Copia de Iparcial de Contaminacion Ambiental

MAESTRÍA EN CIENCIAS CIENCIAS AMBIENTALES AMBIENTALES SUE – CARIBE Universidad de Córdoba

PARCIAL DE CONTAMINACION AMBIENTAL (I) FECHA: Diciembre 28/2007 DOCENTE: José Luís Marrugo – PhD.

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1. Haga Haga una relación relación de los principa principales les medios medios de interés interés ambien ambiental tal para el hombre.

Generalm Generalmente ente se entiend entiende e el ambient ambiente e como como el conjun conjunto to de medios medios en interacc interacción ión con el organismo, a causa de sus actividades y se describe en función de los medios que contienen los contaminantes, algunos medios de interés ambiental para el hombre son:  Aire inhalado. inhalado.  Suelo agrícola (cuando se usa para la producción de alimentos).  Suelo ingerido.   Agua para para beber. beber.   Agua para para irrigación irrigación (cuando (cuando se usa para para la producción producción de alimentos). alimentos).  Cuerpos de agua que se usan para recreación.    Alimentos.  Alimentos.

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2. Cuales son las diferentes clases de contaminación y de ejemplos sobre ellos.

La contam contaminac inación ión ambient ambiental, al, es uno de los problema problemas s ambienta ambientales les más importa importante ntes s que afectan a nuestro mundo y surge cuando se produce un desequilibrio, como resultado de la adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidad tal, que cause efectos adversos en el hombre, en los animales, vegetales o materiales expuestos a dosis que sobrepasen los niveles aceptables en la naturaleza. La contam contaminac inación ión puede puede surgir surgir a partir partir de ciertas ciertas manifes manifestaci tacione ones s de la natura naturaleza leza (fuent (fuentes es natu natura rale les) s) o bien bien debi debido do a los los dife difere rent ntes es proc proces esos os prod produc uctiv tivos os del del homb hombre re (fue (fuent ntes es antropogénicas) que conforman las actividades de la vida diaria.

CONTAMINACION DEL AIRE La contaminación del aire consiste en una elevada concentración de gases y partículas que flotan en el ambiente reduciendo la calidad del aire. El aire puede estar contaminado en la ciudad y en el campo. En las ciudad ciudades es las principa principales les causan causantes tes de la contam contaminac inación ión del aire son las industr industrias ias pesqueras, minero-metalúrgicas y el parque automotor. En el campo, la contaminación puede

ser causada por el polvo generado por vehículos que transitan en caminos de tierra y también por la quema de maleza. La contaminación del aire puede causar trastornos tales como ardor en los ojos y en la nariz, irritación y picazón de la garganta garganta y problemas problemas respiratorios. Bajo determinadas circunstancias, circunstancias, algunas substancias químicas que se hallan en el aire contaminado pueden producir cáncer, malforma malformacion ciones es congén congénitas itas,, daños daños cerebra cerebrales les y trastor trastornos nos del sistema sistema nervios nervioso, o, así como como lesion lesiones es pulmo pulmona nares res y de las las vías vías resp respira irator torias ias.. A dete determ rmina inado do nive nivell de concen concentra tració ción n y desp despué ués s de cierto cierto tiemp tiempo o de expo exposic sición ión,, ciert ciertos os contam contamina inante ntes s del del aire aire son son suma sumame ment nte e peligrosos y pueden causar serios trastornos e incluso la muerte. La polución del aire también provoca daños en el medio ambiente, habiendo afectado la flora arbórea, la fauna y los lagos. La contaminación también ha reducido el espesor de la capa de ozon ozono. o. Adem Además ás,, prod produc uce e el dete deterio rioro ro de edifi edificio cios, s, monu monume ment ntos, os, y otras otras estru estructu cturas ras.. La contaminación del aire también es causante de neblina, la cual reduce la visibilidad en los parques nacionales y otros lugares y, en ocasiones, constituye un obstáculo para la aviación. Los principales contaminantes del aire son: Monóxido de Carbono (CO), Dióxido de Carbono (CO2), Clorofluorcarbonos Clorofluorcarbonos (CFC), Hidrocarburos Hidrocarburos policíclicos aromáticos (HAP), Plomo, Oxido de nitrógeno (NOx), Partículas, Dióxido de azufre (SO 2), Compuestos orgánicos volátiles (VOC).

CONTAMINACION DEL AGUA Es la alteraci alteración ón de sus caracte característi rísticas cas natura naturales les principa principalmen lmente te produc producida ida por la activida actividad d humana que la hace total o parcialmente inadecuada inadecuada para el consumo consumo humano o como soporte vital de plantas y animales. Como resultado de la contaminación, el agua ha sufrido cambios en su color y composición, producto de la cantidad de suciedad que llega a ella (desechos de los hogares, detergentes, petróleo, pesticidas y desechos nucleares). Estos desechos alteran su sabor, densidad, pureza, entre entre otros otros.. Exist Existen en dife diferen rentes tes cont contam amina inant ntes es del del agua agua,, algun algunas as de ellas ellas son son las las agua aguas s residuales y los residuos provenientes de las industrias. 

Aguas Residuales

Son aquellas aguas que trasladan desechos domésticos de la ciudad, la existencia de un mayor  número número de casas habitac habitacione iones, s, implica implica un mayor mayor número número de personas, personas, lo cual cual genera genera un volum volumen en más más alto alto de agua aguas s resid residua uales les que que tran transpo sporta rtan n mate materia ria orgá orgánic nica a de dese desech chos, os, abundante en fosfato. En las aguas aguas existen existen bacteria bacterias s cuya cuya función función es degrada degradarr los desech desechos; os; cuando cuando estos son moderados, las bacterias son capaces de desintegrarlos sin dificultad. En cambio, cuando los volúmenes de desechos aumentan, las bacterias no son capaces de realizar su trabajo y las aguas se enturbian lentamente. Esto conlleva a que disminuya la luz, las algas no puedan realizar la fotosíntesis, lo que a su vez trae como consecuencia la muerte de muchos peces y algas. Por falta de oxígeno, estos organismos comienzan a descomponerse, se van al fondo y se va formando una espesa capa de material orgánico en fermentación, incompatible con la vida de los seres vivos acuáticos. Otro factor contaminante de las aguas residuales es la presencia de parásitos, bacterias y virus. Lo peligroso es que, si esta agua que forma parte de un río o canal, es usada para regadío; de

este modo, dichos microorganismos se depositan en los alimentos que consumimos. Algunas enfermedades que pueden ser provocadas de esta forma son el cólera, fiebre tifoidea, disentería, etcétera. Las aguas que arrastran residuos de industrias son portadoras de un gran número y diversidad de agentes contaminantes. Algunos de estos son: 

Residuos de detergentes (Espuma):

Estos son eliminados y se integran a las aguas de los ríos, donde pueden destruir muchos tipos de vida acuática. 

Residuos minerales y sales metálicas:

Estos desechos pueden llegar a ser agentes contaminantes en los ríos y provocar grandes daños en la distribución y cantidad de flora y fauna. Su presencia en las aguas de los mares, hace que los contaminantes se concentran en algunas especies que viven en el lugar, sin provocarles la muerte. Pero los residuos tóxicos pueden llegar al hombre, si este consume dichos organismos. 

Derivados del petróleo:

Estos residuos tienen distintas fuentes y llegan a las aguas de maneras diferentes. Por ejemplo: el agua de las lluvias lava las calles y arrastra restos de alquitrán, aceites y combustibles, los cuales finalmente van a parar a los ríos. Los residuos van formando una delgada o gruesa película y de ésta se van desprendiendo ciertas sustancias tóxicas las cuales van intoxicando el plancton, peces y los diversos organismos acuáticos. En los casos en que el petróleo es eliminado en grandes cantidades en forma accidental o no, por los barcos, se forma una densa capa sobre las aguas, llamada marea negra. Dicha capa impide la oxigenación de las aguas y nuevamente se produce la destrucción. 

Productos Agrícolas:

Constituidos por los residuos de los animales y ciertos compuestos químicos, que son usados como plaguicidas y fertilizantes. Cuando este tipo de sustancias se usan descontroladamente, se puede llegar a destruir cierto tipo de animales y vegetales, rompiendo el equilibrio natural y perjudicando mucho a los animales superiores. Este tipo de contaminante se va depositando en el organismo humano, y en algunos casos no provoca la muerte, pero sí mal formaciones, poco desarrollo, entre otros.

CONTAMINACION DEL SUELO El suelo es un recurso natural que corresponde a la capa superior de la corteza terrestre, allí nacen y se desarrollan las plantas que extraen de él una gran parte de su alimento. Luego, los animales y aves se alimentan de ellas y a la vez sirven de alimento a otros animales. Este proceso es conocido como cadena trófica. Compuesto por minerales y partículas orgánicas producidas por la acción del agua y procesos de desintegración orgánica, el suelo terrestre es también el lugar donde se realiza la mayoría de las actividades del hombre. En esta capa terrestre el ser humano ha sido capaz de generar  alimentos (agricultura), criar animales (ganadería), explotar los bosques (selvicultura) y los minerales (minería). Además conociendo las características y composición del mismo, el hombre ha desarrollado la construcción de viviendas y caminos.

Cuando en el suelo depositamos de forma voluntaria o accidental diversos productos como papel, vidrio, plástico, materia orgánica, materia fecal, solventes, plaguicidas, residuos peligrosos o sustancias radioactivas, etc., afectamos de manera directa las características físicas, químicas y de este, desencadenando con ello innumerables efectos sobre seres vivos. La población mundial ha crecido en forma abismante en estos últimos 40 a 50 años. Este aumento demográfico exige al hombre un gran desafío en relación con los recursos alimenticios, lo cual implica una utilización más intensiva de los suelos, con el fin de obtener un mayor rendimiento agrícola. 

Los plaguicidas o pesticidas

En agricultura, la gran amenaza son las plagas, y en el intento por controlarlas se han utilizado distintos productos químicos. Son los llamados plaguicidas y que representan también el principal contaminante en este ámbito, ya que no sólo afecta a los suelos sino también, además de afectar a la plaga, incide sobre otras especies. Esto se traduce en un desequilibrio, y en contaminación de los alimentos y de los animales. Existen distintos tipos de plaguicidas y se clasifican de acuerdo a su acción: 

Insecticidas:

Se usan para exterminar plagas de insectos. Actúan sobre larvas, huevos o insectos adultos. Uno de los insecticidas más usado es el DDT, que se caracteriza por ser muy rápido. Trabaja por contacto y es absorbido por la cutícula de los insectos, provocándoles la muerte. Este insecticida puede mantenerse por 10 años o más en los suelos y no se descompone. Se ha demostrado que los insecticidas organoclorados, como es el caso del DDT, se introducen en las cadenas alimenticias y se concentran en el tejido graso de los animales. Cuanto más alto se encuentre en la cadena -es decir, más lejos de los vegetales- más concentrado estará el insecticida. Por ejemplo si se tiene: En todos los eslabones de la cadena, existirán dosis de insecticida en sus tejidos. Sin embargo, en el carnívoro de 2do. orden, el insecticida estará mucho más concentrado. Hay otros insecticidas que son usados en las actividades hortofrutículas; son biodegradables y no se concentran, pero su acción tóxica está asociada al mecanismo de transmisión del impulso nervioso, provocando en los organismos contaminados una descoordinación del sistema nervioso. 

Herbicidas: Son un tipo de compuesto químico que destruye la vegetación, ya que impiden el crecimiento de los vegetales en su etapa juvenil o bien ejercen una acción sobre el metabolismo de los vegetales adultos. Fungicidas: son plaguicidas que se usan para combatir el desarrollo de los hongos (fitoparásitos). Contienen azufre y cobre. 

 Actividad minera: La actividad minera también contamina los suelos, a través de las aguas de relave. De este modo, llegan hasta ellos ciertos elementos químicos como mercurio (Hg), cadmio (Cd), cobre (Cu), arsénico (As), plomo (Pb), etcétera. Por ejemplo: el mercurio que se origina en las industrias de cemento, industria del papel, plantas de cloro y soda, actividad volcánica, etcétera.

 Algunos de sus efectos tóxicos conocidos en humanos son: alteración en el sistema nervioso y renal. En los niños, provoca disminución del coeficiente intelectual; en los adultos, altera su carácter, poniéndolos más agresivos. Otro caso es el arsénico que se origina en la industria minera, este mineral produce efectos tóxicos a nivel de la piel, pulmones, corazón y sistema nervioso. Así como estos ejemplos, existen otras sustancias que van contaminando los suelos y finalmente llegan a formar parte de los seres vivos, en los cuales provocan serios daños. 

Basura al suelo:

La destrucción y el deterioro del suelo son muy frecuentes en las ciudades y sus alrededores, pero se presentan en cualquier parte donde se arroje basura o sustancias contaminantes al suelo mismo, al agua o al aire. Cuando amontonamos la basura al aire libre, ésta permanece en un mismo lugar durante mucho tiempo, parte de la basura orgánica (residuos de alimentos como cáscaras de fruta, pedazos de tortilla, etc.) se fermenta, además de dar origen a mal olor y gases tóxicos, al filtrarse a través del suelo en especial cuando éste es permeable, (deja pasar los líquidos) contamina con hongos, bacteria, y otros microorganismos patógenos (productores de enfermedades), no sólo ese suelo, sino también las aguas superficiales y las subterráneas que están en contacto con él, interrumpiendo los ciclos biogeoquímicos y contaminado las cadenas alimenticias.

CONTAMINACIÓN ACÚSTICA El aire no sólo se contamina con partículas sólidas o gaseosas, el ruido también provoca contaminación y se denomina contaminación acústica. Si bien es cierto que el ruido no se acumula, no se traslada y no se mantiene en el tiempo, de todos modos genera en las personas ciertos daños y molestias. En una ciudad, los ruidos pueden provenir de distintas fuentes: equipos electrónicos, de las casas particulares, fábricas, talleres, estaciones de servicio, lugares de entretención; vehículos motorizados con escape libre; ruidos de la calle, los cuales pueden ser originados por  vendedores; talleres o industrias en las cuales se utilizan maquinarias, herramientas; construcción de casas y edificios entre otros. Estos ruidos lógicamente provocan contaminación ambiental, y en el hombre pueden ocasionar  desde molestias a daños más serios. Algunos efectos pueden ser: dolor de cabeza, dificultad para dormir, defectos auditivos, tensión nerviosa entre otros.

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3. Que es un ciclo biogeoquímico y describa uno de ellos.

Desde que la tierra se conoce como planeta, siempre ha existido una serie de elementos que sostienen la vida de los seres vivos. Son nutrientes inorgánicos tales como: El Oxigeno, el Carbo, el Hidrogeno y el Nitrógeno, entre otros. Si estos elementos son traídos de la tierra sin posibilidad de recuperarlos, llegaría un momento en que ocurriría un desequilibrio en la biosfera; para que esto no ocurra, existen un considerable número de microorganismos, llamados descomponedores que al morir los seres vivos, rompen las moléculas orgánicas de

éstos y forman moléculas inorgánicas sencillas, que envuelven al medio ambiente estableciéndose así un ciclo cerrado de elementos inorgánicos  Así como los animales y demás seres vivos se aprovechan y se benefician alimentándose de la materia orgánica, del mismo modo, estas satisfacen las suyas extrayendo los nutrientes inorgánicos del sustrato o medio ambiente. Ciertamente que estos ciclos no se desarrollan siempre con velocidad uniforme. A veces hay elementos que son retenidos mucho tiempo por  un organismo y tardan en regresar al medio. A todo este ciclo que va desde la materia orgánica y se incorpora a los organismos desde el suelo, siendo aprovechado por los seres autótrofos y luego por los heterótrofos, se les conoce como ciclos biogeoquímicos. Los ciclos biogeoquímicos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbón, oxígeno, nitrógeno, fósforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.

Ciclo del Carbono Es la sucesión de transformaciones que sufre el carbono a lo largo del tiempo. Es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la Tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida. El ciclo comprende dos ciclos que se suceden a distintas velocidades: Ciclo biológico: comprende los intercambios de carbono (CO 2) entre los seres vivos y la atmósfera, es decir, la fotosíntesis, proceso mediante el cual el carbono queda retenido en las plantas y la respiración que lo devuelve a la atmósfera. Este ciclo es relativamente rápido, estimándose que la renovación del carbono atmosférico se produce cada 20 años. Ciclo biogeoquímico: regula la transferencia de carbono entre la atmósfera y la litosfera (océanos y suelo). El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua, formando ácido carbónico que ataca los silicatos que constituyen las rocas, resultando iones bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcanzan el mar, son asimilados por los animales para formar sus tejidos, y tras su muerte se depositan en los sedimentos. El retorno a la atmósfera se produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo contienen. Este último ciclo es de larga duración, al verse implicados los mecanismos geológicos. Además, hay ocasiones en las que la materia orgánica queda sepultada sin contacto con el oxígeno que la descomponga, produciéndose así la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y gas natural. El almacenamiento del carbono en los depósitos fósiles supone en la práctica una disminución de los niveles atmosféricos de dióxido de carbono. Si éstos depósitos se liberan, como se viene haciendo desde tiempo inmemorial con el carbón, o más recientemente con el petróleo y el gas natural; el ciclo se desplaza hacia un nuevo equilibrio en el que la cantidad de CO 2 atmosférico es mayor; más aún si las posibilidades de reciclado del mismo se reducen al disminuir la masa boscosa y vegetal. La explotación de combustibles fósiles para sustentar las actividades industriales y de transporte (junto con la deforestación) es hoy día una de las mayores agresiones que sufre el planeta, con las consecuencias por todos conocidas: cambio climático (por el efecto invernadero), desertización, etc. Los pasos más importantes del ciclo del carbono son los siguientes:

1. El dióxido de carbono en la atmósfera es absorbido por las plantas y convertido en azúcar, por el proceso de fotosíntesis. 2. Los animales consumen las plantas y al descomponer los azúcares dejan salir carbono a la atmósfera, los océanos o el suelo. 3. Otros organismos descomponen las plantas muertas y las materias animales, devolviendo carbono al medio ambiente. 4. El carbono también se intercambia entre los océanos y la atmósfera. Esto sucede en ambos sentidos en la interacción entre el aire y el agua.

4. Describa los diferentes eventos o etapas de cómo puede afectar un xenobiotico la estructura de un ecosistema. R/ Un contaminante o cualquier otro evento particular que perturbe las condiciones iniciales de un sistema acuático provocará una serie de cambios en los organismos, cuya magnitud dependerá del tiempo que dure la perturbación, su intensidad y su naturaleza. La acción puede ser indirecta (cambios en el medio) o directa (ingestión o impregnación). Se pueden describir de manera práctica los efectos sobre la fauna acuática cuando es sometida a la descarga de una sustancia tóxica; a medida que transcurre el tiempo se pasa de respuestas individuales u organísmicas (bioquímicas y fisiológicas) a respuestas poblacionales, comunitarias y ecosistémicas. Existen diversos eventos para que una descarga de determinado xenobiótico afecte la estructura del ecosistema:

I.  Al ocurrir una descarga de contaminante en el medio (agua) inicialmente se observaran cambios en la calidad de la misma, la cual va hacer percibida por los organismos que habitan en ella de forma inmediata; este contaminante ingresará a la membrana celular y al sistema neutral y endocrino. Servirán de sensores a la hora de realizar cualquier evaluación del medio. II.

Seguidamente se presentan respuestas bioquímicas (actividad enzimática) como la alteración en la producción de ADN, RNA, proteínas y lípidos y alteraciones en las propiedades de las membranas.

III. Posteriormente se observan respuestas fisiológicas, cambios en el consumo de O 2, alimentación, digestión, excresión y eliminación, lo que trae consigo consecuencias crónicas en los organismos. IV. Estas consecuencias se empiezan a detectar en las alteraciones que sufren en su comportamiento fisiológico como: disminución del crecimiento, biomasa, reproducción entre otros, lo que conlleva a un impacto  poblacional. V.

Se inician los cambios en la estructura y dinámica de la comunidad .

VI. Pasando finalmente a los cambios en la estructura y funcionamiento de un ecosistema, que verán a lo largo de los años.

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5. Defina: sistema, sistema cerrado, fase y componente.

Sistema: Conjunto de partes o elementos organizados y relacionados que interactúan entre sí, de forma tal que un cambio en un elemento afecta al conjunto de todos ellos, estan delimitados por  fronteras que pueden ser reales o imaginarias. Los sistemas reciben (entrada) energía o materia del ambiente y proveen (salida) información, energía o materia, también se define como la agrupación de los átomos, minerales, rocas, y/o gases y aguas que se estudian en un solo volumen de espacio.

Sistema cerrado: No presentan intercambio de energía con el medio ambiente que los rodea, son herméticos a cualquier influencia ambiental. No reciben ningún recurso externo y nada producen que sea enviado hacia fuera; por la baja velocidad de las tasas de flujo y los reducidos períodos de tiempo, los sistemas tienden a ser cerrado con respecto a muchas sustancias.

Fase: Es una parte o todo el sistema con diferentes propiedades físicas y químicas, homogéneas, con límites definidos (mecánicamente separable de un sistema) formado por componentes químicos.

Componentes: Simples unidades químicas que se pueden combinar para describir la composición química de las especies o sustancias en un sistema.

6. Proponga un experimento con sus resultados, describa la cinética de los mismos y enfoque su importancia desde el punto de visto ambiental. R/

7. Cuales son los principales procesos ambientales y los mecanismos que los caracteriza. R/ Existen diversos procesos ambientales, que básicamente se rigen por la Reacción química y el Transporte físico, como se detallan a continuación: Reacción Química se caracteriza por los mecanismos de: Hidrólisis: pH, basicidad y acidez de los sedimentos del suelo  Oxidación: Concentración de oxidantes y los retardadores  Fotólisis: Radiación solar, transmisividad de agua, y el aire   Reducción: Concentración de oxígeno, concentración de iones ferrosos, estado de oxidación. Transporte Físico se caracteriza por los mecanismos de:



Bioabsorción/Bioasimilación: Incluye la que se da en la cadena trófica y la de la biomasa. Sorción: Contenido orgánico de los sedimentos del suelo y las suspensiones acuáticas  Volatilización: Evaporación, tasa de aireación, materia orgánica, turbulencia, y velocidad  del viento. Meteorología: Siendo el de mayor interés el viento  Escorrentía: Principalmente la Tasa de precipitación  Lixiviación: Coeficiente de adsorción  Pulverización: Concentración de partículas y las velocidad del viento 

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8. Cuales son las principales fortalezas y debilidades de los modelos.

Los modelos para los sistemas ambientales presentan muchas fortalezas que se pueden destacar, así como debilidades que aun se pueden mejorar para que sean realmente validos.

Fortalezas de los modelos.         

Son una simplificación de los sistemas complejos Modelos matemáticos como el centro de todas las áreas Pueden ser usados para generar hipótesis Utilizados para explicar datos y observaciones de campo Pueden ser usados para diseñar experimentos Permite predecir el comportamiento de un contaminante Pueden modificarse Permiten desarrollar alternativas de solución  Ayudan a predecir sucesos y ajustar los procesos

Debilidades de los modelos    

Se sobresimplifica el modelo Nunca concuerdan (no son tan buenos o validos) con las observaciones y datos reales Tienden a ser obsoletos. Siempre están sujetos a que aparezca un mejor modelo (a ser mejorados)

9. Cuales son los procesos que gobiernan el balance térmico terrestre y consecuencias que traen los mismos. R/ Dado que la energía del sol siempre ingresa en la atmósfera, si toda la energía se almacenara en el sistema Tierra-atmósfera, la Tierra se podría recalentar. Así, la energía se debe liberar de nuevo en el espacio. Por lo general, esto es lo que sucede. La radiación recibida regresa como radiación terrestre y da lugar a un balance térmico, llamado balance de radiación La Tierra, para mantenerse térmicamente estable a lo largo del tiempo debe ser capaz de evacuar, en término medio, toda la energía recibida en forma de radiación.

El Balance térmico terrestre se refiere al hecho de que durante periodos prolongados de tiempo la temperatura en la Tierra se ha mantenido esencialmente constante. Esto significa un equilibrio térmico entre la radiación que entra por la parte superior de la atmósfera y la que sale, la energía que absorbe la atmósfera y la que irradia, la energía que absorbe la superficie terrestre y la que irradia pues ninguna de las parte aumenta de temperatura. Los intercambios de energía se expresan en vatios por metro cuadrado (W/m 2 ). Sin embargo, medidas recientes indican que la Tierra está absorbiendo 0,85 ± 0,15 W/m 2 más que lo que emite al espacio (Hansen et al. 2005). Este aumento, asociado con el calentamiento global, se cree que ha sido causado por el reciente aumento en las concentraciones de los gases de efecto invernadero. Los procesos que gobiernan el balance térmico terrestre y que los regulan son:

La radiación térmica. Todo cuerpo a una temperatura T tiende a enfriarse emitiendo radiación en la banda de los infrarrojos. La tierra emite radiación térmica, también, y lo hace en de toda su superficie. En cambio, la radiación solar sólo se recibe en la cara diurna. Por eso, la tierra se calienta de día y se enfría de noche. Esta radiación trae como consecuencia que parte de la energía solar sea reflejada por la tierra (albedo) y esto disminuye la temperatura de la tierra, y parte de la energía radiada por la tierra tiene una longitud larga que hace que sea absorbido por los gases de efecto invernadero calentando la atmósfera.  Albedo. El albedo es uno de los factores que determinan el balance térmico en la tierra, debido a que su valor determina la radiaron absorbida por el sistema tierra-aire. El albedo rebaja aún más la temperatura media del planeta así pues la contribución del efecto invernadero es aún mayor. Ocurre que la mayor parte de ese aumento de temperatura media lo provoca la misma agua que causa el albedo. Nube La nubosidad por sí sola afecta enormemente, y de dos formas contradictorias, al balance energético de la Tierra. Por una parte, las nubes absorben una cierta cantidad de radiacón para sí mismas y reflejan aproximadamente la mitad de la radiación solar incidente. Esto último hace que supongan la mayor contribución al albedo terrestre. De la misma forma devuelven con mucha mayor eficiencia una buena parte de la radiación infrarroja que reciben de la Tierra, lo que hace que también sean la mayor fuente de efecto invernadero. El balance entre ambos efectos no es fácil de determinar, pero se calcula que reflejan un 40% más de energía de la que capturan por lo que su efecto neto sería de enfriamiento. Naturalmente, tales cálculos están hechos sobre las nubes actuales. Nadie puede asegurar del todo el efecto de las nubes prehistóricas ni el de las nubes futuras, pues la configuración y distribución de éstas no solo depende de la humedad del entorno sino también de los aerosoles y posibles núcleos de condensación presentes en el aire. Dispersión (física) Las moléculas de aire desvían los fotones que impactan sobre ellas. Este fenómeno se llama dispersión molecular y según el parámetro de impacto de estos choques la desviación será mayor o menor. Gracias a este fenómeno nos llega radiación adicional del sol que rebota en el aire y regresa a la tierra en forma de radiación difusa. La dispersión es la que da el característico color azul al cielo. Pero la dispersión también contribuye en cierta medida al albedo terrestre. De hecho, un 8% de la radiación incidente es reflejada por el aire. Este fenómeno también contribuye de forma importante en el efecto invernadero donde una buena parte de la radiación infraroja reemetida hacia la tierra lo es debido al rebote de dichos rayos con moléculas libres de agua o dióxido de carbono.

10. Explique brevemente los factores que afectan el albedo terrestre y los efectos que pueden tener en el balance energético terrestre. R/ El albedo se define como la fracción (o porcentaje) de la energía solar incidente que refleja una superficie al espacio. Las diferentes superficies (agua,nieve, arena, etc.) tienen diferentes valores albedo. Para la Tierra y la atmósfera como un todo, el albedo promedio es 30% cuando hay condiciones generales de nubosidad sobre la Tierra. Este índice es mayor en el rango visible de las longitudes de onda. El albedo depende de la capacidad de absorción de las zonas superficiales del planeta; influyendo factores como: Los mares, lagos y vegetación absorben en gran medida la luz incidente; estos lugares tienen un albedo bajo; el hielo, la nieve y las nubes reflejan el 100 % de las radiaciones y el polvo atmosférico refleja la luz. El albedo terrestre se ve afectado por la nubosidad, la materia particulada y la dispersión de la luz. La nubosidad afecta por si sola y enormemente el balance energético de la tierra de dos formas: · Las nubes absorben una pequeña cantidad de radiación incidente aproximadamente un 2% en promedio. Su mayor efecto es la dispersión de la radiación solar que afecta al 40% de dicha radiación de la que el 17 % de la radiación solar incidente es reflejada. Esto hace que las nubes supongan la mayor contribución al albedo terrestre. El 23% restante es difundido por la nubes hacia la superficie terrestre y absorbido por ésta. Por esto a la radiación superficial directa hay que añadir la radiación difusa procedente de las nubes y del propio aire. · De la misma forma devuelven con mucha mayor eficiencia una buena parte de la radiación infrarroja que reciben de la Tierra, lo que hace que también sean la mayor fuente de efecto invernadero. El balance entre ambos efectos no es fácil de determinar, pero se calcula que reflejan un 40% más de energía de la que capturan por lo que su efecto neto sería de enfriamiento. Naturalmente, tales cálculos están hechos sobre las nubes actuales. Nadie puede asegurar del todo el efecto de las nubes prehistóricas ni el de las nubes futuras, pues la configuración y distribución de éstas no solo depende de la humedad del entorno sino también de los aerosoles y posibles núcleos de condensación presentes en el aire. En cuanto a la materia particulada, existe una gran variedad de fuentes naturales que contribuyen a la presencia de esta en la atmósfera, como los incendios forestales de los trópicos que generan una gran cantidad de aerosoles, las erupciones volcánicas, los vientos que arrastran finos de la superficie de la tierra, las brumas marinas, los pólenes de las plantas y la actividad humana, principalmente, la combustión del tráfico rodado y de las ograndes centrales térmicas que aunque no las emiten directamente ya que están dotadas de sistemas de filtrado emiten dióxido de azufre, que después en la atmósfera se convierte en un aerosol.  Así mismo las fibras, el hollín, la niebla, la calima húmeda (Formada por pequeñas gotitas o por  partículas muy higroscópicas en el aire y que pueden reducir la visibilidad), el smog (Es una combinación de bruma natural y humos), los sulfatos (emisiones biogénicas) y los compuestos orgánicos (oxidación parcial de compuestos biogénicas, terpenos) El efecto de la materia particulada sobre el balance energético terrestre depende de su composición y tamaño. Las partículas grandes y oscuras como por ejemplo el hollín tienden absorber la luz, y las partículas pequeñas tienden a dispersarla, incrementando el albedo. En

los aerosoles atmosféricos predominan las partículas pequeñas, y las más pequeñas (submicrometricas) se forman por oxidación de gases constituidos de C, N y S. Los aerosoles de Sulfato son los que mas influyen en el balance térmico terrestre por sus propiedades ópticas y químicas únicas, inhiben la formación de lluvias y favorecen la nubosidad. La dispersión de la luz en un proceso muy importante y dominante en este aspecto, porque la presencia de nubes y sulfatos provoca un efecto neto de enfriamiento terrestre. Así mismo la radiación solar que llega la tierra como radiación difusa (contribuye al albedo), también contribuye de forma importante en el efecto invernadero donde una buena parte de la radiación infraroja reemitida hacia la tierra lo es debido al rebote de dichos rayos con moléculas libres de agua o dióxido de carbono. El Azufre juega un papel muy importante en el balance térmico, además de lo mencionado, también puede ocasionar efectos opuestos sobre el clima de la tierra mediante la quema de combustibles fósiles, uno, ocurre calentamiento debido a las emisiones de CO2 y otro, ocasiona enfriamiento terrestre del albedo originado pos las emisiones de SO2.

11. Por qué se presenta el efecto invernadero y explique el proceso de retroalimentación positiva en la amplificación del mismo. R/ El efecto invernadero se presenta inicialmente porque la radiación solar que llega a la superficie de la tierra en parte es absorbida, y es reflejada como radiación infrarroja de menor energía. Los gases más abundantes en la atmósfera como el oxígeno y el nitrógeno, no absorben la radiación reflejada totalmente, mientras que sí lo hacen el dióxido de carbono, el metano, el vapor de agua, el óxido nitroso, el clorometano y el ozono. Resultando así un efecto invernadero por causas naturales, que mantiene la superficie de la tierra bajo determinado rango de temperatura. Sumado a lo anterior existen mecanismos de retroalimentación (positiva o negativamente) que pueden potenciar o contrarrestar los efectos, a causa de los sucesos imprevistos o forzamientos sistemáticos. Se dice que hay una retroalimentación positiva que amplifica el efecto cuando se forma un mecanismo que se refuerza a sí mismo Un ejemplo claro es el efecto del albedo, también es una retroalimentación la fusión de los casquetes polares, ya que crean un efecto de estancamiento por el cual las corrientes oceánicas no pueden cruzar esa región. En el momento en que empieza a abrirse el paso a las corrientes se contribuye a homogeneizar las temperaturas y favorece la fusión completa de todo el casquete y a suavizar las temperaturas polares, llevando el planeta a un mayor calentamiento al reducir el albedo.

12. Que relación hay entre algunas sustancias destructoras de la capa de ozono y el efecto invernadero. R/ El calentamiento global es una actividad cíclica que realiza la tierra con el fin de mantener calor  el cual es el generador de la vida terrestre; sin embargo, se ha visto que en los últimos años este fenómeno natural ocurre cada vez mas intenso generando mas calor a la tierra y por ende los efectos que comúnmente se están dando a conocer mediante los medios informáticos. Estudios recientes han demostrado que la intensificación del calor ha generado el efecto invernadero el cual tiene una directa relación con algunos gases contaminantes que se emiten a la atmósfera mediante diferentes mecanismos; estos gases emitidos, se han considerados

agotadores de la capa de ozono, las cuales se encuentran presentes en espumas, aerosoles, refrigeradores, a estas sustancias se les han denominado Clorofluorocarbonos (CFC's). Sin embargo estas no son las únicas sustancias presentes, también se encuentran el CO 2, el metano entre otros, se destacan estos tres por las grandes cantidades que son emitidas a la atmósfera desde los diferentes sistemas de producción. Las principales emisiones proviene de la combustión de los motores, procesos industriales e incluso de sistemas de producción ganaderos; el principal efecto de estas actividades radica es que con las emisiones de gases provocan que los rayos ultravioletas que emite el sol e ingresan a la tierra y que luego son reflejadas por esta, no puedan salir de la atmósfera y por lo tanto se acumulan generando más calor. El hecho que los rayos ultravioletas no puedan salir se enfoca principalmente a la acumulación de los gases antes mencionados en la troposfera y estratosfera, ya que estas deposiciones provocan e impiden el flujo normal de entrada y salida, permitiendo un exceso de entrada y un déficit en las salidas. Esto hace fundamental la reducción de sustancias que puedan afectar la atmósfera con el fin de mitigar las causas del calentamiento global por causas del efecto invernadero.

13. Describa las principales actividades antropogénicas que emiten gases que afectan los procesos atmosféricos. R/ Existen diversas actividades antropogénicas que emiten gases, afectando los procesos atmosféricos, dentro de las cuales encontramos las siguientes:

ACTIVIDADES  Procesos industriales, 

Transporte,  Quema de combustibles fósiles y  Combustión incompleta de combustibles a base de carbono, tales como la gasolina, el petróleo y la leña, y de productos naturales y sintéticos (humo de cigarrillos)  Tala de bosques y Quema de combustible fósil (combustión de carbón, petróleo y gas natural)  Fundición de metales ferrosos y no ferrosos  Combustión del carbón, especialmente en usinas térmicas.  Procesos industriales (fabricación de papel) .  Combustión de combustibles fósiles  Transporte  Centrales térmicas  Motores de gasolina  Propelentes en los aereosoles Sistemas de refrigeración y de aire acondicionado Elaboración de bienes de consumo  Quemas de bosques  Fábricas de productos químicos  Productos para limpieza en seco,

CONTAMINANTE (CO) Monóxido de carbono

(CO2) Dióxido de carbono

(SO2) Dióxido de azufre

(NOx) Óxido de nitrógeno

(CFCs) Clorofluorocarbonos Compuestos orgánicos tóxicos (PAHs) Hidrocarburos aromáticos policíclicos,

    

  

     

    

Imprentas Vehículos (automóviles, camiones, autobuses y aviones). Combustión del carbón, diesel y gasolina Oxidación parcial de metanol y etanol Fabricación de fenol y estireno Emanación de disolventes Industria de procesado Parque automotor  Procesos industriales Quema de combustibles fósiles Polvos (proveniente de las labores de aseo actividad volcánica y erosión del suelo) Residuos de combustión incompleta Materiales de construcción El Hollín Mezcla y aplicación de fertilizantes y agroquímicos Fabricación de acero  Actividad minera Quema de rastrojos y malezas Las chimeneas de hogar y estufas a leña.

 Aldehídos y Benceno

Compuestos orgánicos volátiles (Hidrocarburos)

Partículas sólidas o líquidas en suspensión

14. Que relación tiene el efecto invernadero en la posible o potencial aparición de un agujero en la capa de ozono del hemisferio norte. R/ El efecto invernadero tiene una relación directa con diferentes gases que se emiten a la atmósfera, entre los gases de mayor importancia se encuentran los CFC's (Cloro-flúorcarbonatos), gases refrigerantes y aerosoles, otros de mayor importancia son el metano y el CO2 altamente inertes que pueden pasar de “inadvertidos” por la atmósfera, estos gases al lograr ascender en la atmósfera y llegar a la troposfera y mesosfera los efectos son catastróficos; es decir ; estos gases son alimentados por las altas energías que existen en esa capa como consecuencia de la absorción de las radiaciones UV, estimulando y desencadenando así un mecanismo de ruptura de esta estructura química, pasando a formarse radicales muy reactivos capaces de vivir alrededor de setenta y cinco años en forma de CFC3 y cien años el CF2Cl2, destruyendo en este período la impresionante cantidad de 100.000 moléculas de ozono antes de perder su actividad o volver a la troposfera, provocando una disminución de la concentración de ozono y la disminución de la capa atmosférica, lo cual se constituye en una peligrosa arma para el desarrollo de la vida. El efecto generado por las moléculas de cloro en la atmósfera parte desde el hecho cuando se genera el choque entre la molécula de cloro y ozono, esta reacción desencadena un robo de un átomo de oxigeno, para luego formar un radical de monóxido de cloro y una molécula de O2. Esta reacción continua su cadena, ya que pasa nuevamente el monóxido de cloro a reaccionar  con un átomo de oxigeno, para formar nuevamente O2 y dejar libre nuevamente el cloro para

reaccionar nuevamente con una molécula de ozono, este tipo de cadena progresiva es la generar importancia por el efecto nocivo que ocasiona al sistema equilibrado atmosférico Ahora el efecto invernadero se genera por la acumulación de los gases contaminantes en las  primeras capas de la atmósfera, los cuales evitan el flujo normal de entra y salidas de los rayos ultravioletas; sin embargo, se ha evidenciado que el calentamiento solo ocurre dentro de tierra, por lo tanto en la parte exterior de la estratosfera el enfriamiento se incrementa  puesto que no hay ese flujo de salida de los rayos ultravioletas, dando lugar a un calentamiento interno y un enfriamiento externo. Cuando las temperaturas se encuentran por  debajo de 78ºC bajo cero, principalmente en la antártica durante el invierno se forman nubes  polares estratosféricas, las cuales son precursoras de un peligro para la capa de ozono, ya que las gotas de agua y hielo en las nubes, son la bases para que las moléculas de CFC's se conviertan en moléculas destructoras de ozono. De ahí que se presente en la zona a del hemisferio norte eventualmente el agujero en la capa de ozono, lo cual se relaciona directamente con el efecto invernadero, quien modifica las temperaturas en el ambiente.

15. Cuales son los principales contaminantes del aire y los efectos que puede producir  cada uno. R/ Dentro de los principales contaminantes del aire encontramos los siguientes: 

Monóxido de Carbono (CO): Es un gas inodoro e incoloro, cuando es inhalado, sus moléculas ingresan al torrente sanguíneo, donde inhiben la distribución del oxígeno. Se lo halla en altas concentraciones en lugares cerrados, como garajes y túneles con deficiente ventilación, e incluso en caminos de tránsito congestionado. En bajas concentraciones produce mareos, jaqueca y fatiga, mientras que en concentraciones mayores puede ser fatal. 

Dióxido de Carbono (CO 2 ):   Es el principal gas causante del efecto invernadero. En estado líquido o sólido produce quemaduras, congelación de tejidos y ceguera. La inhalación es tóxica si se encuentra en altas concentraciones, pudiendo causar incremento del ritmo respiratorio, desvanecimiento e incluso la muerte. 

Dióxido de azufre (SO 2 ):   Es un gas inodoro cuando se halla en bajas concentraciones, pero en alta concentración despide un olor muy fuerte. Al igual que los óxidos de nitrógeno, el dióxido de azufre es uno de los principales causantes del smog y la lluvia ácida; está estrechamente relacionado con el ácido sulfúrico, que es un ácido fuerte. Puede causar daños en la vegetación y en los metales y ocasionar trastornos pulmonares permanentes y problemas respiratorios 

Oxido de nitrógeno (NOx): Es uno de los principales causantes del smog y la lluvia ácida. El primero se produce por la reacción de los óxidos de nitrógeno con compuestos orgánicos volátiles. En altas concentraciones, el smog puede producir dificultades respiratorias en las personas asmáticas, accesos de tos en los niños y trastornos en general del sistema respiratorio. La lluvia ácida afecta la vegetación y altera la composición química del agua de los lagos y ríos, haciéndola

potencialmente inhabitable para las bacterias, excepto para aquellas que tienen tolerancia a los ácidos. 

Compuestos orgánicos tóxicos

Hidrocarburos policíclicos aromáticos (HAP): Son compuestos químicos que afectan la salud y el medio ambiente, las emanaciones masivas pueden causar cáncer, malformaciones congénitas, trastornos del sistema nervioso y hasta la muerte •

Los HAPs son un grupo de compuestos presentes en el petróleo, y se consideran los más tóxicos de los hidrocarburos junto con los monoaromáticos. Una vez que los HAPs son liberados al ambiente acuático, la degradación a través de microorganismos es a menudo lenta, lo que conduce a su acumulación en los sedimentos, suelos, plantas acuáticas y terrestres, peces e invertebrados expuestos. Los HAPs pueden afectar la salud humana; los individuos expuestos a mezclas de estos compuestos a través de la inhalación o el contacto dérmico por  periodos prolongados, han desarrollado cáncer, y se activan con citocromo P450 en el hígado, son epóxidos: reaccionan fácilmente con las bases heterocíclicas del ADN, alterando genes. Formaldehído (HCHO) y Acetaldehído: Causa irritación ocular y pulmonar. Gas potencialmente cancerígeno (nasales y garganta), incluso a bajos niveles. •

•

Plomo:

Es un metal de alta toxicidad que ocasiona una diversidad de trastornos, especialmente en niños pequeños. Puede afectar el sistema nervioso y causar problemas digestivos. Ciertos productos químicos que contienen plomo son cancerígenos. El plomo también ocasiona daños a la fauna y flora silvestres. 

Partículas: En esta categoría se incluye todo tipo de materia sólida en suspensión en forma de humo, polvo y vapores. Además, de reducir la visibilidad y la cubierta del suelo, la inhalación de estas partículas microscópicas, que se alojan en el tejido pulmonar, es causante de diversas enfermedades respiratorias. 

Compuestos orgánicos volátiles (VOC): Son substancias químicas orgánicas. Todos los compuestos orgánicos contienen carbono y constituyen los componentes básicos de la materia viviente y de todo derivado de la misma. Muchos de los compuestos orgánicos que utilizamos no se hallan en la naturaleza, sino que se obtienen sintéticamente. Los compuestos químicos volátiles emiten vapores con gran facilidad. La emanación de vapores de compuestos líquidos se produce rápidamente a temperatura ambiente. Muchos compuestos orgánicos volátiles son peligrosos contaminantes del aire. Por ejemplo: El benceno: tiene efectos cancerígenos, probados e implicado en la aparición de • leucemia, en el consumo de Cigarrillos hay una alta exposición. Las resinas: producen problemas respiratorios, nauseas, dolor de cabeza y resequedad garganta. •

El O 3 de la troposfera: causa problemas respiratorios e irritación ocular humanos y destruye las plantas. •

en

16. Porque los niños son afectados por los contaminantes del aire más que los adultos. R/ La contaminación del aire es un grave riesgo ambiental para la salud de los niños y un factor de riesgo tanto de enfermedades respiratorias agudas como de enfermedades respiratorias crónicas, además de otras enfermedades. Alrededor de 2 millones de niños menores de cinco años mueren cada año a causa de infecciones respiratorias agudas. Muchas se ven agravadas por los peligros ambientales. Muchos desconocen que los niños de hoy son generalmente más propensos a la exposición de contaminantes peligrosos que cualquier otro grupo de la población. ¿Por  qué los niños son tan susceptibles? con frecuencia los niños están más expuestos a los contaminantes del aire por diversas razones: La primera y más importante de todas es que la respiración de los niños es totalmente diferente de la de los adultos. Además de respirar con más rapidez que los adultos, muchos niños respiran por la boca, evadiendo el proceso de filtración que tiene lugar  cuando respiramos por la nariz. Ambos factores incrementan la exposición de los niños a los contaminantes existentes en el aire. El rápido crecimiento que se manifiesta en estas primeras etapas hace que los niños ingieran más alimentos y bebidas, y respiren más aire por unidad de peso corporal que los adultos, lo que lo traduce que los niños también incorporan más sustancias nocivas por kilo de peso que un adulto, con el agravante de que no tienen aún plenamente operativos los mecanismos para neutralizar o eliminar estas sustancias. La capa córnea de la piel, al ser menos consistente, facilita, asimismo, el que se introduzcan, por  absorción, algunos contaminantes. Otro problema se produce cuando los niños dedican gran parte de su tiempo al aire libre. Particularmente en los meses de verano, cuando los niveles de smog o contaminación son mayores, los niños están más tiempo en el exterior que los adultos, algo que también incrementa su exposición a los contaminantes. Pero lo que hace más preocupantes estos hechos es que, a diferencia de los adultos, los sistemas inmunológicos de muchos niños no están totalmente desarrollados, por lo que cualquier exposición a los agentes contaminantes es más peligroso en los niños que en los adultos. El efecto de los contaminantes en los niños varía, en dependencia al agente al cual ha estado expuesto el niño. Las partículas de materia, que proceden de fuentes naturales y artificiales, pueden ser especialmente perjudiciales en el caso de niños que ya confronten problemas respiratorios, debido a que dichas partículas son tan pequeñas que pueden evadir los sistemas naturales de defensa del organismo, y penetrar profundamente en los pulmones. Los niños con trastornos respiratorios pre-existentes como el asma, pueden padecer de una exacerbación de sus problemas por la exposición a las partículas de materia.  Además, varios estudios han revelado que los niños que crecen en zonas como la ciudad de Los Angeles, donde el smog es una constante relativa, experimentan notables retrasos en el crecimiento del funcionamiento pulmonar. Otro problema en las zonas aquejadas constantemente por el smog es el predominio del ozono, sustancia formada por las

reacciones químicas entre la luz solar y los gases en la atmósfera, que puede provocar  numerosos problemas en los niños. Cuando los mismos están expuestos a altos niveles de ozono, como ocurre en zonas urbanas altamente contaminadas, pueden padecer de reducción temporal en el funcionamiento pulmonar, estornudos o tos, y falta de aire. Y, al igual que ocurre con los asmáticos y la exposición prolongada a las partículas de materia, la exposición excesiva al ozono puede exacerbar un trastorno de asma ya existente. De igual forma la contaminación del aire en interiores es uno de los principales factores asociados a las infecciones respiratorias agudas, tanto en las zonas urbanas como en las rurales de los países en desarrollo. Un agente contaminante liberado en un espacio cerrado es a menudo más peligroso para los pulmones de un niño que un agente contaminante liberado al aire libre. Una preocupación importante en los países en desarrollo es la exposición a productos de la combustión de biomasa y del carbón, además de la escasa ventilación de las viviendas y otros lugares. En el mundo industrializado, el ambiente en espacios interiores se caracteriza por la escasa ventilación, una humedad elevada, la presencia de agentes biológicos tales como los mohos, y una serie de sustancias químicas presentes en los materiales del mobiliario doméstico y la construcción

17. Enumere tres (3) eventos de los efectos adversos que los plaguicidas organoclorados han tenido sobre el medio ambiente. R/ Los organoclorados en su época manifestaron un sin número de ventajas comparativas que en su momento visualizaron efectos positivos para el hombre, sin embargo a medida que se incrementó el conocimiento sobre el funcionamiento de este tipo de productos sobre la salud humana y el ambiente iniciaron las restricciones para su elaboración y comercialización, situación que en la actualidad se presenta. Entre los efectos adversos que estos productos han generado al ambiente se tienen; su fácil acumulación en tejido adiposo de los organismos animales, encadenando una serie de reacciones que afectan el normal funcionamiento, desarrollo y reproducción de las especies. Un caso particular observado sobre el efecto del uso de los organoclorados, es el adelgazamiento de los cascarones de los huevos de las águilas y los problemas en el sistema reproductivo de estas aves. Debido a este efecto negativo, la Agencia para la Protección  Ambiental, a partir de 1972 decidió sobre la prohibición en el uso, producción y comercialización de todos los productos químicos derivados de los organoclorados, actuación simulada por los demás países en desarrollo. El potencial de acumulación de los organoclorados por los tejidos de los animales tiene una relación directa entre las características fisicoquímicas de toxico ya que esto contribuye a la fácil acumulación y biomagnificación en la cadena alimenticia, situación desfavorable en el desarrollo de las especies. Esto contribuye a la generación de problemas en la salud, tal es el cado la generación de canceres a partir de la exposición rutinaria a los organoclorados, cabe resaltar que los estudios demuestran que después de mucho tiempo en desuso de estos tóxicos, aun se conservan en el ambiente, especialmente en fuentes acuíferas. Por ser los organoclorados tóxicos que afectan el sistema nervioso central, generan en los mamíferos una serie de reacciones adversas tal es el caso de excitabilidad, temblores y

convulsiones. También experimentaron sudor excesivo, dolor de cabeza, náusea, vómitos y mareo. En las mujeres embarazadas con leve exposición a los organoclorados, le transfieren problemas de desarrollo al feto y los posibles trastornos físicos que esto conduce. Así mismo, se han observado problemas de cáncer de hígado en algunos animales y con el potencial efecto sobre el hombre.

18. Cual es la relación entre el Kow y la bioacumulación de un tóxico en un organismo. R/  Al analizar los modelos de bioconcentración en los tejidos animales se tiene que este esta directamente relacionado con la hidrofobicidad basado en el coficiente de partición octano agua Kow y la fisiología del organismo, manteniendo una tendencia directamente proporcional al Kow, lo que indica que a mayor hidrofobicidad mayor absorción del medio acuatico al tejido lipidito del organismo lo que se traduce en una mayor bioacumulación del tóxico. Se observa además que la biacumulación va depender de las propiedades fisicoquímicas del toxico, por lo tanto un toxico que tenga una baja solubilidad relacionada con el coeficiente Kow en el medio tendrá mayor potencia de absorción y por lo tanto mayor bioacumulación; es decir  entre mayor sea el coeficiente de partición menor grado de solubilidad en mg/lt se observa en la solución, por ello se el tóxico relacionado con las propiedades fisiológicas del organismo tendrá mayor potencial de biacumulación.

19. Describa como puede actuar el Benzantreno y la Dimetilnitrosamina como agentes mutagénicos en el cuerpo humano. R/ Estos agentes tóxicos químicos conocidos incluyen un amplio espectro de estructuras. Su único carácter común, quizá, es que sus últimas formas químicas, directamente inductoras de cáncer, son reactivos electrofílicos, capaces de combinarse químicamente, con enlaces covalentes, a "dianas" nucleofílicas de la célula, entre las que se incluyen, precisamente las macromoléculas portadoras de información genética (ADN, ARN), así como otras diversas proteínas. Los carcinógenos también pueden alterar la metilación del ADN por diversos mecanismos, lo cual contribuye a la iniciación carcinogénica, esto aparece a consecuencia de una división incontroladas de las células, originando un deterioro de los tejidos vitales. Los mecanismos generados en estas reacciones dan como desenlace final la mutación del ADN; esta mutación se genera desafortunadamente en posiciones específicas donde se sintetizan las proteínas de vital importancia para el funcionamiento celular lo cual desencadena después de varias y recurrentes mutaciones la generación del cáncer en la célula. La dimetilnitrosamina (DMN) es un promutágeno cuya biotransformación es dependiente del sistema citocromo P450, en algunas especies causa mutación y recombinación somáticas. Un carcinógeno químico puede ser activo como tal. Pero en la mayoría de los casos, requiere ser metabolizado en vivo, para dar lugar a formas químicas más activa, y ya carinogénicas per  se; es el proceso de activación metabólica, que origina el carcinógeno final. Algunos agentes químicos son iniciadores; otros actúan exclusivamente como promotores; y por último, le hay con carácter de carcinógenos complejos, que muestran actividad iniciadora o promotora, según las circunstancias. Se conoce además que en la división celular si se incorpora una base de manera errónea, este error se propaga a través de las futuras generaciones de células; ahora si la base errónea hace parte del gen, el error se introduce en la proteina codificada del gen, lo cual conduce a la alteración del mismo.

20. Cuales son las principales fuentes de PCDD y PCDF en el ambiente, y como pueden controlarse algunas de esas fuentes. R/ De acuerdo a estudios realizados durante los proceso de transformación en las industrias se ha detectado que los PCDD/PCDF se forman como productos secundarios no deseados en procesos de combustión asociados a una gran variedad de actividades que incluyen entre otros, la incineración de los desechos y otros materiales considerados inútiles, también se observa su presencia en la producción de metales, minerales, químicos y otros sectores de producción. Otra fuente de generación están consideradas en los procesos donde se contempla el uso de cloro, especialmente en la producción de papel. Se ha observado que estos contaminantes e encuentran ampliamente distribuidos en el ambiente, especialmente en regiones donde se intensifican los procesos fabriles donde contemplan la transformación de la materia prima y sus subproductos; sin embargo la presencia de PCDD/PCDF se han observado en regiones donde siquiera se desarrollan procesos industriales de hay la importación que generan por los mecanismos de moviendo que han desarrollado en el ambiente. Se pueden considerar cuatro fuentes de formación de PCDD/PCDF, lo cual generan liberaciones al ambiente de forma incontrolada, especialmente a la atmósfera. Inicialmente se tienen los procesos de producción química generan estos tóxicos; sin embargo, se pueden tratar y controlar mediante modificaciones del proceso o sustitución del producto. Seguidamente se encuentran los procesos térmicos y de combustión de insumos, los cuales incluyen la incineración de desechos, la utilización de combustibles sólidos y líquidos, y el procesamiento térmico de metales. No se pueden dejar de lado los procesos bioenergéticos, ya que pueden formar PCDD/PCDF a partir de precursores; es decir se ha observado que en el proceso de comportado se presentan ciertas emisiones de estos tóxicos. Por ultimo se encuentran las fuentes de reservorios, los cuales incluyen antiguos vertederos de desechos contaminados, suelos y sedimentos, que habían acumulado PCDD/PCDF durante largos períodos de tiempo y pueden ser fuentes de transferencias de estos. Las anteriores fuentes pueden conducir a la liberación de los tóxicos a los diferentes medios ambientales, como la Atmósfera, Agua, Tierra, Productos de consumo y Residuos. Sin embargo se cuenta con una serie de herramientas que pueden conducir a disminuir el riego potencial de contaminación, para ello se cuenta con la Purificación de gases (especialmente dioxinas, HBC y furanos), Procesos secos (incluye la inyección de óxido de calcio para contrarrestar la fuente gaseosa contaminante), Procesos semi-secos (esta contempla el uso de una solución de cal), Procesos húmedos (los gases son lavados y saturados a la temperatura de condensación), Procesos específicos de tratamiento (incluyen además la producción catalítica), Procesos de adsorción (incluye sistemas semi-seco y la inyección de carbón), Procesos de inhibición (hay una reducción selectiva no catalitica), Procesos catalíticos (los tóxicos son retenidos y descompuestos en una reducción catalítica).

21. Como se produce el metilmercurio y de que forma este se convierte en un tóxico para el ser humano. De ejemplos de dos eventos de lixiviación más relevantes por  mercurio en el hombre. R/

La formación del metilmercurio parte de ocurrir principalmente en los sedimentos fangosos de los ríos y lagos, caracterizados principalmente por la falta de oxígeno, cuando las bacterias y microorganismos anaerobios convierten el Hg2+ en Hg(CH3)2. El agente activo responsable del proceso de metilación es un constituyente común de las bacterias metanogénicas, en el cual un derivado de la vitamina B12 denominado metilcobalamina (cede aniones CH3-), esta condición favorece para generar propiedades fisicoquímicas del tóxico para su fácil acumulación. De este proceso se forma dimetilmercurio, que es volátil y se evapora del agua a una velocidad relativamente elevada en condiciones ácidas se transforma en la forma monometilada). Se conocen las formas HgCH3Cl y HgCH3OH las cuales son denominadas metilmercurio, las cuales se forman de igual manera y predominan en las aguas ácidas o neutras. La formación de mercurio en mitilmercurio, pasa a ser la forma mas tóxica de este, dando lugar a su alta solubilidad en los tejidos grasos de los animales, lo cual condiciona para su acumulación y biomagnificación. La forma en que el metilmercurio se convierte en un tóxico para el hombre, radica en las formas de consumo, especialmente en aquellas personas donde la dieta alimenticia es rica en pescado, dando lugar a que la mayor concentración del hombre de mercurio se encuentre en forma de metilmercurio. Aproximadamente 80% del mercurio en un pez es metilmercurio; los mecanismos de acumulación en los peces, radica principalmente en la forma de cómo es asimilado, ya que se da por las branquias, por la alimentación regular, etc. Se conoce a ciencia cierta que los peces con mayor rango en la cadena alimenticia son lo que mayor contenido de mercurio manifiestan; es decir, son aquellos peces carnívoros que están en la cima de la cadena trófica, lo cual mediante el proceso de biomagnificación acumulan en su tejido graso grandes cantidades de mercurio. Es aquí, en el proceso de bioconcentración y biomagnificación el riesgo potencia al que se encuentra el hombre para ser afectado por el metilmercurio, ya que en su dieta alimenticia incorpora raciones de pescado frecuentemente y en altos volúmenes. La historia manifiesta que durante el siglo XIX, los trabajadores de la industria textil en la fabricación de sombreros sufrieran enfermedades neurológicas, estas se relacionan directamente con la patología de la enfermedad “Sombrero Loco”, ya que se usaban sombreros elaborados con compuestos a base de mercurio, este emblemático problema da una idea de las implicaciones severas a las que conduce una mala disposición del mercurio en el hombre. También se conoce de forma descrita que en la década de 1960, cientos de habitantes de Irak, Irán, India y Pakistán, murieron intoxicados por haber comido semillas de cereal que habían sido tratadas con un fungicida que contenía compuestos a base de mercurio. Las semillas tratadas con ese veneno fueron repartidas a los diferentes productores de estas regiones; con la mala orientación suministrada, los habitantes en razón de cultivar las semillas, estas fueron consumidas por los habitantes, lo cual condujo a la intoxicación; a pesar, de estar las prevenciones enumeradas en la etiqueta, los productores por su escaso conocimiento no entendieron el mensaje y cambiaron el objetivo para el cual fue destinada la semilla. Otra y de gran relevancia entre las intoxicaciones por mercurio en el hombre, se encuentra la intoxicación con mercurio en la Bahía de Minamata, en Japón. Esto se dio gracias a que una fábrica de productos químicos vertió a fuentes acuíferas durante muchos años (entre 1932 a 1968) productos químicos a base de mercurio pero en baja concentración. Como bien se mencionó anteriormente, el mercurio en condiciones anaeróbicas, se convierte en metilmercurio que es un compuesto muy tóxico y que se va acumulando en la cadena trófica. Los peces acumularon dosis altas de metilmercurio y cientos de personas de las poblaciones ribereñas de estas fuentes acuíferas, que se alimentaban principalmente de la pesca, sufrieron la que se suele llamar enfermedad de Minamata, enfermedad causante de importantes daños en el sistema nervioso y lleva a la muerte a casi la tercera parte de los pacientes que la padecen.

22. Como pueden influir las lluvias en el aumento de la biodisponibilidad de metales pesados en suelos, como puede disminuirse. De un ejemplo de intoxicación por Cd y porque se produjo. R/ En el suelo ocurren una serie de reacciones químicas que condicionan la disponibilidad de ciertos nutrientes, especialmente elementos pesados, las condiciones químicas del suelo están dadas principalmente por condiciones naturales, las cuales mantienen en equilibrio las reacciones en el suelo. Sin embargo, la condición natural del suelo se puede ver  afectada por diferentes fenómenos que ocurren en la naturales y que de una u otra forma están favorecidos por la actividad desmedida del hombre, uno de estos fenómenos es conocido como lluvia ácida, la cual esta constituida por compuestos de N y S que en una fase posterior pueden formar ácido nítrico o sulfúrico. Aunque en la propia atmósfera se puede producir una parcial neutralización por NH3, lo normal es que éstos compuestos se transmitan a los suelos, de tal forma que provocan un aumento en la acidez de los mismos. La acidez no neutralizada por las copas de los árboles al momento de la precipitación, entra en el suelo vía infiltración y escorrentía, esto genera diferentes reacciones que acidifican el suelo. Posterior a ello algunos elementos químicos entran en solución y se da su movimiento en el suelo, entre los elemento se encuentran Aluminio quien es soluble a pH inferiores a 4.2, así mismo se encuentran metales pesados como cadmio que entra a  jugar un papel en las reacciones en el complejo de cambio que ocurren en el suelo. la incorporación de electos pesados en la solución del suelo, genera la gran posibilidad de que estos sean absorbidos por las plantas y puedan generar procesos de bioacumulación y biomagnificación entre los consumidores involucrados en la cadena alimenticia, desencadenando los efectos adversos traducidos en enfermedades. Con respecto a las medidas a tener en cuenta con el fin de evitar la acidificación de las aguas y el suelo, la solución a largo plazo es la reducción de las emisiones. Con respecto las medidas a corto plazo tenemos la neutralización de lagos y demás corrientes de aguas, así como el suelo mediante el agregado de una base, lo que provoca un aumento de pH. La acción anterior causa la precipitación de aluminio y otros metales que luego sedimentan. Sin embargo, a nivel macro se deben pensar en alternativas que contemplen el uso de combustibles con bajo contenido de azufre. En el caso de los óxidos de nitrógeno se puede reducir mediante el cambio en los métodos de combustión, un ejemplo son los quemadores de baja producción de NOx los que requieren menor exceso de oxigeno, tiempos más cortos de combustión y menores temperaturas. También se deben tener en cuenta alternativamente que purifiquen los humos mediante métodos catalíticos los cuales permiten la reacción de los óxidos de nitrógeno con amoníaco convirtiéndose en nitrógeno gas y agua. Todas estas herramientas y otras más que se puedan desarrollar, se generan como alternativa para reducir la producción de lluvias ácidas. Las condiciones físicoquímicas y bióticas del medio no se deben dejar de lado al momento de evaluar el comportamiento de los organismos, especialmente cuando las repercusiones en su modificación son particularmente interesantes en el análisis de diferentes situaciones de impacto. Un ejemplo es el referente al envenenamiento causado por el cultivo arroz en suelos de Japón con alto contenido en Cd. Esto se basa en el hecho que con las prácticas tradicionales de producción de cultivos no se producían daños, ya que se mantenía el suelo condiciones de reducción en la solución de cambio durante todo el año. Pero después de empezar a realizar actividades de drenaje temporal para facilitar el

laboreo, se generó la oxidación de S= a SO4= proceso que ocasiona un descenso en el pH y hace que aumente la concentración de Cd en disolución y por tanto en el arroz este se acumula en el grano, logrando generar una enfermedad degenerativa denominada la disentería (itai-itai).