Guía docente: Toxicología Analítica y Control Ambiental

Guía docente: Toxicología Analítica y Control Ambiental
1. Identificación de la asignatura
CÓDIGO
GQUIMI01-0011
NOMBRE
Toxicología Analítica y Control Ambiental
TITULACIÓN
Graduado o Graduada en Química por la
Universidad de Oviedo
CENTRO
Facultad de Química
TIPO
Optativa
N° TOTAL DE
CREDITOS
6.0
PERIODO
Segundo Semestre
IDIOMA
Castellano
COORDINADOR/ES
EMAIL
PROFESORADO
EMAIL
Sanchez Uria Jose Enrique
2. Contextualización
Esta es una asignatura optativa perteneciente al Módulo B del Plan Formativo del
Grado en Química. Esta materia, que se enmarca dentro de la Química Aplicada, se
habilita, dentro del Plan de Formación, cuando les estudiantes de la primera
promoción comienzan el tercer curso de los cuatro que constituyen la graduación, no
asignándola a ningún curso en concreto.
Sin embargo, en el momento en que los estudiantes pueden cursar esta asignatura
(durante el segundo semestre del tercer curso del Grado), aquellos ya han adquirido
un cierto grado de madurez y han seguido asignaturas como Química General, Física
General, Química Analítica I, Experimentación en Química Analítica I, Experimentación
en Química Física I y se encuentran cursando Química Analítica II y Química de los
Elementos de Transición. En todas estas asignaturas, especialmente la Químicas
Analítica I y II y la Experimentación en Química Analítica, han de constituir la base
sobre la que van a descansar los conocimientos que se van a adquirir en esta
asignatura optativa. Asegurar la calidad del Medio Ambiente requiere un control
analítico adecuado de los contaminantes vertidos en los hábitats naturales y un buen
conocimiento del grado de toxicidad de los vertidos.
Al finalizar su estudio el alumno debe haber adquirido conocimientos y habilidades
para poder abordar los variados problemas analíticos que, en los tres compartimentos
medioambientales, se le puedan presentar en su futuro profesional.
Así como el químico analítico puede establecer con seguridad si un contaminante
tóxico se halla presente en una muestra, puede que ni tenga la misma seguridad a la
hora de decidir que no lo está. En este último caso únicamente podrá afirmar que no
se encuentra a niveles superiores al límite de detección (L.D.) que ofrece el ensayo
que utilizó para investigar su presencia, o lo que es lo mismo, que puede estar
presente a niveles inferiores a dicho L. D. En el caso de algunos contaminantes este
nivel tiene poco significado a efectos nocivos, pero en otros ese bajo nivel puede
originar problemas en el medio ambiente. Determinados pesticidas clorados, como del
DDT o las dioxinas, o bien en iones de metales tóxicos, que manifiestan su acción de
riesgo a niveles inferiores al L.D. de muchas técnicas analíticas. Por este motivo los
conceptos de cuantitatividad y semicuantitatividad son de más ayuda para el químico
medioambiental a la hora de interpretar la aparición o desaparición de elementos o
compuestos en sistemas ecológicos.
El análisis en sí al estar concluido, va a arrojar unos números que por sí solos pueden
decir muy poco, será necesario conocer los niveles a los que los hemos de referir:
hay que establecer unos niveles de referencia adecuados para interpretar
acertadamente aquellos números.
Hemos de señalar por último que, el análisis medioambiental constituye un caso
atípico dentro de las aplicaciones de la Química Analítica: el medio ambiente ha de
ser tratado como un todo. Será preciso, no sólo tener claros los aspectos más
importantes de la Química Analítica, sino considerar las rutas o ciclos biológicos en los
que se hallan involucrados los compuestos nocivos en estudio de acuerdo con sus
propiedades físico-químicas.
El profesor encargado de impartir la asignatura pertenece al área de Química
Analítica al Departamento de Química Física y Analítica.
3. Requisitos
Es, sin embargo, evidente, si consideramos la temática que compone esta asignatura,
que para su comprensión y eficaz desarrollo es necesario que los estudiantes que la
cursen posean buenos conocimientos de Química Analítica I, Experimentación en
Química Analítica I, cursadas con anterioridad, que debiera tener superadas y tener
conocimientos de Química de los Elementos de Transición. Es evidente que, al no
tener esta asignatura ninguna otra anterior que se considere como "llave", lo
expresado en el párrafo anterior queda en el capítulo de las recomendaciones.
4. Competencias y resultados de aprendizaje
Competencias (saber):
1) Demostrar el conocimiento y comprensión de los conceptos, principios y
teorías de la Química Analítica como disciplina apropiada para detectar,
corregir y controlar episodios de contaminación ambiental originados por
microcontaminantes orgánicos e inorgánicos en diferentes compartimentos
medioambientales. (CE-19)
2)
Discernir, basándose en las propiedades físico-químicas de los
contaminantes, las posibilidades de transporte, estabilidad y degradación de
los mismos, así como cuales pueden ser etiquttados como globales o locales.
(CE-17)
3) Seleccionar la metodología más adecuada para la cuantificación de un
contaminante en función de su naturaleza, concentración previsible y
compartimento medioambiental en que se encuentre.(CE-6)
4) Seleccionar un procedimiento adecuado de toma de muestra en función
del contaminante y el compartimento medioambiente.
5) Diferenciar entre los distintos tipos de toxicidad y los diferentes ensayos
biológicos sobre animales sometidos a diferentes niveles de toxicidad, para
obtener las rutas de exposición por las que ellos son afectados.
6) Disponer de los conocimientos necesarios para realizar la correcta toma
de muestra de diferentes contaminantes tóxicos en distintos compartimentos
medioambientales.
7) Ser capaz de aplicar los conocimientos adquiridos a los largo de los temas
de la asignatura y aplicarlos al diagnóstico analítico de situaciones reales y
nuevas. (CG-13)
Habilidades (saber hacer):
1)
Resolver problemas cualitativos
previamente desarrollados.(CG-2)
y
cuantitativos
según
modelos
2) Resolver problemas de forma efectiva en el marco de la Química Analítica
Medioambiental (CG-3)
3) Adquirir la capacidad de toma de decisiones en supuestos problemas
medioambientales. (CG-5)
4) Sensibilizarse y valorar fenómenos relacionados con el medio ambiente
que ocurren, han ocurrido o pueden tener lugar.(CG-12)
5)
Aplicar los principios de la Química Analítica y de las técnicas
instrumentales más utilizadas y ya estudiadas en cursos anteriores o en el
actual, a la determinación de tóxicos medioambientales de diferente naturaleza.
(CE-6)
6) Valorar la utilidad de los distintos tipos de separaciones a la hora de
realizar la cuantificación de los distintos contaminantes en estudio. (CE-6)
7) Realizar informes científicos en forma escrita, así como presentarlos y
defenderlos en forma oral ante una audiencia. (CG-8) (CE-36)
Actitudes (Ser).
1)
Desarrollar las capacidades de análisis y de síntesis. (CG-1)
2)
Desarrollar el razonamiento crítico. Tomando como base los
conocimientos adquiridos y la información que han de buscar en la bibliografía
recomendada en cada tema, han de adquirir la capacidad de juzgar sus
resultados y si los caminos utilizados para llegar a ellos han sido los
adecuados. (CG-17)
3)
Aprender de forma autónoma aplicando modelos estudiados. (CG-9)
4) Adquirir conciencia y sensibilidad ante los problemas medioambientales a
los que contribuimos todos así como a los ejemplos de catástrofes
medioambientales presentados en la asignatura. (CG-12)
5) Trabajar en equipo a la hora de elaborar informes o proyectos y de resumir
los logros en una presentación necesariamente breve. (CG-16).
6) Interpretar datos procedentes de observaciones y medidas de laboratorio en
términos de significado y la teoría analítica que los soporta. (CE-30)
7) Utilizar los métodos inductivo y deductivo en el ámbito de la Química
Analítica Toxicológica Ambiental. (CE-32)
5. Contenidos
PROGRAMA
BLOQUE 1
Tema 1. La TOXICOLOGÍA.
Origen y evolución histórica.-Concepto y división de la toxicología.- Tóxico y toxicidad.Fases del proceso tóxico: exposición, absorción, distribución y metabolismo.Concepto de dosis efectiva.- Determinación de NOAEL y LUAEL de un tóxico.
Tema 2. ENSAYOS DE TOXICIDAD.
Necesidad de los ensayos de toxicidad.- Sustancias tóxicas y peligrosas.- Protocolos
que regulan las sustancias peligrosas: Directiva 67/548/CE y Reglamento CE nº
1272/2008 de 16 de Diciembre, sobre clasificación y etiquetado de sustancias
peligrosas.- Tipos de ensayos de toxicidad: Toxicidad aguda y crónica, toxicidad
reproductiva.- Ecotoxicidad.- Biomarcadores.
BLOQUE 2
Tema 3. PROBLEMÁTICA MEDIOAMBIENTAL.
El Medio Ambiente: Contaminación y polución.- Papel de la Química Analítica en la
problemática Medioambiental.- Control de un episodio de contaminación: Etapas
necesarias para el diagnóstico.
Tema 4. TRANSPORTE DE CONTMINANTES EN EL MEDIO AMBIENTE
Introducción: Fuentes de emisión y medios de dispersión de contaminantes. Dilución y
reconcentración.- Compuestos orgánicos neutros de alto peso molecular: Transporte,
reconcetración, bioacumulación y biomagnificación.- Problemas locales originados por
compuestos orgánicos neutros volátiles de bajo peso molecular y gases inorgánicos:
El "smog" fotoquímico.- Iones de metales de transición a nivel traza: transporte,
bioconcentración y deposición en sedimentos.- Rutas y grupos críticos: Nivel de
seguridad.
BLOQUE 3
Tema 5. APROXIMACIÓN GENERAL AL ANÁLISIS DE CONTAMINANTES
TÓXICOS.
Criterios para la selección apriorística de una técnica analítica adecuada para la
determinación de un contaminante tóxico dado.- El proceso analítico general.Resultados y aseguramiento de la calidad de los mismos.- Fuentes de error en análisis
de tóxicos medioambientales.
Tema 6. ANÁLISIS DE TÓXICOS ATMOSFÉRICOS VOLÁTILES Y GASEOSOS.
Introducción.- La atmósfera y sus partes, composición.- Contaminantes atmosféricos
gaseosos: primarios y secundarios.- Muestreo de contaminantes gaseosos.-Estudio y
determinación de los tóxicos atmosféricos volátiles más importantes: Monóxido de
carbono.- Óxidos de azufre.- Óxidos de nitrógeno.- Ozono.- Cloro.- Compuestos
orgánicos volátiles.
Tema 7. ANÁLISIS DE TÓXICOS RELACIONADOS CON EL MEDIO AGRÍCOLA.
Plaguicidas: definición, utilización y depósito.-Clasificación y peligrosidad.- Insecticidas
organoclorados: persistencia ambiental y efectos tóxicos.- Dioxinas, dibenzofuranos y
PCBs: fuentes de contaminación.- Insecticidas organofosforados y carbamatos.Determinación de este tipo de tóxicos.
Tema 8. ANÁLISIS
METALÚRGICA.
DE
TÓXICOS
RELACIONADOS
CON LA
INDUSTRIA
Los metales Cr, As, Cd y Pb como contaminantes ambientales.- Fuentes de
exposición.- Toxicidad aguda y crónica.- Métodos de determinación de los citados
iones en el medio hídrico.- Especiación metálica.- Técnicas de extracción desde
suelos: Empleo de las microondas.
Tema 9. EJEMPLOS DE DESASTRES MEDIOAMBIENTALES.
Contaminación con mercurio en Minamata (Japón).- Desprendimiento de dioxinas en
Seveso (Italia).- El peligro de las presas conteniendo cianuro procedentes de la
industria del oro: Desastre en Saasar (Rumania) en el año 2000.- El TBT veneno para
las ostras: Arcachon.
Tema 10. DISRUPTORES HORMONALES.
Estrógenos medioambientales o xenoestrogenos.- Daños que causan en los seres
humanos.- Tipos de disruptores en función los efectos causados.- Clasificación de los
disruptores medioambientales.- Ejemplos conocidos de disruptores hormonales:
Tensoactivos, pesticidas, PCBs, PAHs.- Xenoestrógenos y salud humana.Determinación: métodos de alarma y vigilancia.
BLOQUE 4
Tema 11. LEGISLACIÓN MEDIOAMBIENTAL.
Marco jurídico y organización administrativa.- Derecho legislativo: Comunitario, estatal,
autonómico y municipal.-Legislación estatal básica: Constitución, códigos Civil y
Penal.- Normativa sectorial del medioambiente, legislación relativa a: Contaminaciones
atmosférica, acústica, aguas continentales y marítimas y suelos.
BLOQUE 5
Tema 12. EVITANDO LA CONTAMINACIÓN POR RESIDUOS. TRATAMIENTO.
Introducción.- Residuos sólidos urbanos (RSU).- Residuos industriales.- Residuos
Industriales.- Etapas recomendadas en una estrategia de gestión integral de residuos
urbanos: Recogida y Depósito de residuos.- Admisión de residuos en un vertedero de
Seguridad.- Transformación previa de los residuos.
6. Metodología y plan de trabajo
Presenciales.
1) Clases Expositivas.Tipo lección magistral en las que el profesor
presentará ordenadamente, apoyándose en medios audiovisuales o bien en la
pizarra, las partes más relevantes o complejas de los temas objeto de estudio.
Es importante la asistencia a estas clases expositivas, pues en ellas se tratarán
asuntos que luego habrán de completar los alumnos en trabajo personal
consultando la bibliografía recomendada al objeto de completar todo el
contenido de los distintos temas.
2) Prácticas de Aula.Tipo Seminario. En estas clases se trabajarán
problemas, numéricos o supuestos de contaminación medioambiental, basados
en asuntos tratados en las clases expositivas. Previamente al desarrollo de las
mismas, los estudiantes han de disponer de los supuestos o problemas a
considerar, de modo que puedan traerlos a las clases debidamente preparados
para proceder a la discusión y puesta en común en el aula. Estas clases son
absolutamente obligatorias.
3) Tutorías Grupales.Servirán fundamentalmente para que los alumnos, que
han asistido a las clases anteriormente mencionadas, expongan sus dudas e
inquietudes relacionadas con la asignatura. Se desarrollarán a ser posibles en
grupos muy reducidos. Caso de no existir dudas se propondrán a los
estudiantes cuestiones y ejercicios que habrán de resolver fuera del aula y
presentar en futuras sesiones.
4)
Sesiones de evaluación. Se relacionan en el siguiente punto.
No presenciales.
1)
Trabajo individual fuera del aula.
2) Trabajo en grupo en el aula, dentro de los seminarios o prácticas de
aula.
TRABAJO NO
TRABAJO PRESENCIAL
PRESENCIAL
Práctica
s de
laborato
rio
/campo
/aula
de
informát
ica/ aula
de
idiomas
Práctica
s
clínicas
hospitala
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grupa
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as
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as
Sesion
es de
Evalua
ción
Temas
Hora
s
totale
s
Clase
Exposit
iva
Práctica
s de
aula
/Seminar
ios/
Talleres
BLOQUE 1
20.5
6
1
-
-
-
-
BLOQUE 2
28.5
8
2
-
-
-
BLOQUE 3
72.0
22
3
-
-
BLOQUE 4
16.3
-
1
-
-
Tot
al
Traba
jo
grupo
Trabaj
o
autóno
mo
Tot
al
0.5
7.5
-
11
11
-
0.5
10.5
-
16
16
2
-
1.0
27
-
42
42
1
-
0.3
2.3
10
2
12
BLOQUE 5
17.7
6
-
-
-
1
-
0.7
7.7
Total
150
42
7
-
-
4
-
3
55
MODALIDADES
Presencial
Horas
%
Clases Expositivas
42
28.0
Práctica de aula / Seminarios / Talleres
7
4.6
Otras actividades
4
2.7
Prácticas clínicas hospitalarias
-
-
Tutorías grupales
4
2.7
Prácticas Externas
-
-
Sesiones de evaluación
3
2.0
Trabajo en Grupo
10
6.7
Trabajo Individual
80
53.3
Total
150
No presencial
10
Totales
40%
60%
9
9
80
90
7. Evaluación del aprendizaje de los estudiantes
1) Realización de dos pruebas de 30 minutos (tipo test) en horario lectivo.
Una cada seis temas. Tendrá un peso del 20% de la nota final.
2)
Participación activa de los estudiantes en las sesiones de prácticas de
aula y tutorías grupales así como valoración de trabajos o informes
encomendados y entregados así como exposición de un resumen del mismo.
Tendrá un peso del 20% en la nota final.
3)
Prueba escrita final. Tendrá un peso del 60%.
Para superar la asignatura será preciso obtener un mínimo en cada uno de los
aspectos evaluables:
En las pruebas escritas tipo test cada estudiante debe obtener una calificación
numérica igual o superior a 4 sobre 10.
En el segundo punto debe obtenerse una calificación igual o mayor que 6 sobre 10.
En la prueba final escrita habrá de obtenerse una calificación igual o mayor que 4
sobre 10.
Para la calificación en la convocatoria extraordinaria se tendrá en cuenta la
participación que tuvo el estudiante en las prácticas de aula y las tutorías grupales,
con un peso del 20%; la prueba escrita final tendrá un peso del 80%.
8. Recursos, bibliografía y documentación complementaria
En las clases expositivas se utilizará como apoyo presentaciones en Power-Point,
cuyo material estará colgado en la red o en la página web del Departamento, dentro de
la asignatura. Los materiales auxiliares (ejercicios, problemas sobre supuestos, etc.)
se dispondrán en los mismos lugares o se facilitarán por escrito con antelación
suficiente.
Bibliografía de carácter fundamental.
1.- "Toxicología Fundamental". Manuel Repetto. 3ª edición. Editorial Díaz Santos.
Madrid 1997.
2.- "Environmental Analysis". R.N. Reeve. Ed. John Wiley and Sons. New York. 1994.
3.- "Contaminación Ambiental. Una visión desde la Química" C. Orozco, A. Pérez, N.
González, F.J. Rodríguez y J. M. Alfayate. Editorial Thompson. Madrid 2003.
4.- "Química Ambiental" Colin Baird. Editorial Reverté. Barcelona 2001.
Bibliografía auxiliar.
Siendo esta una asignatura de la Materia Química Aplicada, es conveniente que el
estudiante consulte alguna obra auxiliar en determinados temas. Esta bibliografía
auxiliar se relaciona a continuación por temas..
Tema 1.
“Tratado de Toxicología” René Fabre y René Truhaut. Tomo 1. Editorial Paraninfo.
Madrid 1976.
La ficha NTP 724 del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo
(ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales) sobre “Los fármacos en la Industria
Farmacéutica (IV): niveles guía de Exposición Laboral”
Tema 2.
“Tratado de Toxicología” René Fabre y René Truhaut. Tomo 1. Editorial Paraninfo.
Madrid 1976..
“Understanding Environmental Pollution” Markita K. Hill. Ed Cambridge University
Press. Melbourne. Australia 1997.
Directiva 67/548/CE.
Reglamento CE nº 1272/2008 de 16 de Diciembre.
Tema 4.
T.G. Spiro y W. M. Stigliani. “Química Medioambiental”. Ed. Pearson Prentice HallMadrid 2004.
Tema 5.
I.L. Marr, M.S. Cresser y J.L. Gómez Ariza. “Química Analítica del Medio Ambiente”.
Editorial
Universidad de Sevilla. Sevilla 1983.
R. N. Reeve. “Environmental Analysis”.Ed. John Wiley and Sons. New Yor 1994.
James N. Miller y Jane C. Miller. “Estadistica y Qumiometría para Química Analítica”.
Ed. Prentice Hall. Madrid 2002.
Tema 6.
I.L. Marr, M.S. Cresser y J.L. Gómez Ariza. “Química Analítica del Medio Ambiente”.
Editorial Univeridad de Sevilla 1983.
P. C. Werner. “Análisis de Contaminantes del Aire”. Editorial Paraninfo. Madrid 1991.
Stanley S. Manhan. “Introducción a la Química Ambiental”. Editorial Reverté. España.
2007..
Markus W. Sigrist Editor. “Air Monitoring by Spectroscopic Techniques”. John Wiley
and Sons. New York 1994. Capitulo 3 por Sune Svanberg.
Tema 7
I.L. Marr, M.S. Cresser y J.L. Gómez Ariza. “Química Analítica del Medio Ambiente”.
Editorial Univeridad de Sevilla 1983.
Tema 8.
“Análisis Químico Cuantitativo”. D. Harris. 3ª Edición. Ed. Reverté. Barcelona 2007.
“Principios de Análisis Instrumental”. Skoog, Holler y Nieman. 5ª Edición. Ed. McGraw
Hill. Madrid 2001.
“Flow Analysis with Atomic Spectrometric Detectors”. Analytical Spectroscopy Library
9. Edited by A. Sanz Medel. Chapter 13.
Tema 9
1. http://www.american.edu/TED/MINAMATA.HTM
2. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/001651.htm
3. Extraído de Apuntes de la materia Ecotoxicología, de la carrera Licenciatura en
Ciencias Ambientales, cátedra Walter Di Marzio.
4. http://www.env.go.jp/en/topic/minamata2002/ch4.html
5. http://www.natuweb.com/paginasasp/Calendario.asp?ID=104&Mes=Julio
6. http://www.cof.es/consejo/dioxina.htm
7.http://www.healthchem.uwic.ac.uk/shortreports/searchnewoutput3.asp?ReportDesc=
Sevesco+ (AirLeak)+Disaster%2C+Italy
8. http://www.ine.gob.mx/dgicurg/sqre/intdyf.html
9. Environmental Science, The Way the world works, Nebel - Wright, capítulo 14
"Pollution from Hazardous Chemicals"
10. http://www.bhopal.net/documentlibrary/unionreport1985.html
11. http://www.bhopal.net/campaigningresources/final-info-releases-jpegs/final-inforeleases_11.jpg
12. http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99993140
13. http://www.ourplanet.com/txtversn/86/haza.html
14. http://bhopal.greenpeace.org.ar/tragedia.php
Tema 10
“Understanding Environmental Pollution” Markita K. Hill. Ed Cambridge University
Press. Melbourne. Australia 1997.
“Química Medioambiental”. T. G. Spiro y W. M. Stigliani. Ed. Pearson Prentice Hall.
Madrid 2004.
Tema 12
“Understanding Environmental Pollution” Markita K. Hill. Ed Cambridge University
Press. Melbourne. Australia 1997.
“Química Medioambiental”. T. G. Spiro y W. M. Stigliani. Ed. Pearson Prentice Hall.
Madrid 2004.