Gestión ambiental Impactos en aire, agua y suelos JHON VICTOR VIDAL DURANGO ING. QUÍMICO, MsC CIENCIAS AMBIENTALES

¿ Y QUE ES UN CONTAMINANTE AMBIENTAL? Es una sustancia que una vez entra a un compartimiento ambiental, puede afectar la salud humana, su calidad de vida y disminuir el funcionamiento natural de los ecosistemas.

¿Cuáles son los principales contaminantes atmosféricos? Todd et al, 2003

Fuentes antropogénicas

Contaminación ambiental (aire)

Efecto del viento en la chimenea

Efectos de la fuente en la dispersión de la pluma

Modelo dispersión gausiano

Estabilidad atmosférica

Dioxido de carbono

Fuentes de emisión de CO2 y CO

Incremento de las emisiones de CO2

Incremento de las emisiones de CO2

Particularidades Los efectos de concentración de CO2 en la atmósfera tienen además, un ritmo estacional. En altas latitudes (al norte) se incrementa significativamente en el invierno cuando baja la actividad fotosintética en los bosques de hoja caduca. Este efecto se acentúa por el incremento en el uso de combustibles para mantener los sistemas de aire acondicionado en países de esas latitudes.

¿ Y en el trópico ?

EFECTO INVERNADERO

Calentamiento global Como la atmósfera de la Tierra absorbe más energía que la que emite, se calienta, pero como al aumentar la temperatura de un cuerpo emite más radiación, se establece un equilibrio térmico. La atmósfera y la superficie terrestre se calientan y emiten energía infrarroja (con una longitud de onda máxima de 16 000 nanómetros). La temperatura promedio global de la Tierra es de 15 ºC.

GASES INVERNADERO

¿Están relacionados algunos gases de invernadero con otros problemas ambientales?

Que sustancias pueden causar depleción de la capa de Ozono • Clorofluorocarbonos (CFCs) – Ejemplo: CF2Cl2 (dichlorodifluromethane) • Desarrollados por la General Motors en 1928. • Refrigerantes No-tóxicos. No-inflamables. • Refrigerantes anteriores: – Amoníaco (NH3) – Butano (C4H10) No reaccionan en la Troposfera. Al alcanzar la Estratosfera, pueden reaccionar por efecto de la luz ultravioleta.

Reacciones en la capa de ozono

Depleción de la capa de ozono Diferencias en el daño a la capa de ozono

Dióxido de azufre y óxidos nitrosos SO2 y NOx Gas incoloro con olor picante que al oxidarse y combinarse con agua forma ácido sulfúrico, principal componente de la lluvia ácida. Combustión de carbón, diesel, combustóleo y gasolina con azufre. Fundición de betas metálicas ricas en azufre, procesos industriales y erupciones volcánicas

Fuentes de SO2

Dioxido de azufre Salud.- Irrita los ojos y el tracto respiratorio. Reduce las funciones pulmonares y agrava las enfermedades respiratorias como el asma, la bronquitis crónica y el enfisema. Materiales.- Corroe los metales; deteriora los contactos eléctricos, el papel, los textiles, las pinturas, los materiales de construcción y los monumentos históricos. Vegetación.- Provoca lesiones en las hojas y reducción en la fotosíntesis.

Lluvia ácida

Óxidos de nitrógeno (NOx) Dióxido de Nitrógeno Gas café rojizo de olor picante. Combustión a alta temperatura en industrias y vehículos. Tormentas eléctricas. Irrita los pulmones. Potencializa las enfermedades respiratorias y cardiovasculares. Caída prematura de las hojas e inhibición del crecimiento. Disminución de la visibilidad.

Fuentes de NO2

NOx y Smog Fotoquímico Durante el día: NO2 +hv NO+ O . O + O2 O3 En ausencia de VOCs O3 + NO O2 + NO2 . .

Pero en presencia de VOCs Estos forman radicales peroxi, que a su vez oxidan a NO . . ROO + NO RO +NO2 De esta forma el NO, no esta disponible para reaccionar con el Ozono y este se acumula en la atmósfera

Ciudades con smog fotoquímico Cuando la concentración de NO es baja los radicales orgánicos reaccionan con NO2 Peroxiacetilnitrilo C2H3O5N (PAN)

Material particulado Combustión industrial y doméstica del carbón, combustóleo y diesel; procesos industriales; incendios, erosión eólica y erupciones volcánicas.

Tipos de partícula asociados

FUENTES NATURALES

PM 10 Partículas sólidas o líquidas dispersas en la atmósfera (su diámetro va de 0.3 a 10 μm) como polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen. La fracción respirable de PST, conocida como PM-10, está constituida por aquellas partículas de diámetro inferior a 10 micras, que tienen la particularidad de penetrar en el aparato respiratorio hasta los alvéolos pulmonares.

Efectos Irritación en las vías respiratorias; su acumulación en los pulmones origina enfermedades como la silicosis y la asbestosis. Potencializan el asma y las enfermedades cardiovasculares. Materiales.- Deterioro en materiales de construcción y otras superficies. Vegetación.- Interfieren en la fotosíntesis. Otros.- Disminuyen la visibilidad y provocan la formación de nubes.

Enfermedades… Zhang et al, 2005, que estableció que la exposición medioambiental o profesional a los polvos de mineral, principalmente sílice y asbesto, es asociado con una incidencia de inflamación pulmonar, fibrosis, y/o cáncer. En dicha investigación se determinó (a través de RT-PCR, especialmente) que los polvos minerales inducen a la expresión del gen mdig que esta asociado al crecimiento de células cancerigenas en los pulmones.

QUE SE HACE PARA REDUCIR LAS EMISIONES IMPACTADOR DE CASCADA

Plomo

VOCs

Fuentes de VOCs

COPs Aldrin, Bifenilos policlorados (PCB), Clordano, DDT, Dieldrina, Dioxinas, Endrina, Furanos, heptacloro, hexacloroben, Mirex y Toxafeno

Enfermedades profesionales

Fuentes de Contaminación del Agua Doméstica Industrial Agrícola Accidental

Contaminantes en el agua Actividades 1. Residuos sólidos permanente de gran tamaño 2. Sedimentos 3. Materia orgánica biodegradable 4. Materia orgánica poco biodegradable 5. Agentes patógenos 6. Metales pesados 7. Plaguicidas 8. Fertilizantes y detergentes 9. Contaminación térmica 10. Contaminación radioactiva 1. Efluentes cloacales domésticos y municipales  2. Efluentes industriales  3. Efluentes y drenajes de campos agrícolas  4. Efluentes y drenajes de canteras y minas  5. Lavado de fertilizantes y pesticidas  6. Lluvia ácida 

Indicadores de Calidad del Agua, materia orgánica DBO: Cantidad de oxigeno que requieren microorganismos aclimatados para degradar biológicamente la materia orgánica de las aguas residuales (mg/l), en un periodo de 5 días a 20° C. DQO: Cantidad de oxigeno necesario para oxidar químicamente las sustancias presentes en las aguas residuales.

Calidad del Recurso Hídrico de Acuerdo a nivel de Carga Contaminante ppm de DBO a 20° C

Contaminantes en el Agua A- BACTERIAS EN EL AMBIENTE Grupo de Bacterias Genero Función o Enfermedad Bacterias Patógenas Salmonella Fiebre Tifoidea Shigela Disentería Mycobacterium Tuberculosis Bacterias Indicadoras Eschericia Contaminación fecal Enterobacter Streptococcus Clostridium Bacterias de Descomposición Pseudomonas Degrada compuesto orgánicos Flavobacterium Degrada proteínas Produce ácidos grasos a partir de materia orgánica Methanobacterium Producen metano gaseoso a partir de ácidos grasos Methanococcus Bacterias fijadoras de nitrógeno Azobacter Capaz de fijar nitrógeno atmosférico Beijerinckia

Indicadores de Calidad del Agua(1) OD: Oxigeno Disuelto El oxígeno disuelto se considera el oxígeno molecular presente en la columna de agua que contribuye a la degradación de contaminantes mediante el consumo que hacen de este los microorganismos. El valor mínimo de oxígeno disuelto que representa condiciones adecuadas para la supervivencia de los peces es aproximadamente 4 mg/l, según el Decreto 1594 de 1984.

C- CONTAMINANTE INORGANICO: Metales pesados Fuente Efecto en la salud Arsénico Refinación, plaguicidas Trastorno gastrointestinal, parálisis Asbesto Elementos de protección al calor Asbestosis, carcinógeno Cadmio Galvanoplastia, baterías Dolor en articulaciones, afectaciones pulmonares, renales y carcinógeno Plomo Gasolina, baterías, soldadura Daño al sistema nervioso y glóbulos rojos Mercurio Fungicidas, minería de oro Trastorno al sistema nervioso central, parálisis, deformidad y muerte

Fertilizantes, detergentes eutrofización

Limites Permisibles para Vertimientos Líquidos

PERSISTENCIA DE PLAGUICIDAS Y FERTILIZANTES

SOLUBILIDAD DE ALGUNOS PLAGUICIDAS

Contaminación de suelos La contaminación del suelo se define como la acumulación en éste de compuestos tóxicos persistentes, productos químicos, sales, materiales radiactivos o agentes patógenos, que tienen efectos adversos en el desarrollo de las plantas y la salud de los animales.

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