Evaluación de la Contaminación en Suelos y Aguas TEMA 8: INTRODUCCIÓN La actual preocupación por el medio ambiente y la necesidad de considerar que cualquier actividad ocasiona alteraciones en el mismo nos obliga a estudiar la contaminación ambiental desde un punto de vista multidisciplinar. Los problemas de contaminación de los diferentes medios de la biosfera están íntimamente relacionados entre sí, y aquellos problemas ocasionados en uno de los medios se ven directamente reflejados en los demás medios. No se debe estudiar de forma aislada la contaminación del aire, agua o suelo, sino que hay que considerar todo el medio ambiente en su conjunto. Cualquier método de tratamiento de un problema de contaminación puede originar un nuevo fenómeno con incidencia medioambiental. Las actividades humanas influyen en el medio ambiente. Uno de los problemas más graves: CONTAMINACIÓN → LA QUÍMICA ANALÍTICA ES IMPORTANTE PARA ANALIZAR LOS DISTINTOS MEDIOS Y DETECTAR LOS PROBLEMAS DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA Menos del 0.01% es agua superficial, disponible para su uso. Esta cantidad es suficiente. Sin embargo, su calidad debe ser la adecuada. 1 Evaluación de la Contaminación en Suelos y Aguas CICLO HIDROLÓGICO La cantidad total de agua permanece prácticamente en equilibrio El agua está en continuo movimiento → Una contaminación en un punto específico puede afectar a zonas muy diversas. Pérdida de hielo en la Antártida (resultados de 5 equipos de investigación usando distintos métodos de análisis). Fuente: NASA-JPL/Caltech; NASA GSFC; CU-Boulder; Technical University of Munich; Technical University of Denmark; Delft University of Technology, Aerospace Engineering, Netherlands; Durham University, UK; Leeds University, UK Aumento del nivel del mar desde 1992 hasta 2012 Se observan también los cambios en la masa de agua en la Tierra desde 2010 a 2011. Azul indica aumento de agua sobre los continentes. Disminución del nivel del mar en 2010-2011 (círculo rojo) se debió al transporte de masa de agua del océano a los continentes (principalmente Australia y norte de Sudamérica (flechas azules). El aumento de agua en los continentes se debió a intensas lluvias. El nivel del mar bajó, pero se volvió a recuperar en 2012. 2 Evaluación de la Contaminación en Suelos y Aguas Fuente: NASA/JPL-Caltech/CNES https://doi.org/10.1038/s41586-018-0123-1 USOS DEL AGUA En función del uso para el cual se vaya a destinar el agua se necesitarán unos ciertos criterios de calidad. Principales usos: - Consuntivo ➢ Abastecimiento urbano o doméstico ➢ Industrial ➢ Agropecuario - No consuntivo ➢ Generación de energía eléctrica ➢ Sistemas de refrigeración ➢ Acuicultura ➢ Recreativo ➢ Navegación ➢ Otros 3 Evaluación de la Contaminación en Suelos y Aguas PROPIEDADES DEL AGUA - Aguas subterráneas de suelos calizos y graníticos (dos últimas gráficas) - Agua de lluvia: ligeramente ácida; pH 5.7 Agua de mar: pH 8.2 Mayoría de aguas naturales: pH 5.5 – 8.5 En suelos calizos: carbonato cálcico y dolomita (CaMg(CO3)2). Se disuelven en agua ácida, como la de lluvia. De ahí la composición de la figura anterior. El agua es la única sustancia química que, en estado natural, está presente en la Tierra en los tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso. ➔ Alta capacidad calorífica y altos calores latentes de fusión y vaporización → Los mantos acuíferos tienen un gran efecto estabilizador del clima. ➔ Alta conductividad térmica → El calor se traslada rápidamente en caso de necesidad en los seres vivos. ➔ Altas temperaturas de fusión y ebullición → De no ser así, el agua estaría en estado gas y no podría existir la vida actual. 4 Evaluación de la Contaminación en Suelos y Aguas - Propiedades físico-químicas del agua Variación anómala de la densidad → La densidad es mayor para el agua en estado líquido que en estado sólido, lo que permite que el hielo flote en la superficie del agua y funciona como aislante contra el aire frío exterior. Al no congelarse el agua más profunda, puede existir la vida acuática debajo del hielo. Gran capacidad como disolvente → Disolvente muy versátil. En ella se producen inmenso número de reacciones químicas fundamentales para la vida (ácido-base, oxidación-reducción, solubilización, precipitación). MÉTODOS ANALÍTICOS Química Analítica → Ciencia que desarrolla y mejora métodos e instrumentos para obtener información sobre la composición y naturaleza. Química de la materia. Incluye el análisis químico. Información que se obtiene: - Química Analítica cualitativa: ¿Qué tengo? Química - Química Analítica cuantitativa: ¿Cuánto tengo? 1. Métodos clásicos (métodos de química húmeda o vía húmeda) - Métodos Volumétricos: - Métodos gravimétricos 5 Evaluación de la Contaminación en Suelos y Aguas Ventajas: ● Buena exactitud ● Métodos absolutos ● No requieren un calibrado Inconvenientes: ● Lentos ● Baja sensibilidad por regla general 2. Métodos Instrumentales Se basan en las propiedades químico-físicas del analito. Su clasificación se realiza en función de la propiedad que se mide (espectroscópicos, electroanalíticos, térmicos…). Debido a la importancia de la Cromatografía también pueden clasificarse como métodos cromatográficos o no cromatográficos. - Métodos relativos: se necesita un calibrado para poder determinar la concentración del analito. Ventajas: ● Gran sensibilidad ● Versatilidad ● Rapidez ● Automatización ● Análisis multielemental - Métodos electroanalíticos: medida de una magnitud eléctrica básica: intensidad de corriente, potencia, etc. 6 Evaluación de la Contaminación en Suelos y Aguas - - Métodos espectroscópicos: medida de la interacción de la radiación electromagnética con los átomos o moléculas del analito, o la radiación producida por éstos. Métodos de espectrometría de masas. En estos métodos se mide la relación masa/carga de los analitos y/o sus fragmentos. En los métodos instrumentales hay que llevar a cabo un calibrado: establecer la relación señal / concentración. Patrón primario certificado → Patrones secundarios de concentraciones conocidas o Patrones primarios certificado PROCESO ANALÍTICO 7
