Química medioambiental

1. Contaminación atmosférica

2. Depósitos ácidos

3. Efecto invernadero

4. Disminución de la capa de ozono

5. Oxígeno disuelto en agua

6. Tratamiento de aguas

7. Suelos

8. Resíduos

Patricio Gómez Lesarri

Temas adicionales

A. Química analítica moderna

B. Bioquímica humana

C. Química en la industria y la tecnología

D. Medicinas y drogas

E. Química ambiental

F. Química de los alimentos

G. Química orgánica avanzada

Objetivos

1. Describir las fuentes principales de CO, NOx, SOx, partículas en suspensión y compuestos orgánicos en la atmósfera

2. Definir el término depósito ácido y comentar sus orígenes

3. Describir el efecto invernadero y los gases de efecto invernadero

4. Describir los procesos de descomposición del ozono en la estratosfera

5. Definir la demanda biológica de oxígeno (DBO)

6. Distinguir entre descomposición aérobica y anaeróbica

7. Indicar las etapas de tratamiento de aguas residuales

8. Evaluar la ósmosis inversa como método de desalinización

9. Discutir la salinización y la pérdida de materia orgánica

10. Describir el reciclado de diferentes tipos de resíduos

11. Describir el tratamiento de los resíduos nucleares

1. La contaminación

o Presencia en el medio de agentes físicos, químicos o biológicos

o Físicos: partículas en suspensión, temperatura

o Químicos: ácidos, nitratos, sustancias orgánicas..

o Biológicos: parásitos, bacterias, ..

1. Contaminación atmosféricao Monóxido de carbono:

combustiones deficientes (conversores catalíticos Pt, Rh, Pd)

o Óxidos de nitrógeno: combustión a T elevada (conversores catalíticos Pt, Rh, Pd)

o Óxidos de azufre: impurezas o Partículas en suspensión:

(cámaras de decantación)o Compuestos orgánicos volátiles:

conversores catalíticos

2CO+ 2NO→ 2CO2 + N2

2. Lluvia ácida

o Precipitación con pH < 4

o Óxidos de nitrógeno:

o Óxidos de azufre:NO2 + H2O→ HNO3 +HNO2

SO3 +H2O→ H2SO4

2. Lluvia ácida

o Reducción de Ca2+, Mg2+ y K+

o Reducción de la concentración de clorofila

o Muerte de peces, moluscos y larvas

o Disolución de la piedrao Aumento de la

concentración de Al3+

3. Efecto invernadero

o 1827: J. B. Fourier llama efecto invernadero al fenómeno de absorción de energía en la atmósfera

o 1992: Cumbre de Río. Firma de la Convención Marco de Naciones Unidas sobre cambio Climático

o 1997: Protocolo de Kioto Reducción de un 5 % de emisiones de CO2 con respecto a los niveles de 1990

3. Efecto invernadero

o Absorción de radiación infrarroja por los gases:

- dióxido de carbono

- vapor de agua

- metano

- CFCo Aumento de la

temperatura media

3. Evidencias del cambio climático

o Sondas en la Antártida. (EPICA)

o Registro histórico

o Medidas en el Pacífico

3. Evidencias: fusión de los glaciares

3. Evidencias: aumento de los huracanes

3. Evidencias: cambios ecológicos

o Migraciones de las aves

o Distribución de plantas, insectos, animales …

o Propagación de enfermedades

3. Predicciones

3. Predicciones en Europa

o Aumento de temperaturas mayor en el Mediterráneo y Escandinavia

o Reducción de las precipitaciones en el Sur de Europa

o Aumento de los fenómenos meteorológicos extremos: riadas y sequías

3. El Ebro en Zaragoza

3. Subida del nivel del mar

3. El Ártico sin hielo

3. Desertificación

3. Pérdida de la cubierta vegetal

4. Agujero de la capa de ozono

o Disminución d ela concentración de ozono en la primavera austral

o Descubierto en 1985 por Farman, Gardiner y Shanklin

4. Agujero de la capa de ozono

o Descomposición catalizada por CFC

o 1987: Protocolo de Montreal

o Periodo de vida 80 años: previsión 2050

O2hν ,CFC → 2O×

O3 + O×→ 2O2

5. Demanda Biológica de Oxígeno o Solubilidad de O2 (P, T,

agitación)o DBO: cantidad de O2

necesaria para descomponer la materia orgánica

o Oligotróficas: poca materia orgánica y baja demanda de oxígeno

o Eutróficas: mucha materia orgánica y bajos niveles de oxígeno

6. Contaminación del agua

o Físicos: temperatura, turbidez

o Químicos: metales pesados (Cd, Hg, Pb), abonos, pesticidas, sustancias orgánicas (PCB bifenilos policlorados), petróleo, ácidos …

o Biológicos: bacterias, protozoos y hongos

6. Tratamiento de aguas

Tratamiento primario:o 60 % sólidos y 30 % DBOo Rejillas o filtros o pozo de decantacióno Decantadoreso Floculación

Al2 (SO4 )3 + 3Ca(OH )2 → 2Al(OH )3 + 2CaSO4

6. Tratamiento de aguas

Tratamiento secundarioo 90 % DBOo Digestión aerobia o

anaerobiao Decantación o Desinfectación (ozono)

6. Tratamiento de aguas

Tratamiento terciarioo Eliminación de metales

pesados

o Eliminación de aluminio y fosfatos

o Eliminación de nitratos (bacterias )

Cr3+ + 3OH − → Cr(OH )3

Al3+ + PO43− → AlPO4

7. Sueloso Contaminación de suelos:

pesticidas, abonoso Agotamiento de nutrienteso Salinización: Mesopotamiao Erosióno Materia Orgánica del Suelo

o Humedado Absorbe caloro Fija cationeso Tampona el medio

8. Residuos

o Cualquier material generado durante los procesos de fabricación, transformación o consumo que es abandonado

o RSU, agrícolas y ganaderos, forestales, sanitarios, industriales, radiactivos

o Contaminación de aguas y suelos

8. Residuoso Enterramientoo Vertedero controladoo Incineracióno Tratamiento de residuos

radiactivoso Baja y media actividad

Almacenamiento en contenedores

o Alta actividadVitrificación y almacenamiento en bidones

5. Gestión de residuos

o 2 kg diarios per cápita = 13.000 t diarias

o Rehusar el consumo de mercancías inútiles

o Reducir el volumen de residuos

o Reutilizar los materiales. Vida de una bolsa de plástico

o Reciclar, separar