Gestión ambientalImpactos en aire, agua y suelos

JHON VICTOR VIDAL DURANGOING. 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

Código SNAP Sector SNAP01 Combustión en industrias de energía y transformación02 Plantas de combustión no industriales03 Combustión en industria manufacturera04 Procesos de producción05 Extracción y distribución de combustibles fósiles06 Disolventes y otros productos07 Transporte por carretera08 Otras fuentes móviles y maquinaria09 Tratamiento de basuras10 Agricultura y silvicultura, cambios en el uso del suelo11 Naturaleza

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 betasmetálicas ricas en azufre, procesos industriales y erupciones volcánicas

Fuentes de SO2

Código SNAP Sector SNAP SO2(Tn)01 Combustión en industrias de energía y transformación 1 287 76703 Combustión en industria manufacturera 482 75802 Plantas de combustión no industriales 76 60607 Transporte por carretera 67 88904 Procesos de producción 58 71508 Otras fuentes móviles 55 21409 Tratamiento de basuras 31 95511 Naturaleza 0

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

Código SNAP Sector SNAP NO2(Tn)07 Transporte por carretera 527 74301 Combustión en industrias de energía y transformación 252 70208 Otras fuentes móviles 225 57503 Combustión en industria manufacturera 168 06802 Plantas de combustión no industriales 22 33309 Tratamiento de basuras 15 64504 Procesos de producción 58 71511 Naturaleza 440211 Agricultura y selvicultura 839

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 ydiesel; procesos industriales; incendios, erosión eólica yerupciones 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

Código SNAP Sector SNAP NMCOV(Tn)11 Naturaleza 770 94107 Transporte por carretera 498 97606 Disolventes y otros productos 314 14610 Agricultura y selvicultura 78 88504 Procesos de producción 76 37605 Extracción y distribucion de combustibles fósiles 59 93402 Plantas de combustión no industriales 56 84509 Tratamiento de basuras 51 19108 Otras fuentes móviles 40 27103 Combustión en industria manufacturera 12 04901 Combustión en industrias de energía y transformación 10 280

COPs

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

Enfermedades profesionales

Doméstica

Agrícola

Industrial

Accidental

Fuentes de Contaminación del Agua

Contaminantes en el agua

1. Residuos sólidos permanente de gran tamaño

2. Sedimentos3. Materia orgánica

biodegradable4. Materia orgánica poco

biodegradable5. Agentes patógenos6. Metales pesados 7. Plaguicidas8. Fertilizantes y detergentes9. Contaminación térmica10. 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

Actividades

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 AguaA- BACTERIAS EN EL AMBIENTE

Grupo de Bacterias Genero Función o Enfermedad

Bacterias Patógenas

Salmonella Fiebre Tifoidea

Shigela Disentería

Mycobacterium Tuberculosis

Bacterias Indicadoras

Eschericia

Contaminación fecalEnterobacter

Streptococcus

Clostridium

Bacterias de Descomposición

Pseudomonas Degrada compuesto orgánicos

Flavobacterium Degrada proteínas

ClostridiumProduce ácidos grasos a partir de

materia orgánica

MethanobacteriumProducen metano gaseoso a partir de

ácidos grasosMethanococcus

Bacterias fijadoras de nitrógenoAzobacter

Capaz de fijar nitrógeno atmosféricoBeijerinckia

OD: Oxigeno DisueltoEl 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.

Indicadores de Calidad del Agua(1)

C- CONTAMINANTE INORGANICO: Metales pesados

Contaminante Fuente Efecto en la salud

Arsénico Refinación, plaguicidasTrastorno gastrointestinal,

parálisis

Asbesto Elementos de protección al calor Asbestosis, carcinógeno

Cadmio Galvanoplastia, baterías

Dolor en articulaciones, afectaciones pulmonares, renales y carcinógeno

Plomo Gasolina, baterías, soldaduraDaño 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.

GRACIAS