Unidad 1. 2. Grados de contaminación

 

Dependiendo del tipo de contaminante y del ambiente al que afecte, es el grado de impacto que este ocasiona.

Efecto invernadero.

Según Manuel Ludevid, el efecto invernadero es uno de los primordiales efectos potenciales del cambio climático ocasionado por el calentamiento global del planeta, donde la temperatura se incrementó entre 0.3 y 0.7 grados Celsius en los últimos años y que se estima el posible aumento para el año 2100 entre los 3.5 y los 4.2 grados Celsius, el más rápido jamás registrado en la historia, invirtiendo la tendencia natural y llevando al planeta a una nueva era de hielo, según modelos matemáticos, en zonas polares unos 6 grados en el año 2100 y zonas ecuatoriales únicamente un grado.

Otro efecto perjudicial es en los cultivos reduciendo las cosechas de trigo y maíz base de la producción de alimentos de países marginados. También se reducen grandes extensiones de bosques boreales de altas latitudes.

El incremento en el volumen de la lluvia y tormentas y el cambio en sus características modifica las condiciones de suelos, vegetación y favorece la distribución de pestes y agentes patógenos (microorganismos como las bacterias, hongos, virus y algas, los cuales son capaces de provocar enfermedades a los seres humanos, animales y plantas).

Aumento del nivel del mar.

Durante el siglo XX, los océanos han aumentado el nivel del mar en un promedio de 12 +/- 5cm y el calentamiento global entre 1.5 y 5.5, por lo que el nivel puede ascender en un futuro entre un 20 y 165cm, en promedio, provocando la desaparición de islas, los deltas de los ríos y las zonas costeras. Esto obliga a grandes inversiones económicas a trasladar y reinstalar a habitantes en lugares seguros.

Efecto por la reducción de la capa de ozono.

La reducción de la capa de ozono, ocasionada por la presencia en la atmósfera de sustancias clorofluorocarbonadas, afecta principalmente a la salud humana, por ejemplo, de acuerdo con Ludevid: la destrucción de los ácidos nucleicos (RNA y DNA) en proteínas y moléculas básicas para la vida.

La pérdida de la capa de ozono produce cáncer en la piel, incluyendo melanoma, el cual es mortal. La EPA calculo que por cada 1% que disminuya la capa de ozono, aumenta el 5% de canceres de piel, lo que se reflejaría entre 10,000 y 20,000 víctimas adicionales a las ya existentes, también afecta a los ojos produciendo cataratas, causante de la ceguera de millones de personas y debilita la visión a otros tantos y afecta además al sistema inmunológico del hombre incrementando la propensión a contraer herpes, infecciones de la piel y hepatitis.

En las cosechas, la calidad y cantidad se ven afectadas, por las radiaciones de los rayos ultravioleta que llegan a la tierra.

El plancton en los diversos cuerpos de agua, también son afectados por la radiación, al igual que los peces y otros organismos ya que se sabe que los rayos ultravioletas penetran alrededor de 20 metros de profundidad.

Efectos de la lluvia acida.

La lluvia acida se origina por la precipitación de los ácidos que se forman al reaccionar químicamente los óxidos de nitrógeno y de azufre principalmente (producidos por la combustión de combustible fósil) con la humedad de la atmósfera, generalmente con lluvias, nieve o niebla, dañando la vida acuática y terrestre, así como edificios, monumentos, estatuas, redes de comunicación y construcciones.

En los diferentes cuerpos de agua (lagos, ríos, océanos, etc.) modifica el pH afectando a los seres vivos que ahí se encuentran ocasionando su muerte y a las características del agua, perdiendo sus propiedades de utilización, por ejemplo, convierte agua potable en no potable.

Además de la inclusión de los ácidos a los suelos por las lluvias, nieve o niebla, también se depositan cantidades semejantes sobre la superficie terrestre a través del viento. Es decir, cuando el aire que los contiene pasa por encima de superficies sólidas o liquidas a nivel del suelo y quedan depositados como contaminantes. Aunque los valores de pH en América del norte y Europa no se consideran con la magnitud para ocasionar quemaduras en la piel humana, está acidez es suficiente para ocasionar efectos ambientales, entre otros, a zonas de bosques donde provoca desequilibrio ecológico.

En el medio terrestre la lluvia acida mata todo tipo de plantas y empobrece los nutrientes del suelo, provocando la muerte de pinos y abetos en Rusia, Suiza y Alemania.

Efectos de la pérdida de biodiversidad.

Los efectos en la biodiversidad se reflejan en los ecosistemas ya que si alguna especie se pierde involucra el detrimento de cosechas debido a que cada especie tiene una función, por ejemplo: la polinización.

La información genética de cada especie también se ve afectada con la pérdida de la biodiversidad ya que, entre otras cosas, apoyan a la alimentación, a la elaboración de medicinas y a la materia prima para la industria.

En la siguiente tabla se muestran las causas humanas directas en la contaminación.

Tabla 1 Causas humanas directas: resumen de efectos, daños a la salud humana y procesos

Causa	Efectos	Procesos
Consumo de combustibles fósiles	1.       Efecto invernadero 2.       Lluvia acida	1.       Emisiones de CO2, metano y óxidos de nitrógeno. 2.       Emisiones de óxido de azufre y de nitrógeno.
Producción y emisión de halocarbonos (fluorocarbonos)	1.       Efecto invernadero. 2.       Disminución de la capa de ozono.	1.       Absorción de rayos infrarrojos aún más que el CO2. 2.       Suministran los catalíticos necesarios para la destrucción del ozono.
Consumo de combustibles hechos con biomasa (biomasa son combustibles hechos con madera, excrementos de animales o residuos agrarios, es decir seres vivos ya sean plantas o animales).	1.       Efecto invernadero 2.       Lluvia acida. 3.       Altera propiedades de la corteza terrestre. 4.       Pérdida de biodiversidad.	1.       Emisiones CO2, metano, N2O 2.       Emisiones ácido sulfúrico y nítrico. 3.       Cambios climáticos regionales y locales. 4.       En el trópico, en ecosistemas frágiles de alta diversidad.
Cambio de uso de la tierra (suelo), son los medios a través de los seres humanos se apropian de la producción primaria neta.	1.       Efectos invernadero 2.       Cambio climático 3.       Cambios ciclos biogeoquímicos 4.       Pérdida biodiversidad	1.       Emisiones CO2, metano, N2O 2.       Cambios de ecosistemas clave para el clima 3.       Transformación del suelo 4.       Disminución de fauna y flora. Eliminación de hábitat donde viven las especies.
Producción de arroz	Efecto invernadero	Emisiones de metano por descomposición anaeróbica de residuos.
Aumento de ganado		Emisiones de metano por digestión del vacuno.
Aumento de fertilizantes nitrogenados		Emisión óxido de nitrógeno por acción microbiana en los suelos
Vertederos		Emisiones de metano
Termoeléctricas	Disminución en la capa de ozono	Emisiones de halocarbonos
Cementeras	Daños a la salud humana	Emisiones de materia particulada (PM)
Papelera
Vidriera
Bebidas alcohólicas

Respecto a la salud humana, está sufre deterioro y las partes más afectadas son la nariz, la garganta, los ojos y los pulmones. Dependiendo del detrimento, se dist9inguen tres clases de daños: crónicos, agudos y carcinógenos.

a)      Los crónicos son cuando los contaminantes causan un perjuicio a diversas funciones fisiológicas al pasar de los años.

b)     Los agudos actúan de forma rápida, puede ser en horas o en pocos días. Ponen la vida en peligro.

c)      Los carcinógenos, afectan principalmente a la célula provocando el crecimiento y división desmedida de las células, conocido como cáncer.

Por tipo de contaminante.

De acuerdo con sus efectos, a continuación, se nombran diversos contaminantes que han identificado como los más comunes y graves.

Partículas suspendidas. Cuando un líquido está en gotas muy pequeñas dentro de un gas se le conoce con el nombre de aerosol. Los aerosoles tienen diversos aspectos como son el rocío, nubes o niebla.

A las minúsculas partículas sólidas presentes en un gas se conocen como macropartículas y se presentan en forma de polvos o humos. Las partículas en estado sólido y líquido contribuyen a la contaminación en el aire, y se les conoce como contaminantes macroparticulados.

Las macropartículas varían de tamaño y se trasladan de un lugar a otro debido a las corrientes de aire. En caso de que el diámetro de la macropartícula sea inferior a 0.000001, son imperceptibles para el ojo humano, se asientan a muy baja velocidad y en cualquier colisión se dispersan nuevamente, contribuyendo a la afectación de la calidad del aire.

Está partículas deterioran muchas funciones respiratorias, en especial en las personas que padecen problemas crónicos.

En 1987 la Agencia de Protección Ambiental (EPA) informa de la existencia de partículas, que, por su tamaño, se clasifican en PM10, es decir que la partícula es menor a 10 micrómetros de diámetro y que causan los efectos nocivos en la salud ya que no son retenidas por las vellosidades que se encuentran en la nariz. La exposición a este tipo de contaminante de manera prolongada produce fibrosis.

Otro tipo de contaminantes son los compuestos orgánicos volátiles (COVs). Estos incluyen la gasolina, los solventes que se evaporan de pinturas y las soluciones limpiadoras orgánicas que se evaporan y entran a la atmósfera. Los COVs son los causantes de la formación de ozono malo (el que se genera a nivel del suelo).

El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro, inodoro y sumamente venenoso. A menudo, se produce de una combustión incompleta. Se combina con la hemoglobina de la sangre e interfiere con la respiración y provoca la muerte debido a que hay ausencia de oxígeno. Una de las principales consecuencias para la salud humana de este contaminante son las enfermedades cardiacas.

El dióxido de carbono (CO₂) es un gas incoloro que se encuentra en la atmósfera, se produce debido a la combustión de materiales orgánicos en el aire, es producto de la respiración de los seres humanos, plantas y animales. El exceso de estas emisiones son consecuencia de la deforestación y que contribuye al efecto invernadero.

También encontramos a los óxidos de nitrógeno (NOx, donde x equivale a 1 o 2). Estos gases se forman al quemar combustible (automóviles, centrales eléctricas y las fuentes que utilicen combustible para realizar sus labores) y contribuyendo a la formación de niebla contaminante, al calentamiento global y a la lluvia acida. En lo que respecta a la salud humana, es causante de múltiples enfermedades respiratorias agudas, principalmente en la población infantil, debido que irrita a los pulmones y deteriora el sistema inmunológico porque los pulmones quedan expuestos al ataque de virus y bacterias.

Los óxidos de azufre (Sox, donde X = 2 o 3) son un grupo de gases compuestos por SO₂ es un gas incoloro, venenoso y con olor asfixiante. Este gas se produce cuando prendemos un cerillo y al quemar combustible. Se elabora quemando azufre o pirita (FeS₂) en el aire. Los usos principales del SO₂ son: blanquear papel, textiles y harina, en pequeñas cantidades se utiliza como conservador de productos alimenticios, en específico frutas secas, y en la producción de ácido sulfúrico. Este ácido, al combinarse con el agua condensada de las nubes produce un fenómeno denominado lluvia acida. El dióxido de azufre es un gas altamente agresivo para las personas de la tercera edad y los niños debido a que la exposición prolongada a este contaminante produce bronquitis (que es la inflamación de los bronquios); en las plantas el dióxido de azufre produce necrosis y pérdida de productividad agrícola y en animales causa irritación ocular y respiratoria. El dióxido de azufre procede de las centrales que queman carbón o petróleo, otros contaminantes se forman por la acción de la luz solar sobre materiales reactivos emitidos a la atmósfera.

De acuerdo con la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades, el plomo es un metal gris-azulado que se encuentra distribuido en el ambiente y que contamina el aire, el suelo y el agua, proviene de las actividades como la fabricación de baterías y de la minería. Se encuentra en algunas pinturas y cerámica, y se produce al quemar combustible. El plomo es un contaminante que no se degrada, solo se transforma con la acción de la luz, el agua y el aire, provocando grandes daños a la salud humana, especialmente al sistema nervioso, ya que daña tobillos, muñecas y dedos, y en exposiciones prolongadas puede provocar anemia y el aumento en la presión sanguínea, en altas concentraciones, por arriba de 10 mg/dL, causa daño cerebral y muerte. En mujeres embarazadas provoca la pérdida del embrión y en hombres la disminución de los espermatozoides.

El metano (CH₄) es un gas incoloro e inodoro, es el componente principal del gas natural, se utiliza como combustible, y para producir negro de humo que es la forma pulverizada del carbono. El negro de humo se usa en la elaboración de tintas, pinturas, llantas de automóvil, y también para obtener hidrógeno. Este gas contribuye al efecto invernadero una vez que se realiza la combustión.

El cloro (Cl₂) es un gas amarillo, con olor irritante y muy venenoso. Se emplea en la potabilización del agua, en la elaboración de papel, tinturas, textiles, medicinas, insecticidas, pinturas, plásticos, hules, cloroformo, tetracloruro de carbono, en soluciones blanqueadoras y bromo. La exposición a niveles bajos de cloro puede producir irritación de la nariz, la garganta y los ojos; la exposición a niveles más altos puede producir tos y alteraciones del ritmo respiratorio y daño de los pulmones.

El radón (Rn) es un gas incoloro e inodoro que se incorpora al ambiente por el suelo a través de minas de uranio y fosfato. Mediante la combustión, ocasiona diversos daños a la salud humana, provocando cáncer de pulmón, por ejemplo. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de Estados Unidos, ha establecido como límite cuatro picocuries por litro de aire (pCi/L).

No solo el ser humano está sufriendo daños a la salud humana, también las plantas y animales experimentan tensión por los diversos problemas de contaminación y volviéndolos vulnerables a todos los factores ambientales. La contaminación provoca sequias, propicia el ataque de parásitos y enfermedades en plantas y animales, y en algunos casos ocasiona la extinción total de las especies. Las plantas muestran una especial sensibilidad a la mayor parte de los contaminantes del aire y sufren daños significativos a concentraciones mucho más bajas que las necesarias para causar efectos perjudiciales sobre la salud humana y animal.

En lo referente a los daños causados a los animales, los contaminantes adhieren a los tejidos de los organismos vivos, provocando alteraciones en la reproducción de la especie. Los animales son susceptibles a contraer enfermedades debido a que se altera su sistema inmune quedando expuestos a bacterias, virus y hongos. Otra amenaza a la fauna es la caza indiscriminada y la destrucción del hábitat, causando la extinción de las especies o dejándolas en peligro de extinción.

Los límites de los contaminantes se establecen a partir de los efectos negativos que manifiestan ya que sus efectos también dependen de la constitución de las plantas y de la especie que se trate, es decir existe una especificidad de contestaciones.

Por otra parte, los efectos producidos por la contaminación se manifiestan por la alteración de diversos mecanismos vitales de las plantas. Así, las funciones metabólicas y los tejidos vegetales se afectan como consecuencia de la acción de gases como el dióxido de azufre, el monóxido de carbono y los compuestos de flúor. Estos daños se manifiestan en forma de necrosis foliar en áreas muy localizadas que se distinguen por presentar un color marrón a blanco; de clorosis, adquiriendo el tejido una coloración verde pálida o amarilla, o por la aparición de manchas puntuales necróticas. Si la acción del contaminante excede el límite de las plantas puede afectar o paralizar el crecimiento de la planta.

1. 2. 2. Por el medio al que impacta.

En la siguiente tabla se mencionan los diversos tipos de contaminantes y como afectan a los diferentes medios.

Tipos de contaminantes	Medios afectados
	Acuoso	Terrestre	Aire
Físicos: son aquellos componentes como la materia y/o energía producida por medios mecánicos como vibraciones y ruido; térmica como frío y calor extremos y las radiaciones	Material radiactivo provenientes de nucleoeléctricas, afectan al medio acuoso, terrestre y aire. Residuos provenientes de la erupción volcánica, es decir que en el momento que el volcán emite lava, también hay presencia de cenizas que contienen azufre y contamina al medio acuoso al suelo y aire	Sedimentos. Cenizas, arenas, gravillas y otros sólidos provenientes de la erosión de los suelos	Contribuye al efecto invernadero a través de la interacción de los rayos solares con contaminantes químicos. Las ondas sonoras producidas por maquinarias.
Químicos: son aquellas sustancias o materiales de origen orgánico e inorgánico que modifican las condiciones naturales del medio	Aguas residuales domésticas, estiércol, residuos alimenticios y algunos residuos industriales. Compuestos orgánicos, plaguicidas, plásticos, detergentes, residuos industriales y aceites. Iones inorgánicos, ácidos, sales, metales tóxicos.	La contaminación de los suelos afecta principalmente a las zonas agrícolas y es consecuencia de la utilización indiscriminada de los fertilizantes químicos.	Contaminantes gaseosos: son una combinación de diferentes gases y vapores de origen químico, biológico e industrial.
Biológicos: son organismos y sustancias derivadas de los procesos biológicos que modifica y dañan las condiciones naturales del medio.	En el medio acuoso se da la eutroficación, que significa sedimentación de nutrientes, es decir que primero se proliferan algas impidiendo que la luz penetre, por lo tanto, ya no se lleva a cabo la fotosíntesis y la vida acuática muere por asfixia.	Alteraciones en los ciclos biogeoquímicos	Producción de gases como resultado de los procesos biológicos de los seres vivos.

1. 2. 3. Metodología de control.

El autor Echeverría (2008) menciona que la metodología hace referencia a los diversos procedimientos lógicos para alcanzar los objetivos propuestos. Por lo tanto, la metodología es un instrumento que sirve para analizar, describir y valorar diversos contextos para su estudio y que tiene un fin. Se utilizan diversos procedimientos para validar un argumento.

La metodología se entiende como parte de una investigación que sigue métodos y técnicas para llevarla a cabo, es decir son caminos que facilitan el recurso de conocimientos seguros y confiables para solucionar los problemas planteados. Por lo tanto, la metodología estudia los métodos que se emplearan.

La metodología depende de los fundamentos de la persona que se encarga de investigar, los cuales los considera como válidos. Es decir, que el objeto de estudio sea importante y que contenga conocimiento científico, ya que se será a través de la acción metodológica como recolecte, ordene y analice la realidad estudiada.

El proceso de metodología para el control ambiental, independientemente del tipo de contaminante, consta de tres etapas principales:

1.      Identificación: está etapa te permitirá reconocer si se presentan efectos de contaminantes sobre los diferentes medios (suelo, aire y agua).

2.      Diagnóstico: cuando se toma la decisión de analizar la problemática reconocida en la primera etapa, se recolectarán datos suficientes para la toma de decisión y realizar los diferentes análisis para actuar asertivamente. En esta etapa intervienen los métodos para el diagnóstico ambiental y una vez que se conozca a que se está afectando podemos, por medio de la química ambiental, proponer alternativas de solución.

3.      Intervención: después de los resultados del diagnóstico, se concluye que método se utilizara para la recuperación y/o control de los diferentes contaminantes.

Los resultados de estas tres etapas nos conducirán a dos acciones:

1.      Que el medio muestre que no hay ningún efecto de contaminante sobre él, provocando que no se continúe la investigación.

2.      Que el medio muestre que hay efectos de contaminantes, por lo cual se planeara la metodología a seguir para recuperación o control de los diferentes contaminantes.

Al método que se aplica para buscar una conclusión de tipo particular se le conoce como método deductivo. El método deductivo parte de los datos generales aceptados como válidos para llegar a una conclusión de tipo particular. Implica el planteamiento de una hipótesis donde se incluya a la conclusión como premisa.

El método inductivo es aquel que parte de los datos particulares para llegar a conclusiones generales. Se caracteriza por la observación y el registro de todos los hechos, su análisis y clasificación; la derivación inductiva de una generalización a partir de los hechos y la contrastación.

Dentro de este método se encuentra el método científico, el cual está constituido por la formulación de hipótesis, conceptualización o elaboración de términos que designen un hecho y teorización, la cual te permitirá explicar los conceptos elaborados y, por ende, la aplicación del método científico.

El método analítico consiste en la separación de las partes de un todo para estudiarlas en forma individual, es el proceso derivado del conocimiento a partir de las leyes.

Dentro de la metodología se atienden diferentes contaminantes. Entre los físicos podemos mencionar a la energía producida por diferentes causas, por ejemplo, la contaminación térmica. Existen siete formas de controlar los problemas ocasionados por está, por ejemplo: localizar las obras de descarga donde hay menor productividad biológica y menor dilución; utilizar torres, tanques y lagunas de enfriamiento; limitar el número de plantas que se abastecen de agua al igual que juntar descargas térmicas; diseñar circuitos que permitan a los peces retirarse del punto de descarga; controlar en el efluente los reactivos añadidos; establecer temperaturas de descarga; reutilizar el calor de salida.

1. 2. 4. Métodos para la elaboración de un diagnostico

Los métodos para controlar la contaminación han resultado ser muy confiables a nivel local. Para su aplicación, es preciso analizar de forma sistemática la fuente generadora de contaminación y la naturaleza de la emisión, es decir a que medio está afectando, la interacción con los diversos ecosistemas y el problema ambiental, y de esta manera proporcionar alternativas de solución con la utilización de diversas tecnologías que se pueden emplear para mejorar el medio en el que se encuentra la afectación, así como su control y prevención.

No existe un método exclusivo para elaborar un diagnóstico ambiental, este construye de acuerdo con cómo se realiza un proyecto, y los pasos a seguir son tomados en diversos casos, y son:

a)      Programación de actividades. Estas se colocan en un cronograma donde se establecen tiempos para llevar a cabo cada actividad y son responsables.

b)     Levantamiento de información escrita. En el caso ambiental, es de todos los ecosistemas encontrados en el lugar de estudio, aquí se puede incluir mapas, cartografías, entre otros.

c)      Análisis de información. Aquí son importantes las fuentes reales, verídicas y actualizadas de la información escrita.

d)     Actividades por realizar en campo. En este punto es necesario llevar todos los elementos para ejecutarla, como cuestionarios, bitácora, equipo y materiales para tomar diversas muestras tanto vegetales, animales, de agua, suelo y que clima existe en el momento de la actividad de campo y binoculares para la observación de la fauna. Todo debe anotarse.

e)     Analizar toda la información escrita por las actividades de campo. Las muestras deben ser llevadas al laboratorio para el análisis.

f)       Conclusiones. En este punto, la información levantada de fuentes reales, junto con lo realizado en campo y los análisis de laboratorio, proporcionaran las afectaciones por los contaminantes que tiene está zona.

Está metodología la podemos aplicar para realizar un diagnóstico ambiental, dependiendo el medio en el que el contaminante se encuentra. Para cada medio existen parámetros que debe analizar dependiendo sus propiedades, estas se pueden dividir en físicas, químicas y microbiológicas. En el siguiente cuadro encontraras las características más usuales para aplicar la metodología del diagnóstico ambiental.

Medio/características	Físicas	Química	Microbiológicas
Agua	Color. Sabor. Olor. Turbiedad. Temperatura. Sólidos.	Demanda química de oxígeno (DQO) Demanda bioquímica de oxígeno (DBO) Carbono orgánico total (COT) Amonio libre. Alcalinidad. Acidez. Metales. Etc.	Bacterias. Protozoos. Metazoos. Virus.
Suelo	Color Textura. Permeabilidad. Humedad. Porosidad. pH. Conductividad eléctrica.	Nitrógeno total. Nitritos. Nitratos. Metales. Sulfatos. Cloruros. Etc.	Bacterias. Hongos.
Aire	Partículas. Humos. Neblinas.	Compuestos orgánicos volátiles. Gases de combustión (COx, SOx, NOx) Fluoroclorocarbonos (FCLC). Metales.	Partículas viables (bacterias, virus y hongos)

Cabe mencionar que para cada uno de estos medios existe una Norma Oficial Mexicana (NOM), en la cual se describe el procedimiento para determinar los parámetros físicos, químicos y microbiológicos mencionados, estas NOM’s se fundamentan en la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente (LGEEPA), la cual nos dice que debemos conservar el ambiente, y las NOM´s nos indican los parámetros para cumplir con está conservación (límites máximos permisibles) además de cómo realizar los análisis para un buen diagnóstico ambiental.