Parcial Fabian - Julio

PARCIAL DE CONTAMINACIÓN AMBIENTAL NOMBRE: JULIO CHACON PACHECO FABIAN MENDEZ PINTO

FECHA: 05-07-2012

1. Describa los diferentes eventos o etapas de cómo puede afectar un xenobiotico la estructura de un ecosistema. Para que un tóxico ambiental cause un daño, en primer lugar se debe estar  expuesto a él y en segundo lugar el tóxico tiene que vencer las defensas del organismo que tratan de impedirle que llegue al tejido blanco en forma activa. Las defensas consisten fundamentalmente en mecanismos que restringen la movilidad y disminuyen el período de exposición del tejido blanco. Esto lo puede hacer el organismo poniendo barreras a su desplazamiento hacia determinados tejidos, disminuyendo su difusibilidad a través de las membranas celulares y/o facilitando su excreción. Un xenobiotico entra al ecosistema por medio de los ciclos biogeoquímicos que promueven las interacciones entre los compartimientos ambientales (Aire, Suelo,  Agua y Biota), a partir de esto, el efecto producido depende de la cantidad de tóxico que llegue en estado activo al sitio de acción y del tiempo que se le permita actuar allí. Desde este punto, se originan de forma general diversos estados que son: Exposición, la cual consiste en la incidencia de la sustancia toxica sobre un sistema biológico. Cinetica, esta fase es donde se dan los procesos de Absorción, Distribución, Metabolismo y Excreción. Toxicodinamica, que consiste en el proceso de acción del contaminante, los cuales dependen de la naturaleza de la sustancia toxica, ya que estas pueden bioacumularse, actuar en el deterioro de la calidad ambiental por  medio de la alteración de los ciclos biogeoquímicos. 

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En función a lo anterior, a partir del contacto con la biota el toxico genera cambios a nivel bioquímico, generando alteraciones moleculares leves, que se dan principalmente a nivel celular en los organismos expuestos. Posterior a estos cambios se producen cambios fisiológicos importantes generando alteraciones en los tejidos y órganos, los cuales son consistentes en problemas de índole patológico y funcional. La sumatoria de estos cambios genera cambios en los organismos, que se traducen en mutaciones que a su vez si se magnifican pueden generar alteraciones poblacionales y al entrar en una población de una especie alteran las comunidades por medio de la biomagnificación y su respectiva respuesta se desencadena en los ecosistemas.

2. Proponga un experimento con sus resultados, describa la cinética de los mismos y enfoque su importancia desde el punto de vista ambiental. Medición de los niveles de DBO en aguas residuales industriales en tratamientos con utilizando cepas de actinomicetos y su posterior estimulación del crecimiento de Dolichos lablab L. (Fabaceae) El experimento consiste en el empleo de hongos actinomicetos aislados de zonas contaminadas probado su capacidad en sistemas de fitorremediación de petróleo crudo. La inoculación de algunas cepas de actinomicetos ha estimulado el crecimiento de Dolichos lablab  y la medición de los niveles de demanda biológica de oxigeno (DBO) en cada uno de los tratamientos. Teniendo en consideración que las aguas residuales urbanas e industriales contienen materias orgánicas putrescibles, descomponiéndose por la acción de una comunidad compleja de microorganismos aerobios, anaerobios y anaerobios facultativos, que actúan sobre la materia orgánica mineralizándola. La presencia de compuestos químicos de origen industrial altera la actividad natural de los microorganismos. La reacción de biodegradación de las aguas residuales urbanas transcurre con mayor velocidad en condiciones aerobias. Sin embargo, esto no es siempre así con efluentes industriales, su depuración puede exigir un tratamiento previo de lisis de compuestos resistentes a la biodegradación, ya por levaduras y/o anaerobiosis previo a la aerobiosis, es aquí donde se fundamenta en gran medida este experimento. La cantidad de oxígeno utilizado por microorganismos heterótrofos para transformar la materia orgánica metabolizable de la muestra en anhídrido carbónico agua y productos finales, se realiza en condiciones aerobias, con presencia suficiente de oxígeno libre desde el comienzo al final de la prueba, midiéndose el oxígeno absorbido y expresándose el resultado en miligramos de oxígeno utilizado por litro de agua examinada. La importancia de la medida de la DBO, radica en que del análisis de la evolución de la DBO se obtiene información de la biodegradabilidad de la muestra. Diseño experimental. Control: Aguas residuales industriales Tratamiento 1: Inoculación de las cepas de actinomicetos en aguas residuales + semillas de Dolichos lablad . Tratamiento 2: Inoculación de las cepas de actinomicetos en aguas residuales + plántulas de Dolichos lablad . Tratamiento 3: Inoculación de las cepas de actinomicetos en aguas residuales + plantas adultas de Dolichos lablad .

De acuerdo a esto, en condiciones de contaminación con aguas residuales industriales, el mejor tratamiento de acuerdo a información secundaria consistiría en la utilización de plántulas las cuales son más aptas para la producción de raíces que se encargaran de la degradación de este contaminante en la rizósfera. 3. Cuáles son los procesos que gobiernan el balance térmico terrestre y consecuencia traen los mismos?. La Tierra presenta un doble comportamiento: receptor de la energía solar y emisor  hacia el exterior. la energía que recibe del sol es eliminada a la misma velocidad que la absorbe, favoreciendo que la temperatura media terrestre permanezca cte. La superficie terrestre utiliza dos nuevos mecanismos de transformación del calor: El primero sirve para facilitar, sobre todo en los océanos y mares, la evaporación del agua y su paso a la atmósfera. Este calor latente de vaporización es devuelto posteriormente en la condensación. El segundo uso es comunicar calor a las capas bajas de la atmósfera, que sufre un movimiento ascensional convectivo. Reflexión.- La parte superior de las nubes se comporta como una superficie reflectante, extremadamente activa y que puede devolver por reflexión directa el 25% de la energía recibida. Por otra parte la energía emitida por la superficie. terrestre es variable con su temperatura. y se realiza por radiaciones de onda larga que se devuelven o bien se proyecta directamente al exterior.  Absorción.- la energía puede ser absorbida por la propia atmósfera, por el anhídrido carbónico y vapor de agua de la troposfera entre otros; La radiación emitida por el sol de amplio espectro ondulatorio es absorbida en de parte por la atmósfera. La estructura vertical atmosférica va realizando la operación de filtrado en fases sucesivas. La energía absorbida no es siempre constante y oscila de acuerdo a la situación atmosférica. Su valor medio se puede cifrar aproximadamente en un 20% del total de la energía recibida del Sol. Este hecho es muy importante desde el punto de vista climático, pues supone que la atmósfera se comporta como una pantalla térmica que devuelve calor a la superficie terrestre, impidiendo que, durante la noche, la temp. descienda excesivamente por ausencia de radiación solar, lo que se ha denominado efecto invernadero. Velocidad de absorción y emisión:

S=(1-α)S0 / 4 = 240 watts/m2 S0= 1370 watts/m2 Radiación de un cuerpo negro: S=k T4, da T=255 K ¿Por qué la diferencia de los 33 K?. El efecto invernadero es el atrapamiento por parte de la atmósfera de la radiación IR. A pesar de sus connotaciones negativas: Responsable de la vida.

4. Explique brevemente los factores que afectan el albedo terrestre y los efectos que pueden tener en el balance energético terrestre. El albedo terrestre se ve influenciado principalmente por la nubosidad ya que variaciones muy pequeñas de la nubosidad pueden originar cambios significativos en el balance energético. Todas las partículas que aumente o disminuyan la nubosidad afectan significativamente el albedo como: Tala de bosques disminuye su valor, además de provocar erosión y desertización del suelo; polvo mineral, H2SO4, sulfatos y compuestos orgánicos, cuyo efecto depende de composición y tamaño; hollín que tienden absorber la luz, mientras otras Partículas pequeñas tienden a dispersarla incrementando el albedo; los Aerosoles en especial los de Sulfato son los que mas influyen en el balance térmico terrestre (propiedades ópticas y químicas únicas), inhiben formación de lluvias y favorecen la nubosidad. Este efecto no es otra cosa que la reflexión de la radiación solar al incidir sobre el planeta. Las superficies claras presentan mayor albedo que las oscuras como se puede ver 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. El resto hasta los 15 °C actuales son para el CO2 y el resto de gases invernadero. El efecto invernadero es el atrapamiento por parte de la atmósfera de la radiación IR. A pesar de sus connotaciones negativas: Responsable de la vida. Con el objeto de mantener el balance térmico del planeta, toda la E absorbida debe volver al espacio. Debido al efecto invernadero, existe una mayor cantidad de E en circulación. 5. Por qué se presenta el efecto invernadero y explique el proceso de retroalimentación positiva en la amplificación del mismo?. Efecto invernadero es el atrapamiento de calor por la atmósfera que recibe radiación visible del sol y atrapa radiación IR procedente de la superficie terrestre. los gases que más contribuyen al efecto son poliatómicos. Como H 2O y CO2 que son los mas importantes ya retienen gran parte de la radiación infrarroja solar  reflejada por la tierra (Albedo) y la emiten de nuevo a la superficie terrestre, quedando atrapada y calentando la misma, la tierra elimina la energía que recibe del sol a la misma velocidad que la absorbe, favoreciendo que la temperatura media terrestre permanezca constante, Los gases de invernadero absorben esta energía infrarroja, calentando tanto la superficie de la Tierra como el aire que la rodea. Si no existieran los gases de invernadero, el planeta sería ¡cerca de 30 grados más frío de lo que es ahora! En esas condiciones, probablemente la vida nunca hubiera podido desarrollarse. la energía del Sol queda atrapada por los gases, del mismo modo en que el calor 

queda atrapado detrás de los vidrios de un invernadero. En el Sol se producen una serie de reacciones nucleares que tienen como consecuencia la emisión de cantidades enormes de energía. Una parte muy pequeña de esta energía llega a la Tierra, y participa en una serie de procesos físicos y químicos esenciales para la vida. la luz visible llega a la superficie de la Tierra. Una parte muy pequeña de esta energía que nos llega en forma de luz visible es utilizada por las plantas verdes para producir hidratos de carbono, en un proceso químico conocido con el nombre de fotosíntesis. En la fotosíntesis participa únicamente una cantidad muy pequeña de la energía que nos llega en forma de luz visible. El resto de esta energía es absorbida por la superficie de la Tierra que, a su vez, emite gran parte de ella como radiación infrarroja. Esta radiación infrarroja es absorbida por algunos de los componentes de la atmósfera (los mismos que absorben la radiación infrarroja que proviene del Sol) que, a su vez, la remiten de nuevo hacia la Tierra. El resultado de todo esto es que hay una gran cantidad de energía circulando entre la superficie de la Tierra y la atmósfera, y esto provoca un calentamiento de la misma. Así, se ha estimado que, si no existiera este fenómeno, conocido con el nombre de efecto invernadero, la temperatura de la superficie de la Tierra sería de unos veinte grados bajo cero. Entre los componentes de la atmósfera implicados en este fenómeno, los más importantes son el anhídrido carbónico y el vapor de agua (la humedad), que actúan como un filtro en una dirección, es decir, dejan pasar energía, en forma de luz visible, hacia la Tierra, mientras que no permiten que la Tierra emita energía al espacio exterior en forma de radiación infrarroja.  A través de los diferentes procesos que ocurren en el efecto de invernadero pueden desencadenarse por varios procesos, Dichos desencadenantes pueden formar un mecanismo que se refuerza a sí mismo (retroalimentación positiva o "feedback positivo") amplificando el efecto, el cual al aumentar la temperatura del planeta por consecuencia de la concentración de los gases de efecto invernadero, aumentando de la concentración de los gases que originan el efecto invernadero;  Asimismo, la Tierra puede responder con mecanismos moderadores (retroalimentación negativa o "feedback negativo") o con los dos fenómenos a la vez. Del balance de todos los efectos saldrá algún tipo de cambio más o menos brusco pero siempre impredecible a largo plazo, ya que el sistema climático es un sistema caótico y complejo.

6. Qué relación hay entre algunas sustancias destructoras de la capa de ozono y el efecto invernadero?. La relación entre el Agotamiento del Ozono y el Efecto Invernadero, estan relacionados principalmente por las sustancias CFCs que son responsables en mayor medida de la destrucción de la capa de ozono, sin embargo, tambien hacen parte negativa en el efecto de invernadero. Así, el mecanismo de destrucción del ozono tiene lugar al liberarse el cloro y el bromo de los CFCs. Las moléculas de CFCs liberadas en la atmósfera al ser excitadas por la energía del sol liberan gran cantidad de cloro que se deposita en las capas más altas de la atmósfera. Esta gran cantidad de cloro en la estratosfera es superior a la que naturalmente es aportada en forma de cloruro de metilo por los océanos y por lo tanto esa mayor  cantidad de cloro en estas capas entra en reacción con las moléculas de ozono procediendo a la destrucción masiva y acelerada de este compuesto. Por su parte, los CFCs tienen la posibilidad de absorber la energía radiactiva de grandes longitudes de onda que vienen de la superficie terrestre produciendo el denominado efecto invernadero que contribuye al aumento de la Temperatura media de la tierra. 7.

Qué relación tiene el efecto invernadero en la posible o potencial aparición de un agujero en la capa de ozono del hemisferio norte?.

la Destrucción del ozono polar cada primavera la capa de ozono sobre los polos especial mente sobre la antartida disminuye considerablemente. Esto es asociado a factores estaciónales y regionales. los gases de efecto invernadero Intevienen activamente en este proceso ya que estos aumentan el albedo generando asi mayor nubosidad lo que acelera la reaccion de formacion de moleculas de cloro reactivas, prinicpal mente gentradas por los CFCque Presentan enlaces C-Cl y son causantes en cran medida del efecto invernadero. Las partículas de nube absorben HCl, ClONO 2 y HNO3. forman especie más reactivas

H2O + ClONO 2 → HOCl + HNO 3 Las Rxs superficies partículas son rápidas: Se concentran las moléculas de reactivos y se favorece la formación de HNO 3  Al comienzo de la primavera, la luz solar separa al cloro molecular en sus correspondientes átomos de cloro, que son los responsables de la destrucción del ozono.

Se atribuyó este fenómeno al aumento de la concentración de cloro y de bromo en la estratosfera debido tanto a las emisiones antropogénicas de compuestos químicos, entre los que destacan los compuestos clorofluorocarbonados (CFC) utilizados como fluido refrigerante. Cuando la radiación ultravioleta impacta en una molécula de ozono, la energía escinde a la molécula en átomos de oxígeno altamente reactivos; casi de inmediato, estos átomos se recombinan formando ozono una vez más y liberando energía en forma de calor. 8. Cuáles son los principales contaminantes del aire y los efectos que puede producir cada uno?. Se han considerado principalmente como contaminantes del aire al material particulado y los gases de efecto invernadero, los cuales atrapan radiación aumentando la temperatura terrestre, sin embargo, no podemos dejar de considerar a las dioxinas y furanos productos generados a partir de reacciones expontaneas en un gran número de procesos industriales donde interviene el cloro y durante los procesos de combustión de compuestos organoclorados, como ocurre en los incineradores de residuos peligrosos o durante incendios accidentales de materiales o productos clorados.

Material particulado: El polvo en el aire puede estar causado por los vehículos transitando por caminos no sellados, operaciones industriales, perforaciones y el paso del viento por la zona de yacimientos minerales. Los niveles de polvo pueden controlarse mediante la pulverización de agua en los caminos, pilas de escombros y cintas transportadoras. Las emisiones de partículas, como la ceniza, ha sido uno de los efectos colaterales más visibles de la combustión de carbón en el pasado. Pueden afectar  a la visibilidad en la zona, provocar problemas de polvo y afectar a los sistemas respiratorios de la gente. Predomina el material particulado formado por granos finos de polvo de diversos orígenes y minerales comunes compuestos por arcillas y arenas finas, como cuarzos y feldespatos.

Gases de Invernadero: El efecto invernadero es de hecho un fenómeno natural que se refiere al calentamiento de la superficie de la Tierra, causado por el efecto del vapor de agua y de ciertos gases presentes en la atmósfera (dióxido de carbono, entre otros). Ciertos gases, conocidos como gases de invernadero, absorben radiación de «onda larga» y la reflejan hacia abajo para calentar la superficie terrestre. Sin el

efecto invernadero, la temperatura promedio de la Tierra estaría cerca de 330 ºC más fría de lo que es actualmente y el mundo seria inhabitable. Los gases de efecto invernadero incluyen vapor de agua (predominante), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y, en años recientes, los halocarbonados y sus sustitutos (HFCs y PFCs), así como los hexafluoruros de azufre (SF6). En el caso de los CFCs estos provocan la destrucción de la capa de ozono estratosférico y a su vez efectos sanitarios tales como: Cutáneos con el aumento de tumores de piel y rápido envejecimiento. Oculares, mayor incremento de cataratas. Influencia sobre el sistema inmunológico.  Así mismo, la ausencia de filtrado de los rayos ultravioleta repercute sobre la biomasa terrestre y marina reduciendo la cantidad de fitoplancton.   

En el caso del monoxido de carbono (CO), este por inhalación crónica puede causar angina en pacientes cardiópatas (coronariopatías), reagudizaciones de insuficiencia respiratoria, alteraciones cognitivas y de la atención. La intoxicación aguda por CO es causa importante de morbilidad y mortalidad a nivel mundial. Los efectos del CO en la salud humana son consecuencia de su capacidad para combinarse con la hemoglobina, con una afinidad de 240 veces superior a la del oxígeno y una estabilidad de 200 veces más que la oxihemoglobina. Además, el CO se fija a la mioglobina y a la cardiomioglobina, resultando una hipoxia multifactorial por transporte inadecuado de oxígeno, desplazamiento a la izquierda de la curva de disociación de la hemoglobina y un bloqueo de los mecanismos de la respiración celular. El metano, es el segundo gas de efecto invernadero derivado de la actividad humana. La contribución de cada molécula de metano en el efecto invernadero es aproximadamente 21 veces superior a la de cada molécula de CO2. La concentración de metano en la atmósfera se ha duplicado en los últimos 200 años. Su tiempo de permanencia en la atmósfera es de 9 a 15 años. Dioxido de Carbono (CO2): es considerado el gas de efecto invernadero más sobresaliente dado principalmente a que es uno de los gases más abundantes en la atmósfera y juega un papel importante en los procesos vitales de plantas, animales y, en definitiva del ser humano por estar ligado a los diversos procesos de la vida cotidiana. Los oxidos de nitrógeno (NOx) específicamente el N 2O es la principal fuente de NO en la atmósfera, que actúa como catalizador en la destrucción del ozono. Estos productos no participan directamente en la destrucción de las moléculas de ozono, sino que actúan como moléculas almacen (formas no reactivas), pero que en presencia de rayos UV reaccionan con moléculas cloradas que son las causantes directas de la destrucción del ozono.

Los óxidos de azufre y de nitrógeno durante la combustión. Estos gases reaccionan químicamente con el vapor de agua y otras sustancias de la atmósfera para formar ácidos, los cuales caen con las lluvias. El daño sufrido por los árboles y la acidificación de lagos.

Dioxinas y Furanos:  Afectan el sistema endocrino, es decir, pueden entrar a las células y obstruir, imitar o alterar las acciones de las hormonas, pudiendo tener efectos negativos en el desarrollo neurológico, reproductivo, conductual y en el sistema inmunológico. Esto puede propiciar que los niños contraigan más fácilmente enfermedades infecciosas como bronquitis y enfermedades del oído. El mayor riesgo de anomalías por presencia de dioxinas se presenta durante las primeras nueve semanas de embarazo, mientras los mayores defectos en el sistema nervioso central pueden ocurrir durante los primeros cuatro meses del feto. Por otro lado, las dioxinas pueden causar cáncer en distintas partes del organismo como hígado, pulmones, lengua, parte superior de la boca, nariz, glándula tiroides, glándula adrenal, en la piel de la cara y bajo la piel. 9. Por qué los niños son afectados por los contaminantes del aire más que los adultos?. La población infantil es la más vulnerable por su inmadurez anatomofisiológica y dependencia psicosocial, lo que se fundamenta en que son más susceptibles a las amenazas medioambientales porque los sistemas corporales aún se están desarrollando y presentan cambios rápidos en el crecimiento, variaciones en la inmadurez orgánica, tisular y déficit cuantitativos y cualitativos en su sistema de inmunovigilancia, un metabolismo energético rápido, eficiente, una baja capacidad disminuida o ausente para detoxificar y eliminar xenobióticos por lo que tienden a absorberlos. Además, proporcionalmente comen más alimentos por kilogramo de peso, beben más líquidos y respiran más aire que los adultos y los niños poseen mayor superficie cutánea respecto del radio al peso corporal que los adultos, lo que resulta en una absorción cutánea mayor. Los niños activos son el grupo de mayor riesgo por la exposición al ozono. Estos pasan una gran parte de sus vacaciones de verano al aire libre, ocupados en actividades vigorosas ya sea en su vecindad o en un campamento de verano, sin contar que sus mecanismos defensivos no se encuentran plenamente desarrollados y mayor dificultad en la eliminación de partículas desde las vías aéreas. Son más vulnerables por su inexperiencia en autoprotegerse, especialmente en los primeros años de vida donde pasan mucho tiempo a nivel del suelo, donde están más propensos a los gases vehiculares.

La exposición a los químicos en la infancia ocurre a través de rutas diferentes, circunstancias y ambientes, a causa de la curiosidad natural de los niños y del comportamiento de su aprendizaje. Otros tipos de exposición pueden ocurrir por la liberación de químicos al ambiente desde el uso de productos didácticos de mala calidad. Se puede afirmar que la contaminación del aire y del agua, el ruido, las emisiones químicas, la contaminación alimentaria, el agotamiento del ozono y las consecuencias del cambio climático seguirán siendo los principales problemas relacionados con la salud humana en el mundo y que sus efectos serán cada vez más notorios. 10. Cuál es la relación entre el organismo?.

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y la bioacumulación de un tóxico en un

Primero que todo hay que tener en cuenta que todos los organismos vivos están compuestos de células que a su vez poseen una membrana celular la cual, está compuesta en su mayoría por ácidos grados. Desde este punto, sustancias con propiedades lipofílicas serán capaces de atravesar en mayor medida esta barrera celular y por consiguiente podrán entrar a hacer parte de los procesos metabolicos de los organismos. Esta propiedad de los tóxicos se mide por medio del coeficiente de partición octanol-agua (Kow). El cual es una medida de cómo una sustancia química puede distribuirse entre dos solventes inmiscibles, agua (es un solvente polar) y octanol (es un solvente relativamente no polar, que representa a las grasas). Visto desde otro punto de vista, es la proporción del toxico que es soluble en octanol (solvente orgánico o no-polar) en comparación con el agua que es un solvente polar, y es un buen indicador de su naturaleza lipofílica o hidrofílica. Así, un toxico con bajo Kow es más soluble en agua (hidrofílico o polar), mientras que un herbicida con alto Kow es más soluble en lípidos (lipofílico). Si vemos un ejemplo, la importancia de la lipofilicidad en el transporte de un herbicida con alto Kow propondrá en una acumulación más rápida y eficiente de esta sustancia en todas las células, lo cual generará una fijación firme al organismo, igualmente, el plaguicida puede bioacumularse en grasa corporal de animales que se alimentan de la planta entrando así a la cadena alimenticia. 11. Describa como pueden actuar el Benzantreno y la Dimetilnitrosamina como agentes mutagénicos en el cuerpo humano. El benzantreno al ingresar al organismo por ser una sustancia lipofilica puede atravesar con cierta facilidad la membrana celular, es de aclarar que esta sustancia no es la causante directa del problema, esta por medio de la activación enzimática se transforma en un Epoxido intermedio (electrofilico) el cual, puede difundirse en el núcleo y reaccionar con el ADN generando canceres y/o mutaciones, sin embargo, también puede ser eliminado del organismos por  procesos de excreción a través de hidrólisis enzimáticas.

Es importante aclarar que el metabolismo del benzatraceno ocurre principalmente a nivel del complejo del citocromo que se encuentra principalmente en el hígado, actuando esencialmente sobre el anillo aromatico. Su incidencia genera la formación de tumores a nivel del tejido hepático, tejido renal, tejido linfático y el tejido mieloide. Las especies reactivas derivadas del NO (RNOS) como la Dimetilnitrosamina potencialmente pueden dañar el ADN de forma directa mediante procesos de oxidación, desaminación y metilación de bases; e indirecta inhibiendo la actividad de las enzimas reparadoras. La oxidación de bases conduce fundamentalmente a transversiones y la desaminación a transiciones. La especie reactiva N 2O3 puede reaccionar con aminas biógenas generando N-nitrosaminas, reconocidos agentes alquilantes. La inhibición de las enzimas se manifiesta por la reacción de las RNOS con grupos nucleofílicos de aminoácidos críticos para la actividad enzimática. Todos estos mecanismos pudieran favorecer de una u otra forma a la ocurrencia de mutaciones en el ADN, implicadas en la activación de oncogenes o inhibición de genes supresores de tumores, o ambas, favoreciendo así el surgimiento y desarrollo tumoral. En el caso contrario al bezantreno el producto hidroxilado es el propio precursor de un agente reactivo. 12. Cuales son las principales fuentes de PCDD y PCDF en el ambiente, y como pueden controlarse algunas de esas fuentes?. Los PCDD/PCDF nunca se han producido como tales sino que aparecen como contaminantes en cantidades de indicios en diversos procesos industriales y térmicos; Aunque se originan en cantidades muy pequeñas, la toxicidad de alguno de ellos, especialmente la 2,3,7,8- tetraclorodibenzoparadioxina (TCDD), ha hecho que sean tratados como contaminantes ambientales importantes desde principios de los años 70. Su interés a nivel mundial se relacionó principalmente con dos hechos: la utilización del defoliante “agente naranja” por parte del ejército

americano en Vietnam (1962-1970) y la explosión de un reactor que producía 2,4,5- triclorofenol en Seveso (Italia, 1976). Ambos compuestos contenían trazas de dioxinas. Por su estabilidad química, física y biológica los PCDD/PCDF pueden permanecer  durante mucho tiempo en el medio ambiente. La toxicidad es proporcional a la fortaleza del enlace con el Ah; el 2,3,7,8 –TCCD es el más tóxico, y disminuye a medida que los átomos de cloro cambian las posiciones.  Algunas de sus principales fuentes son: Incineradores de residuos peligrosos. Combustión, blanqueado pulpa papel con Cl, producción de compuestos clorofenolicos. Aparece como contaminante en el herbicida 2,4,5,-T.   

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El proceso de blanqueado pulpa → PCDD (cloración grupos fenólicos

lignina). Combustión es la ppal fuente, la concentración es proporcional al Cl presente. Incendios accidentales de materiales o productos clorados. Uso de residuos peligrosos como combustible en los hornos de cemento. Degradación biológica de las aguas residuales urbanas. Producción del plástico PVC. Producción de plaguicidas.

Para controlar algunas de las fuentes de dioxinas y furanos, la opción es adoptar  una política de elección y uso de materiales y sustancias que prevenga la formación de estas en los procesos industriales promoviendo formas de producción limpia. Entre estas soluciones se pueden mencionar a nivel industrial como medidas primarias: Reemplazo de sustancias o aditivos que entran en el proceso de producción Modificaciones en el funcionamiento de la planta (por ejemplo, buenas condiciones de combustión, como las tres T = tiempo, temperatura, turbulencia) Cambios en el diseño de la planta. 

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Por otra parte hay tres técnicas permiten reducir las concentraciones de dioxina hasta el valor límite de 0,1 ng de EQT-I/m³ (Fiedler 1998):   

Absorción de PCDD/PCDF en carbón activo o cok Limpieza en seco con cal + carbón activo, seguidos de filtrado en tela Reducción catalítica selectiva (RCS) utilizando un catalizador TiO2-DENOX catalyst.

Y por ultimo a nivel general se puede disminuir realizando las siguientes practicas:  

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prohibición de determinadas sustancias químicas Para el blanquear el papel se puede usar peróxido de hidrógeno u oxígeno en vez de usar cloro. Impedir la incineración en el tratamiento de residuos peligrosos, hospitalarios, domésticos. Prohibir el uso de residuos peligrosos en la quema como combustible en hornos cementeros. Desarrollar formas de control ecológico de las plagas, mediante insecticidas botánicos o agentes de control biológico. Acoger la reducción del uso extendido de PVC y eliminación de este material en lo posible. Tratar de controlar o evitar al máximo los incendios forestales.

13. Cómo se produce el metilmercurio y de que forma éste se convierte en un tóxico para el ser humano. De ejemplos de dos eventos de intoxicación mas relevantes por mercurio en el hombre. Se trata de un compuesto neurotóxico capaz de concentrarse en el organismo (bioacumulación) y concentrarse así mismo en las cadenas alimentarias (biomagnificación). El metilmercurio se forma cuando el Mercurio elemental se libera al ambiente y se transforma a través de los procesos de metilación en complejos orgánicos. Esta transformación está mediada por la interacción con bacterias y otros microorganismos que viven en el suelo, las aguas y los sedimentos. El metilmercurio presente en el medio ambiente tiene dos orígenes: 1. Fuentes antropogénicas: Surge de diversas fases en la industria de procesado del acetaldehído, que es un producto de partida en la síntesis de plásticos, pinturas, lacas, en la industria del caucho, de papel y en la del curtido del cuero. Sin embargo, los procesos causados por el hombre que actualmente generan cantidades importantes de metilmercurio son la combustión de la basura.6 y la combustión de combustibles fósiles (en especial el carbón). 2. Fuentes no antropogénicas: Destacan las emisiones de los volcanes,7 las rocas que contienen mercurio, como el cinabrio, que reaccionan con la atmósfera, los organismos anaeróbicos presentes en los ríos y lagos que interaccionan con los compuestos de mercurio, los incendios forestales, etc. El metilmercurio es un compuesto que se absorbe casi en su totalidad por vía pulmonar y gastrointestinal, Se acumula en ciertos órganos internos como puede ser el hígado, los riñones, y en el sistema nervioso. posee una gran capacidad para traspasar la barrera placentaria y la barrera hermatoencefálica, pudiendo afectar al desarrollo del cerebro fetal; Entre las fuentes más preocupantes de metilmercurio se encuentra el pescado que entra en la cadena alimentaria sin controles por parte de las autoridades sanitarias. El Mercurio (ionizado) se acumula en los riñones, la médula ósea, el bazo, el hígado, los pulmones, la piel, el cabello y los eritrocitos. Los niños expuestos al vapor mercúrico pueden desarrollar acrodinia, causando severos calambres en las piernas, irritabilidad y dedos rosados y dolorosos, resultando a veces en la exfoliación de la piel de las manos. La inhalación de vapor de Mercurio que es fácil mente absorbible por el parénquima pulmonar, en la minería origina lesiones del sistema nervioso central. Por ejemplo: 1- POR CONSUMO DE PESCADO. El promedio de consumo mensual de pescado es de 8.43 Kg/persona, según la FAO e IMARPE (En la amazonía este promedio es mucho elevado), quiere decir que por consumo de pescado los afectados estarían consumiendo:

Valores en el ámbito mundial: 8,430 g X 0,0137 Ug Hg/g = 115.49 Ug Hg mensualmente y 1,385.88 Ug Hg anualmente. Valores en el ámbito local: (entre 15 a 20 Kg de pescado por mes). 17,500 g X 0,0137 Ug Hg/g = 239.75 Ug Hg mensualmente y 2,877 Ug Hg al Año. La retención de Mercurio por el consumo de pescado está por determinarse, sin embargo por consumo de Mercurio líquido la retención es del 0.01% en tracto gastrointestinal. Si en el tracto gastrointestinal se retiene el 0.01% del consumo de pescado tenemos que: 2,877 Ug Hg anual X 0.01% = 0.2877 Ug Hg retenidas anualmente lo que excede a lo permisible por la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 0.0014 Ug Hg anual. 2- POR VÍAS RESPIRATORIAS. A través de las vías respiratorias son absorbidos por el parénquima pulmonar de los trabajadores de las dragas y del ambiente en conjunto, debido a que el 60% del Mercurio se vaporiza y se pierde en el medio aéreo. Por las vías respiratorias no existe indicios de contaminación excepto que las dragas hayan estado operando en zonas cercanas a los poblados, debido a que por esta vía el Mercurio se extiende alrededor del radio de un kilómetro desde la You're Reading a Preview zona de amalgamación y desamalgamación siendo esta la operación más riesgosa y contaminante porque implica lanzar vapores de Mercurio por la Unlock full access with a free trial. temperatura que se le aplica de 357 grados Celsius. Download With Free Trial

14. Como pueden influir las lluvias ácidas en el aumento de la biodisponibilidad de metales pesados en suelos?, como puede disminuirse?. De un ejemplo de intoxicación por Cd y por qué se produjo?. La lluvia ácida (SOx y NOx) genera por procesos de acidificación la movilización en suelos contaminados de metales pesados haciéndolos biodisponibles a través de la solubilización de los cationes. De este modo, los animales herbívoros se ven afectados, ya que al acidificarse los suelos, las plantas que aquellos ingieren acumulan una mayor cantidad de metales pesados (aluminio, cadmio, entre otros).  A la lluvia ácida se le atribuye también la contaminación de los suelos y las aguas, el daño de edificaciones y el deterioro del cemento hasta desmoronarlo. Incluso, la erosión en las construcciones, estatuas y monumentos de piedra. El efecto de la lluvia acida se puede disminuir con el aumento del pH mediante la adición de Carbonatos de Calcio o bien sea también realizando canales que impidan las inundaciones. Un caso particular es el del Cadmio (Cd), el cual debido a su similitud con el metal esencial zinc, es absorvido por las plantas a traves del agua de riego, por esto, el empleo de fertilizantes a base de fosfatos que contienen cadmio en forma iónica como contaminante natural o su presencia en el lecho de ríos y mares

contaminados por las descargas industriales aumentan los niveles del elemento en los suelos y por lo tanto en las plantas. La concentración de cadmio biodisponible aumenta cuando disminuye el PH del suelo, por lo que un efecto indeseable más de la lluvia ácida es el aumento de los niveles de cadmio en los alimentos, lo cual genera procesos de intoxicación por la ingestión. Las lesiones y trastornos que pueden producirse son los mismos que por inhalación: anemia en sangre, trastornos hepáticos y digestivos, renales (albuminuria), fisuras óseas, etc. Los síntomas son: náuseas, vómitos, dolores abdominales, calambres, diarrea, etc. Apareciendo también la banda amarilla dental en los casos de impregnación lenta. Las preguntas relacionadas son de los artículos enviados para lectura tendrán un valor de 6 (cuatro) puntos sobre 20. 15. Cuál es la razón de los cambios en el pH, potencial redox (Eh) y biodisponibilidad de los metales por efectos de inundaciones y la materia orgánica. El potencial de reducción (Eh) y el pH se consideran como las variables más importantes para el control de la solubilidad de metales en los suelos inundados, pero sus efectos son indirectos. Estos cambios en el potencial de reducción y el pH se generan principalmente por las diferencias en el suministro de oxígeno entre los suelos inundados y no inundados. El efecto combinado de los cambios Eh-pH generan transformación de metales a partir de las fracciones inestables a menos inestables de los suelos. Este proceso se lleva a cabo por una disolución reductora de Fe y Mn a través de la oxido-reducción en los procesos de inundación, formación del complejo de metales-orgánicos, hidrólisis de las especies de metales, cargas dependientes del pH de la superficie y, probablemente, la precipitación de los sulfuros. El efecto del Eh y pH sobre la solubilidad de metales depende del tipo de metal y los suelos. La cantidad y el tipo de materia orgánica presente en el suelo también pueden afectar a la solubilidad del metal por complexación y quelación con metales. Algunos metales están más estrechamente obligados por compuestos orgánicos bajo condiciones anóxicas o la reducción en comparación con las tierras altas. 16. Describa o explique por qué ocurre la reducción de hierro y manganeso en suelos inundados, y qué consecuencias trae sobre cambios en la calidad de estos?. Uno de los cambios químicos mas importantes que tiene lugar cuando un suelo se inunda es la reducción de hierro y el incremento de su solubilidad. La reducción de hierro resulta favorecida por la ausencia de sustancias de alto nivel de oxidación como NO-3 y MnO2, por la presencia de materia organica de fácil descomposición y por un buen contenido de hierro activo. Estos procesos de reducción tanto del hierro como del manganeso, se dan bajo condiciones de anoxia. En un suelo inundado la reducción de hierro y manganeso provoca el aumento de iones Fe +2 y

Mn+2, así como también de los fosfatos, y un aumento de la alcalinidad, la cual, es mediada por el proceso de reducción el cual es consumidor de ácidos. Estos procesos generan también una liberación liberación de metales pesados, los cuales son adsorbidos por los oxidos volviéndolos más biodisponibles. La reducción de Mn y Fe aumenta la concentración de formas solubles divalentes después de la inundación y fósforo de los suelos debido a la disolución reductiva de Fe (III) y Mn (IV). Asimismo, la alta liberación de PO 43- durante la inundación se atribuye a la reducción de Fe 3+ incluyendo el hierro a partir de óxidos e hidróxidos de hierro, que efectivamente adsorben PO 43-, aumentando la disponibilidad de fosfatos y por ende una proliferación de algas y la eutrofización en las zonas más bajas. De este modo, el aumento de las inundaciones, tiene lugar en efectos significativos sobre la biogeoquímica de la llanura de inundación en términos de la potencial de la eutrofización y la acumulación de fitotoxinas potenciales, especialmente en las áreas de cultivo fertilizadas.

JOSÉ LUIS MARRUGO NEGRETE Profesor.