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Avance Proyecto Química Ambiental    CALIFICACIÓN 9.4 EQUIPO 7      Química      Fecha de entrega: 17 de Abril      1ºF        Mariana García Manzano    Ana Sofía Morett Sainz    Mónica Orozco Pérez Berrueco    Lucia Barajas Edid          

                               

     

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     Investigación Proyecto Química Ambiental  Justificación:    Contaminación del aire  

1. Tipos de contaminación y sus principales contaminantes Existen varios tipos de contaminación:  ● Contaminantes gaseosos: es una combinación de vapores y

contaminantes gaseosos del aire como el dióxido de carbono, monóxido de carbono, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y el ozono.  Diferentes fuentes producen estos compuestos químicos pero la principal es la quema de combustible fósil.  

● El efecto invernadero: evita que el calor del sol deje la atmósfera y vuelva al espacio. Esto calienta la superficie de la tierra, lo que hace que se produzca el efecto invernadero.  Los gases que contribuyen a este problema son la quema de combustible fósil, el metano, óxidos nitrosos y el ozono.  

● Lluvia ácida: se forma cuando la humedad en el aire interactúa con el óxido de nitrógeno y el bióxido de azufre emitido por fábricas, centrales eléctricas y automotores que queman carbón o aceite. Esta interacción de gases con el vapor de agua forman acido sulfúrico y los ácidos nítricos. Finalmente, estas sustancias caen a la tierra en forma de lluvia ácida.  

● Daño a la capa de ozono: es producido principalmente por el uso de clorofluorocarbonos. El ozono es una forma de oxigeno que se encuentra en la atmósfera superior de la tierra.  La capa fina de moléculas de ozono en la atmósfera absorbe algunos de los rayos ultravioletas (UV) antes de que lleguen a la superficie de la tierra, con lo cual se hace posible la vida en la tierra.  

● Materia particulada: Es una combinación de partículas sólidas o gotitas líquidas que se encuentran en el aire. Algunas pueden ser tan grandes que los podemos ver como humo y otras tan pequeñas que solo se pueden ver con un microscopio. Cuando se respira la materia de partículas, ésta puede irritar y dañar los pulmones con lo cual se producen problemas respiratorios.  

● Efectos climáticos: Generalmente los contaminantes se elevan o flotan lejos de sus fuentes sin acumularse hasta altos niveles de riesgo. Los patrones climáticos que atrapan la contaminación atmosférica en valles o la desplacen por la tierra pueden dañar ambientes distantes de las fuentes de origen.  

   Principales contaminantes:  

Dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, ozono, el metano, compuestos orgánicos volátiles COV, compuestos aromáticos (benceno, tolueno y xileno),

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clorofluorocarbonos, amoniaco, olores como el de la basura, aguas residuales, y procesos industriales, contaminantes radiactivos producidos por explosiones y procesos naturales.  

 2. Primarios y secundarios ● Contaminantes primarios: aquellos que vienen directamente de las

fuentes de emisión.  - Plomo, monóxido de carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno,

hidrocarburos, entre otros.  ● Contaminantes secundarios: aquellos que se originan en el aire debido a

la interacción entre dos o más contaminantes primarios o por sus reacciones.  

- Ozono, peroxiacetil-nitrato, hidrocarburos, sulfatos, nitratos, acido sulfhídrico, material particulado y otros.  

 3. Contaminante – fuente – efectos principales

 4. Problemas causados por la contaminación y sus consecuencias

 ● Esmog: Se produce por la acción de la luz solar sobre los gases de escape de automotores y fábricas    Consecuencias: irrita los ojos y las vías respiratorias y provoca otros malestares como dolor de cabeza o cansancio.  

 Se encuentra en: http://www.zerohedge.com/news/2013-12-11/chinese-state-run-media-embarrasses-itself-proclaiming-unexpected-benefits-smog  Así es como se ve el smog en China, se puede ver una noticia que tiene que ver con dicho fenómeno.    ● Inversión térmica: En las mañanas frías, la capa de aire que se encuentra en contacto con la superficie del suelo adquiere una temperatura menor que las capas superiores, por lo que se vuelve más densa y pesada.

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Las capas de aire que están a una mayor altura y que están relativamente más calientes actúan como una cubierta que impide el movimiento del aire contaminante hacia arriba, por lo tanto se estanca, y esto provoca un aumento progresivo de la concentración de los contaminantes.    Consecuencias: los contaminantes se acumulan aumentando su concentración.  ● Lluvia ácida: se forma cuando la humedad en el aire interactúa con el óxido de nitrógeno y el bióxido de azufre emitido por diversas fuentes. Esta interacción de gases con el vapor de agua forman ácido sulfúrico y los ácidos nítricos. Luego, estas sustancias caen a la tierra en forma de lluvia ácida.    Consecuencias: tiene muchas consecuencias nocivas para el entorno, pero a donde más llega es a los lagos, ríos, arroyos, etc. Se eleva el nivel acídico en los “acuíferos”, lo que facilita la absorción de aluminio que se transfiere, a la vez, desde las tierras a los lagos y ríos. Esta combinación incrementa la toxicidad de las aguas.  ● Calentamiento global: una capa gruesa de contaminación por dióxido de carbono y otros gases invernaderos, principalmente en las plantas generadoras de energía y los automóviles, atrapa el calor en la atmósfera.  Consecuencias: las temperaturas climáticas son más extremistas, haciendo que aumente la temperatura, ha llevado a sequías en diversos lugares, incendios forestales, entre otros.      5. Reacciones que tienen lugar debido a la contaminación El ozono troposférico, que se refiere al ozono que existe en la troposfera para distinguirlo del que existe en la estratosfera. Se produce el COV (compuestos orgánicos volátiles), especialmente los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno.  La lluvia ácida, calentamiento global, el esmog y la inversión térmica.    

6. Alternativas de soluciones - Evitar la quema de basura y llantas.  - Reciclar la basura.  - No arrojar basura en la calle.  - Cuidar los bosques, no provocar incendios ni destruir las zonas verdes de la ciudad.  - Reducir el consumo de electricidad.  - Aplicar las 3-R´s: recicla, reutiliza y reduce.  - Usar bicicletas en vez de coches y motos.    

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 Se encuentra en: http://www.planverde.df.gob.mx/cverd/52-aire/294-15-formas-sencillas-para-evitar-la-contaminacion-del-aire.html  Así es como se ve actualmente el Distrito Federal debido a la contaminación ambiental.      Contaminación del agua  

1. Zona urbana y zona industrial: causas  

Zona industrial:  Se transforma, sin tratamiento alguno en otras aguas. Tomando todo en cuenta se calcula que el agua de retorno de actividades industriales y de generación de energía en 1980 era de 254 m3/seg., equivalentes a 1.3% del total mundial, reflejando un incremento de 363% respecto de 1950, cuando era de 70 m3/seg.    Zona urbana:   El agua se necesita para consumo humano, agrícola o industrial, las vías de agua son también utilizadas como sumidero de residuos urbanos.    

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 Se encuentra en: http://elblogverde.com/contaminacion-del-agua/  Los ríos y lagos se contaminan también debido a los residuos y otras razones diferentes.    

2. Principales fuentes de contaminación del agua, origen y consecuencias.  

Las comunidades y los pueblos de Estados Unidos son los principales responsables de la contaminación del agua.  La mayor parte de las aguas residuales de uso diario en inodoros y lavadoras se bombea bajo tierra. Parte de esta agua se mantiene en el sistema de agua, pero gran parte de ella se pierde en el suelo y en los cursos de agua subterráneos.  Las principales fuentes de contaminación del agua pueden variar desde los productos diarios hasta los insumos que requieren los negocios y las empresas.  

 3. Tratamiento de aguas contaminadas

 Tres tipos de tratamiento:    

• El tratamiento primario: la remoción de la materia orgánica particulada desde las aguas servidas o industriales, a través de un proceso de coagulación y sedimentación, donde los materiales contaminantes precipitan al fondo del agua.    •El tratamiento secundario: las aguas obtenidas del primer tratamiento, haciéndolas pasar a través de un tanque de aireación. Una vez que los microorganismos y los residuos de materia orgánica parcialmente descompuesta se ubican fuera del tanque de sedimentación, regresan nuevamente al tanque de aireación donde son reutilizados.    • El tratamiento terciario: consiste en un proceso químico que remueve del agua los contaminantes tóxicos, tanto orgánicos como inorgánicos que no

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fueron eliminados en las etapas anteriores, dejando el agua en un estado de 98% de pureza  

   

4. Reacciones que tiene lugar debido a la contaminación:  

5. Alternativas de soluciones  

La reducción de nutrientes y plaguicidas  La reducción de aguas residuales  La reducción de la deforestación  Entre otras      Contaminación del Suelo    La contaminación del suelo es la introducción de sustancias extrañas a la superficie terrestre. Estas sustancias perjudican la salud de las personas, animales y plantas.  En el suelo se hacen varias actividades para el crecimiento y mantenimiento de muchas familias como la agricultura, la industria o la construcción de ciudades.  Cuando se altera la calidad de la tierra tiene como consecuencia que se produzca una crisis alimentaria, que daña en la forma de vida y en el futuro de las generaciones futuras, ya que ellas no tendrán un lugar donde hacer la agricultura y establecer ni construir una casa donde vivir.    

¿Por qué?  ▪ Rompimiento de tanques de almacenamiento subterráneo: método

seguro de guardar líquidos inflamables o combustibles pero pueden romperse por la excesiva carga de tierra a su alrededor o tapando la entrada de desechos o por las vibraciones del tráfico.  

▪ Uso de pesticidas: en plantaciones como los insecticidas, herbicidas y fertilizantes.  

▪ Arrojar basura: plásticos, vidrios o papel que tardan cientos de años en descomponerse.  

▪ desechos tóxicos que liberan las industrias sin un control por parte de las organizaciones encargadas de vigilar esta actividad.  

▪ Filtrados en rellenos sanitarios: estos espacios pequeños destinados a la acumulación de basura y donde la misma es cubierta por capas de tierra y se compacta de tal manera que no es perjudicial para la salud, puede sufrir algún tipo de filtración o rompimiento en sus capas.  

▪ Derrame de relaves mineros: estos desechos que produce la actividad minera y que se depositan en tanques cerca de la explotación pueden romperse y contaminar el agua y el suelo de esa región.  

▪ Monocultivo: el hecho de plantar una sola especie en unas tierras sin descanso ni abono deteriora el suelo, empobrece de nutrientes, provocando erosión, esterilidad y desertificación.  

 

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Problemas generados  Relave: desechos tóxicos subproductos de procesos mineros y concentración de minerales, (mezcla de tierra, minerales, agua y rocas) que contienen altas concentraciones de químicos y elementos que alteran el medio ambiente, por ello deben ser almacenados en "tanques o pozas de relaves" donde lentamente los contaminantes se van decantando en el fondo y el agua es recuperada o evaporada.  Erosión: Desgaste producido en la superficie de un cuerpo por el roce o frotamiento de otro.  Desertificación: Consiste en una degradación persistente de los ecosistemas producida por las variaciones climáticas y la actividad del hombre.    

Algunas soluciones:  La eco-agricultura no utiliza pesticidas ni agroquímicos, sólo se basa en la forma tradicional de plantar, abonar y recolectar los alimentos.  Otra solución es el reciclaje de plásticos, baterías, vidrio o aceites de coches y de cocina porque son elementos que tardan muchos años en degradarse, por lo que esta acción contribuye a mantener nuestro suelo libre de contaminantes.  El suelo es nuestra principal fuente de alimentos pero muchas comunidades pobres, afectadas por inundaciones o por desertificaciones que no pueden disponer de este bien.  InspirAction trabaja junto a sus contrapartes en regiones, como Burkina Faso, con el fin de enfrentar estos desastres naturales mediante sistemas de cultivo alternativos.    El suelo es un medio receptivo por excelencia, puesto que interacciona con la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera y recibe el impacto de los seres vivos que, de manera directa o indirecta, pueden romper el equilibrio químico establecido en su seno.  Los contaminantes edáficos o del suelo pueden clasificarse en endógenos y exógenos. Los endógenos son aquellos que provienen del mismo suelo, mientras que los exógenos son aquellos que provienen del exterior. La presencia de un contaminante endógeno genera cuando se produce un desequilibrio natural que conduce a la proliferación de un componente a niveles nocivos para las especies vivas.    

 

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 Propiedades químicas  Gran parte de los componentes del suelo, terminan por convertirse en compuestos solubles que constituyen la solución del suelo (fase líquida) de la que se nutren los vegetales. En algunos casos, los suelos muy ácidos evolucionan con el tiempo hacia suelos de características neutras o ligeramente alcalinas. Los cambios en las propiedades, se deben a transformaciones químicas producto de mecanismos de tipo electroquímico y en otros casos a mecanismos puramente químicos.    El pH del suelo. El pH es una propiedad química de los suelos, que determina el comportamiento y la evolución de los componentes químicos de éstos, así como la actividad y funciones de los seres vivos presentes. Comúnmente, en las zonas húmedas se tendrán suelos ácidos, mientras que en las zonas áridas los suelos tienden a ser más alcalinos.  Alteraciones del pH. Una modificación del pH, puede ocasionar alteraciones muy importantes en lo que se refiere a la biodisponibilidad de elementos, por un lado pueden presentarse excesos (toxicidad) y por otro deficiencias, por lo cual la contaminación y/o tratamiento de suelos agrícolas, pueden generar cambios en el pH con repercusiones serias.    

 REACCIÓN DE HIDRÓLISIS DEL CARBONO  FUENTE: Gutiérrez Margarita, 1997.  

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Factores que deben tomarse en cuenta al analizar problemas de contaminación de suelos:  

● Los microorganismos y los exudados de plantas pueden variar las condiciones microambientales.  

● Los microorganismos que aceleran las reacciones no pueden cambiar las condiciones termodinámicas.  

● La materia orgánica puede acumular sustancias tóxicas por adsorción. La formación de quelatos es importante a bajas concentraciones pero no es capaz de limitar la presencia de contaminantes en solución a altas concentraciones.  

  EQUILIBRIO DEL SUELO    

 FUENTE: Gutiérrez, M. E. 1997.    

● Los contaminantes no polares ocuparán los poros y serán adsorbidos por el material orgánico (interacciones). Éstos se dispersarán lentamente dependiendo de la velocidad de flujo del agua (porosidad y fuerza de la corriente).  

● Los materiales biodegradables presentan enlaces polares, que son atacados por los microorganismos. Los no polares son más difíciles de degradar, por lo tanto su permanencia es más alta y pueden bioacumularse.  

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● Los contaminantes en forma de compuestos coordinados (quelatos) son más tóxicos para los organismos. La toxicidad se relaciona con la sustitución del elemento central de una biomolécula (quelato), con la precipitación del elemento central y con la sustitución del ligante o el bloqueo de la posición activa de la biomolécula.  

 ● Energía solar térmica  

Es la energía dada por el calor generado por el sol aprovechada mediante el uso de colectores o paneles solares térmicos , la cual es capas de calentar el agua entre 40 y 50 grados centígrados.    

● Energía solar fotovoltaica  Es la energía resultante de la transformación de energía solar a eléctrica mediante el uso de módulos fotovoltaicos , se puede usar como un suministro de energía eléctrica , pero también sirve para dar energía a todas las cosas electrónicas de una casa , el problema aquí es el costo y el tamaño del equipo y los paneles.    

● Energía eólica  Es un tipo de energía renovable la cual es captada mediante la fuerza del movimiento del aire, la cual es luego transformada en energía eléctrica.    

● Diseño bioclimático  Es un tipo de diseño el cual busca lograr un gran nivel de comodidad térmica adaptando la geometría, orientación y construcción de la construcción a las condiciones climáticas de su entorno, para minimizar el consumo de energía y la contaminación ambiental que esta provoca.    

● Esquema de economía circular  

 ● Gestión de desechos  

 

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● Gestión integral del agua  El programa de Gestión Integral del Agua abarca soluciones de depuración de final del agua y también la utilización racional del agua desde dos puntos de vista preventivos para disminuir el consumo de agua, tanto a nivel doméstico como industrial:  -La moderación del consumo  -La reducción de la contaminación.    

Conclusión.  Este proyecto nos ayudará a crear una conciencia social y es una oportunidad para que desarrollemos ideas innovadoras y propongamos nuevas soluciones para mejorar nuestro ambiente, ya que es una propuesta viable y totalmente útil, y que en un futuro se puede lograr.  

   

Bibliografías  http://www.atsdr.cdc.gov/es/general/aire/tipos_contaminacion.html (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.contaminacion-aire.org/contaminantes-aire.html (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.inecc.gob.mx/calaire-informacion-basica/525-calaire-cont-primarios-secundarios (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://movilae.com/smog-consecuencias/ (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.inecc.gob.mx/calaire-informacion-basica/553-calaire-inv-termica (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/calentamiento-global/acid-rain-overview (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.nrdc.org/laondaverde/globalwarming/fcons.asp (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.planverde.df.gob.mx/cverd/52-aire/294-15-formas-sencillas-para-evitar-la-contaminacion-del-aire.html (Fecha de consulta: 18-03-2015)      

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http://www.contaminacion-agua.org/soluciones-contaminacion-agua.html (Fecha de consulta: 18-03-2015)    http://www.monografias.com/trabajos81/modulo-ciencia-tecnologia-ambiente/modulo-ciencia-tecnologia-ambiente2.shtml (Fecha de consulta: 18-03-2015) http://www.monografias.com/trabajos81/modulo-ciencia-tecnologia-ambiente/modulo-ciencia-tecnologia-ambiente2.shtml#ixzz3UnOmviUq (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-principales-fuentes-contaminacion-del-agua-hechos_324111/ (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.eurosur.org/medio_ambiente/bif76.htm    https://www.inspiraction.org/cambio-climatico/contaminacion/contaminacion-del-suelo (Fecha de consulta: 19/03/15)  http://www.greenfacts.org/es/desertificacion/l-2/1-definicion-desertificacion-desertizacion.htm (Fecha de consulta: 19/03/15)  http://www.ciceana.org.mx/recursos/Contaminacion%20del%20suelo.pdf (Fecha de consulta: 19/03/15)  http://www.miliarium.com/Proyectos/SuelosContaminados/ArchivosMemoria/ContaminantesSuelos.asp (Fecha de consulta: 19/03/15)    http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/345/preven.html (Fecha de consulta: 19/03/15)    

http://www.energiasolartermica.biz (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.miliarium.com/Bibliografia/Monografias/Energia/EnergiasRenovables/EnergiaSolarFotovoltaica.asp (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://web.ing.puc.cl/~power/alumno03/alternativa.htm#_¿Que_es_la_energía_eolica? (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.miliarium.com/ATECOS/HTML/Soluciones/Fichas/Diseno_bioclimatico.PDF (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.repsol.com/es_es/corporacion/complejos/tarragona/nuestro-compromiso/medio-ambiente/gestion-residuos/ (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.ecointeligencia.com/2013/03/economia-circular-y-sus-escuelas/ (Fecha de consulta: 18-03-2015)  http://www.funiber.org/areas-de-conocimiento/medio-ambiente-y-desarrollo-sostenible/gestion-integral-del-agua (Fecha de consulta: 18-03-2015)