Petramas es una empresa privada, encargada del tratamiento de los residuos sólidos de la mayoría de distritos de Lima (Miraflores, San Isidro, La Molina, Surco, Jesús María, SMP, Ate, Bellavista, Carmen de la legua, La perla, La punta, Ventanilla, Chorrilos, etc) y que cuenta con tres plantas procesadoras de residuos sólidos (Huaycoloro, Modelo del Callao, Relleno de Seguridad de residuos peligrosos y Hospitalarios).

* Industrial * Agricola La agricultura usa sustancias que son muy tóxicas como son los insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc. Genera desperdicios como cascaras, semillas, estiércol, etc., que en altas concentraciones son nocivas. Además usa fertilizantes que pueden provocar la acidificación del suelo. - Plaguicidas o pesticidas - Insecticidas - Herbicidas - Fungicidas

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INTRODUCCIÓN : No hay duda de que la química ha hecho que nuestras vidas sean más largas, más seguras y mucho más cómodas de lo que serían sin ella. Los medicamentos, los fertilizantes, los insecticidas, los adhesivos, los textiles, las tintas, los materiales de construcción y los polímeros, que son de uso tan cotidiano, son productos de la industria química. Pero tales beneficios no se logran sin pagar un precio. Muchos procesos químicos producen desechos peligrosos con los que hay que tratar, como disolventes de las reacciones y subproductos que se evaporan en el aire o se filtran al agua subterránea si no se desechan de manera adecuada. Aunque es poco probable que algún día todos los procesos químicos sean benignos por completo, en los años recientes ha crecido mucho la conciencia respecto a los problemas ambientales ocasionados por la química, lo que dio lugar al surgimiento de un movimiento llamado química verde. CONCEPTO : La química verde es el diseño y la puesta en marcha de procesos químicos que reducen los desperdicios y minimizan o eliminan la generación de sustancias peligrosas. Son 12 los principios que constituyen las bases de la química verde: * Evitar los desechos. Los desechos deben evitarse, en vez de tratar de limpiarlos después de que se crean. * Maximizar la economía atómica. Los procesos deben maximizar la incorporación de todos los átomos de los reactivos en el producto final con el objetivo de minimizar los desperdicios. * Usar procesos menos peligrosos. Los métodos de síntesis química deben emplear reactivos no tóxicos y que generen desperdicios que tampoco lo sean. * Diseño de productos químicos más seguros. Los productos químicos deben diseñarse para que presenten una toxicidad mínima. * Uso de disolventes más seguros. Los disolventes y otras sustancias auxiliares usadas en las reacciones deben ser seguros y usarse con mesura. * Diseño para la eficiencia energética. Debe minimizarse el uso de la energía en los procesos químicos, de ser posible, con reacciones que se efectúen a temperatura ambiente. * Uso de materias renovables. Cuando sea factible, las materias primas deben provenir de fuentes renovables. * Minimizar los derivados. Las síntesis habrán de diseñarse con el uso mínimo de “grupos protectores” con la finalidad de evitar pasos adicionales y reducir los desechos. * Uso de catálisis. Las reacciones deben ser catalíticas, en vez de estequiométricas. * Diseño para la degradación. Los productos tienen que diseñarse para que sean biodegradables cuando lleguen al final de su vida útil. * Monitorear la contaminación en tiempo real. Los procesos deben monitorearse en tiempo real en cuanto a la formación de sustancias peligrosas. * Prevención de accidentes. Las sustancias y los procesos químicos deben reducir al mínimo las probabilidades de incendios, explosiones u otros accidentes. Los 12 principios de la química verde no se cumplen en la mayoría de los casos, pero son una meta por conquistar y hacen que los químicos reflexionen con más cuidado sobre las implicaciones ambientales de su trabajo. Entre los muchos éxitos ya registrados se encuentra un nuevo proceso para convertir glicerina (un subproducto de la fabricación del biodiesel a partir de aceite vegetal) en propilenglicol, que se utiliza en el anticongelante para automóviles. El proceso ocurre en una sola etapa y no genera más que agua

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descomposición de los metales pesados que contiene

Reforzando lo aprendido * Preguntas de autoevaluación: NIVEL I: 01. UNI 16-2: ¿Cuáles de los razonamientos siguientes son correctos y permitirá disminuir la contaminación ambiental? I. La basura doméstica abandonada en las calles contamina, por lo tanto, es mejor quemarla. II. Obtener energía de celdas de combustible es un proceso menos contaminante. III. Para las operaciones de limpieza es mejor usar detergentes biodegradables. A) I, II y III B) II y III C) I y III D) solo II E) solo III

A) VFVF D) FFVF

B) FFVV E) VFVF

C) VFFF

05. Respecto a la COP indique la proposición incorrecta. A) Se le llama así a la conferencia de las partes, un órgano de las naciones unidas, que agrupa a 195 países. B) Es el evento más importante sobre el cambio climático a nivel mundial. C) Tiene como principal objetivo disminuir los gases de efecto invernadero. D) La COP20 se realizó en lima y la COP21 se realizará en París. E) Tiene como principal objetivo disminuir el fenómeno de eutroficación.

C) FVVV

03. Los cuerpos de agua se ven contaminados de muchas formas, respecto a ello, indique verdadero (V) o falso (F). I. Los desechos calientes vertidos a los ríos y lagos provocan la disminución de la solubilidad del oxígeno en el agua. II. Las aguas servidas producto de las actividades domésticas provocan la proliferación de microorganismos beneficiosos para la cadena trófica. III. El derrame de petróleo provoca la extinción de las aves guaneras, lobos marinos, etc. IV. En los relaves mineros, existe generación de oxígeno producto de la

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B) FVVF E) FFVF

04. Respecto a la eutroficación, indique lo incorrecto: A) Consiste en la hiperalimentación de un lago con fosfatos, sulfatos, nitratos, etc B) Los nutrientes fosforados, sulfonados y nitrificados provienen de los detergentes, fertilizantes y demás materia orgánica. C) A mayor descarga de nutrientes el lago desaparece más rápido. D) Un lago hiperalimentado con nutrientes, permite la proliferación de algas en la superficie aumentando la concentración de oxígeno en el agua. E) la eutroficación causada por actividades humanas se da a mayor velocidad que la eutroficación natural.

02. Con respecto a la destrucción de la capa de ozono. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. I. El ozono se descompone formando O2 por acción del flúor y el cloro atómico presentes en los freones (CFC) II. Los rayos UV de alta frecuencia que atraviesan la capa de ozono causan daño en las plantas y animales. III. El cáncer de piel se incrementa en forma directa a la disminución de la concentración del ozono en dicha capa. IV. Provoca el descongelamiento de los glaciares y casquetes polares. A) VVVV D) FVVF

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