Gestión ambientalcompartimientos ambientales

JHON VICTOR VIDAL DURANGOING. QUÍMICO, MsC CIENCIAS

AMBIENTALES

COMPARTIMIENTOS AMBIENTALES Y SUS CARACTERISTICAS

AGUA MOLÉCULA POLAR

PUENTES DE HIDROGENO

ESTRUCTURA DEL AGUA LIQUIDA

GRAN CALOR ESPECIFICO

Cp = 4,184 J/g ºC

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

1. Circuito de escurrimiento superficial2. Circuito de evapotranspiración3. Circuito de aguas freáticas

Balance Hidrológico

Distribución y Abundancia del Agua

- Volumen total en el planeta de 1.400 millones de Km3.

97% agua salada

(océano) y 3% agua dulce.

Agua dulce - 87% en casquetes polares y 0,4% disponible.

Océanos y mares: 97%

Atmósfera: 0,001%

Lagos, ríos y agua subterránea: 0,6%

Nieves y glaciares: 2,4%

Distribución y Abundancia del AguaEl 3% del agua dulce disponible. Gran parte se encuentra en el hielo de los polos y en los glaciares, o es agua subterránea situada a demasiada profundidad y resulta demasiado costoso extraerla.

Usos del agua en el hogar

• 80% en sanitarios y baño• 10% para beber y cocina• 10% para lavar ropa, regar jardín, limpieza casa y demás.

Consumos de agua en Colombia

Fuente: IDEAM, 2004

USOS DEL AGUA

Industrias Agricultura y Ganadería

Recurso valioso e indispensable para los seres vivos. Fuente de vida.

El 14% se destina a las industrias. Se usa como:• Refrigerante de máquinas.• Disolvente de muchas sustancias.• Materia prima.

Usos del agua en Colombia

En Colombia se registra una demanda anual de 34,25 Kilómetros cúbicos.

Fuente: IDEAM, 2004

96,5 % del total del mar es agua y el restante 3,5% son sales disueltas.

En gramos por litro:

1º Cloro 19 g/L 2º Sodio 10,5 g/L 3º Magnesio 1,35 g/L 4º Azufre 0,885 g/L 5º Calcio 0,400 g/L 6º Potasio 0,380 g/L 7º Bromo 0,065 g/L .... 39º Plata 0,000 000 3 g/L 57º Oro 0,000 000 004 g/L

Oferta hídrica superficial en la cuenca del Caribe y la Sierra Nevada de Santa Marta

Valores e escorrentía y rendimiento para la región Caribe

La región hidrográfica del Caribe está constituida por los departamentos de La Guajira, Bolívar, Atlántico, Sucre, Córdoba, Cesar y parte de Antioquia.

La Sierra Nevada de Santa Marta, corresponde a un núcleo independiente del sistema orográfico andino.

Comportamiento de los caudales de las principales cuencas del país

Curva de Diferencias Integrales – CDI: Análisis de las diferencias entre los caudales mensuales y promedio histórico.

La suma sucesiva en el tiempo de los excesos y deficiencias de caudales con respecto a su promedio histórico.

COMPOSICION DE PARTICULAS EN AGUAS NATURALES

OrigenClasificación del tamaño de las particulas

Suspendidas Coloidales Disueltas

Atmosfera

    Moleculas Iones positivos Iones negativos

← Polvos →

Dioxido de carbono CO2

Hidrogeno H+

Bicarbonato HCO3Dioxido de azufre

SO2

Oxigeno O2Sulfatos SO4

Nitrogeno N2

Tierra mineral y piedras

← Arena →Dioxido de Carbono CO2 Sodio,

Potasio, Calcio,

Magnesio, Hierro

Cloruro, Fluoruro, Slfatos,

Carbonato, Bicarbonato,

Nitrato

← Arcilla →  

← Particulas de tierra mineral →  

Oranismos vivos y productos en

descomposición

Algas, Diatomeas, Bacterias  

Dioxido de carbono CO2,

Oxigeno, Nitrogeno,

Metano, Sulfuro de Hidrogeno y

diversos desechos organicos

Hidrogeno, Sodio, Amonio

Cloruro, Bicarbonato, Nitrato

← Tierra Organica →

   Peces y otros organismos

Virus y materia colorante organica

Aguas subterráneas• Es toda agua del subsuelo, que se encuentra

en las zonas de saturación (se sitúa de bajo del nivel freático donde todos los espacios abiertos están llenos con agua, con una presión igual o mayor que la atmosfera).

Aguas subterraneas

Las aguas subterráneas son un medio especialmente vulnerable a los contaminantes y pese a presentar un a elevada inercia a los cambios de calidad y una amortiguación, retraso o dilatación de la propagación de los fenómenos contaminantes, una vez producidos estos, sus efectos resultan difícilmente reversibles.

Usos del agua subterráneaRiego para la agricultura en las zonas bananeras de Urabá y

Fundación-Ciénaga y en cultivos Palma en los departamentos Magdalena y Cesar.

Suministro de agua potable en los departamentos de La Guajira, Magdalena, Cesar, Córdoba, Bolívar, Sucre y San Andrés Islas.

Procesos naturales para el desarrollo de suelos

El suelo se forma en un largo proceso en el que interviene el clima, los seres vivos y la roca más superficial de la litosfera.

Primera etapa (Miles de años).Fragmentación de la roca por agentes meteorológicos (frío/calor, lluvia, oxidaciones, hidrataciones, etc.)

Segunda etapa (décadas de años)

Procesos de desarrollo biológico, estos periodos incluyen:

La acumulación de materia orgánica, La acumulación de nitrógeno orgánico, Acumulación de otros nutrientes, Procesos de reciclado de nutrientes

Características del suelo

Mezcla de materia orgánica, aire en proporciones variables y partículas minerales.

Características físicas y químicas del suelo varían (medio, el clima y la vegetación).

ÁCIDOS HÚMICOS: Es la fracción de las sustancias húmicas soluble en medio alcalino e insoluble en medio ácido.

· ÁCIDOS FÚLVICOS: Es la fracción de las sustancias húmicas soluble, tanto en medio alcalino como en medio ácido.

NI LOS ÁCIDOS HÚMICOS NI LOS ÁCIDOS FÚLVICOS SON UN COMPUESTO QUÍMICO DEFINIDO. CADA GRUPO ENGLOBA MULTITUD DE COMPUESTOS DIVERSOS MÁS O MENOS RELACIONADOS ENTRE ELLOS.

El suelo desempeña diversas funciones:

* Medio filtrante durante la recarga de acuíferos y de protección de los mismos.

* Integrante ciclos biogeoquímicos, hidrológicos y de la cadena alimentaría.

* Fuente de materias primas.

Las partículas del suelo se clasifican como arena, limo y arcilla. Las partículas de arena tienen diámetros entre 2 y 0,05 mm, las de limo entre 0,05 y 0,002 mm, y las de arcilla son menores de 0,002 mm.

Clasificación del suelo según su textura

La textura de un suelo afecta en gran medida a su productividad. Los suelos con un porcentaje elevado de arena suelen ser incapaces de almacenar agua suficiente como para permitir el buen crecimiento de las plantas y pierden grandes cantidades de minerales nutrientes por lixiviación hacia el subsuelo. Los suelos que contienen una proporción mayor de partículas pequeñas, por ejemplo las arcillas y los limos, son depósitos excelentes de agua y encierran minerales que pueden ser utilizados con facilidad. Sin embargo, los suelos muy arcillosos tienden a contener un exceso de agua y tienen una textura viscosa que los hace resistentes al cultivo y que impide, con frecuencia, una aireación suficiente para el crecimiento normal de las plantas.

Arcillas

Son minerales, filosilicatos en su mayor parte, cuyas propiedades físico-químicas dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino (inferior a 2 µm). Cuando se mezcla con agua en la cantidad adecuada se convierte en una pasta plástica.

Arcilla gris

+ H2O

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+ +

+ +

Interacción de partículas de arcilla con agua

Arcilla seca

Hinchamiento

Capacidad de intercambio cationico

Capacidad de intercambiar iones fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas envolventes.

La capacidad de intercambio catiónico (CEC) se puede definir como la suma de todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a un determinado pH. Es equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral

Cationes intercambiables

+ H2O

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Suspensión coloidalViscosidad

Plasticidad

Adsorción: Atracción electrostática de solutos catiónicos (debido a carga negativa de las superficies exteriores de las unidades repetitivas)

B-arcilla + A+ A-arcilla + B+ 

Arcillas y pesticidas

Algunos pesticidas son catiónicos y son absorbidos por los minerales de arcilla por los procesos de intercambio iónico. Una serie de estudios estaban relacionados con la adsorción de dicuat y paraquat.

Capacidad de intercambio y superficie especifica

Superficie especifica (m2/g)

-Caolinita de elevada cristalinidad :hasta15

-Caolinita de baja cristalinidad: hasta 50

-Halloisita: hasta 60

-Illita: hasta 50

-Montmorillonita: 80-300 m2/g

Sepiolita: 100-240 m2/g

- Paligorskita :100-200 m2/g

CEC (meq/100g)

Caolinita: 3-5

Halloisita: 10-40

Illita: 10-50

Clorita: 10-50

Vermiculita: 100-200

Montmorillonita: 80-200

Sepiolita-paligorskita: 20-35

La atmósfera terrestre está constituida principalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). El 1% restante lo forman el argón (0,9%), el dióxido de carbono (0,03%), distintas proporciones de vapor de agua, y trazas de hidrógeno, ozono, metano, monóxido de carbono, helio, neón, kriptón y xenón.

La biota de un lugar conforma una comunidad, aunque el concepto no implica más relación entre los organismos que la relativa a la presencia común en dicho lugar.

BIOTA

INTERRELACIONES ENTRE ORGANISMOS

La coexistencia de organismos de diferentes especies origina interrelaciones entre muchas de ellas, ya sean directas o indirectas, entre las cuales están la depredación, el comensalismo, la simbiosis y el parasitismo

BIOTA

CONDICIONES BIOLÓGICAS

FLORAa. Árbolesb. Arbustosc. Hierbasd. Cosechase. Microfloraf. Plantas acuáticasg. Especies en peligroh. Barreras, obstáculosi. Corredores

FAUNAa. Avesb. Animales terrestres, incluso reptilesc. Peces y mariscosd. Organismos bentónicose. Insectosf. Microfaunag. Especies en peligroh. Barrerasi. Corredores

FACTORES LÍMITES

FACTORES LIMITANTES• Temperatura• Radiación solar• Agua, humedad y precipitación• Humedad del suelo• Gases atmosféricos ( O2, CO2)• pH• Corrientes atmosféricas e hídricas,

presiones hidrostáticas• Radiaciones ionizantes• Macro y micronutrientes• Suelo• Desechos tóxicos

Temperatura

Radiación Solar

Agua, humedad, precipitaciones

Gases atmosféricos

Suelo, nutrientes, micronutrientes

Desechos tóxicospH

CAPACIDAD DE BIOACUMULACION

BIOMAGNIFICACION

Corrientes atmosféricas e hídricas

Presiones hidrostáticas

Desarrollo sostenible, término aplicado al desarrollo económico y social que permite

hacer frente a las necesidades del presente sin poner en peligro la capacidad de futuras generaciones para satisfacer sus propias

necesidades

FACTORES CULTURALESC.1 USOS DEL TERRITORIOa. Espacios abiertos y salvajesb. Zonas húmedasc. Silviculturad. Pastose. Agriculturaf. Zona residencialg. Zona comercialh. Zona industriali. Minas y canteras

FACTORES CULTURALES• C.2 RECREATIVOS• a. Caza • b. Pesca• c. Navegación• d. Zona de baño• e. Camping• f. Excursión• g. Zonas de recreo

FACTORES CULTURALES• C.3 ESTÉTICOS Y DE

INTERÉS HUMANO• a. Vistas panorámicas y paisajes• b. Naturaleza• c. Espacios abiertos• d. Paisajes• e. Agentes físicos singulares• f. Parques y reservas• g. Monumentos• h. Especies o ecosistemas

especiales• i. Lugares u objetos históricos o

arqueológicos• j. Desarmonías

FACTORES CULTURALES

C.4 NIVEL CULTURALa. Modelos culturales

(estilos de vida)b. Salud y seguridadc. Empleod. Densidad de población

FACTORES CULTURALES• C.5 SERVICIOS E

INFRAESTRUCTURAa. Estructurasb. Red de transportes

(movimiento, accesos)c. Red de serviciosd. Disposición de residuose. Barrerasf. Corredores

FACTORES CULTURALES• C.5 SERVICIOS E

INFRAESTRUCTURAa. Estructurasb. Red de transportes

(movimiento, accesos)c. Red de serviciosd. Disposición de residuose. Barrerasf. Corredores

Gracias