Química ambiental
Estudio científico de las sustancias químicas y los fenómenos que ocurren en los lugares naturales.
Bolsas blancas llenas de piedras contaminadas se alinean en la costa cerca de un derrame de petróleo industrial en Raahe, Finlandia
Bolsas blancas llenas de piedras contaminadas se alinean en la costa cerca de un derrame de petróleo industrial en Raahe , Finlandia

La química ambiental es el estudio científico de los fenómenos químicos y bioquímicos que ocurren en lugares naturales. No debe confundirse con la química verde , que busca reducir la contaminación potencial en su origen. Puede definirse como el estudio de las fuentes, reacciones, transporte, efectos y destinos de las especies químicas en los entornos aire , suelo y agua ; y el efecto de la actividad humana y la actividad biológica sobre estos. La química ambiental es una ciencia interdisciplinaria que incluye la química atmosférica , acuática y del suelo , además de depender en gran medida de la química analítica y estar relacionada con la química ambiental y otras áreas de la ciencia.

La química ambiental implica, en primer lugar, comprender cómo funciona el medio ambiente no contaminado , qué sustancias químicas están presentes de forma natural en qué concentraciones y con qué efectos. Sin esto, sería imposible estudiar con precisión los efectos que los seres humanos tienen sobre el medio ambiente a través de la liberación de sustancias químicas .

Los químicos ambientales recurren a una variedad de conceptos de la química y de diversas ciencias ambientales para ayudar en su estudio de lo que le sucede a una especie química en el medio ambiente . Los conceptos generales importantes de la química incluyen la comprensión de las reacciones y ecuaciones químicas , las soluciones , las unidades , el muestreo y las técnicas analíticas . [1]

Contaminante

Un contaminante es una sustancia presente en la naturaleza en un nivel superior a los niveles fijados o que de otro modo no estaría allí. [2] [3] Esto puede deberse a la actividad humana y la bioactividad. El término contaminante se utiliza a menudo indistintamente con contaminante , que es una sustancia que afecta negativamente al medio ambiente circundante. [4] [5] Si bien un contaminante a veces es una sustancia presente en el medio ambiente como resultado de la actividad humana, pero sin efectos nocivos, a veces ocurre que los efectos tóxicos o nocivos de la contaminación solo se hacen evidentes en una fecha posterior. [6]

El "medio", como el suelo o un organismo como los peces, afectado por el contaminante o contaminante se denomina receptor , mientras que un sumidero es un medio químico o una especie que retiene e interactúa con el contaminante, como un sumidero de carbono , y sus efectos mediante microbios.

Indicadores ambientales

Las medidas químicas de la calidad del agua incluyen el oxígeno disuelto (OD) , la demanda química de oxígeno (DQO) , la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) , los sólidos disueltos totales (TDS) , el pH , los nutrientes ( nitratos y fósforo ), los metales pesados , los productos químicos del suelo (incluidos cobre , zinc , cadmio , plomo y mercurio ) y los pesticidas .

Aplicaciones

La Agencia de Medio Ambiente de Inglaterra , el Departamento de Recursos Naturales de Gales , la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos , la Asociación de Analistas Públicos y otras agencias ambientales y organismos de investigación de todo el mundo utilizan la química ambiental para detectar e identificar la naturaleza y el origen de los contaminantes. Estos pueden incluir:

Métodos

El análisis químico cuantitativo es una parte clave de la química ambiental, ya que proporciona los datos que enmarcan la mayoría de los estudios ambientales. [11]

Las técnicas analíticas comunes utilizadas para determinaciones cuantitativas en química ambiental incluyen la química húmeda clásica, como los métodos gravimétricos , titrimétricos y electroquímicos . Se utilizan enfoques más sofisticados en la determinación de metales traza y compuestos orgánicos. Los metales se miden comúnmente mediante espectroscopia atómica y espectrometría de masas : espectrofotometría de absorción atómica (AAS) y técnicas de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES) o espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Los compuestos orgánicos, incluidos los HAP , también se miden comúnmente utilizando métodos espectrométricos de masas, como cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC/MS) y cromatografía de líquidos-espectrometría de masas (LC/MS). La espectrometría de masas en tándem MS/MS y la espectrometría de masas de alta resolución/precisa HR/AM ofrecen una detección de subpartes por billón. Los métodos que no son MS que utilizan GC y LC con detectores universales o específicos siguen siendo básicos en el arsenal de herramientas analíticas disponibles.

Otros parámetros que se miden a menudo en la química ambiental son los radioquímicos . Se trata de contaminantes que emiten materiales radiactivos, como partículas alfa y beta, que suponen un peligro para la salud humana y el medio ambiente. Los contadores de partículas y los contadores de centelleo son los más utilizados para estas mediciones. Los bioensayos e inmunoensayos se utilizan para las evaluaciones de toxicidad de los efectos químicos en diversos organismos. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es capaz de identificar especies de bacterias y otros organismos a través del aislamiento y la amplificación de genes específicos de ADN y ARN y se muestra prometedora como una técnica valiosa para identificar la contaminación microbiana ambiental.

Métodos analíticos publicados

Las agencias gubernamentales [12] [13] y las organizaciones de investigación privadas han publicado métodos de prueba revisados ​​por pares . [14] Se deben utilizar métodos publicados aprobados al realizar pruebas para demostrar el cumplimiento de los requisitos reglamentarios .

Químicos ambientales destacados

Joan Berkowitz
Paul Crutzen ( Premio Nobel de Química, 1995 )
Philip Gschwend
Alice Hamilton
John M. Hayes
Charles David Keeling
Ralph Keeling
Mario Molina ( Premio Nobel de Química, 1995 )
James J. Morgan
Clair Patterson
Roger Revelle
Sherry Roland ( Premio Nobel de Química, 1995 )
Robert Angus Smith
Susan Solomon
Werner Stumm
Ellen Swallow Richards
Hans Suess
John Tyndall

Véase también

Referencias

  1. ^ Williams, Ian. Química ambiental: un enfoque modular . Wiley. 2001. ISBN  0-471-48942-5
  2. ^ "Glosario del Plan de Gestión de la Cuenca de Buzzards Bay". Archivado desde el original el 2016-10-09 . Consultado el 2006-03-23 ​​.
  3. ^ Sociedad Meteorológica Estadounidense. Glosario de meteorología Archivado el 20 de septiembre de 2011 en Wayback Machine.
  4. ^ Universidad Estatal de Carolina del Norte. Departamento de Ciencias del Suelo. "Glosario". Archivado el 18 de septiembre de 2014 en Wayback Machine.
  5. ^ Centro de Acción de Recursos Globales para el Medio Ambiente (GRACE). Nueva York, NY. Tabla sustentable: diccionario Archivado el 24 de agosto de 2012 en Wayback Machine.
  6. ^ Harrison, RM (editado por). Entender nuestro medio ambiente: una introducción a la química ambiental y la contaminación, tercera edición . Royal Society of Chemistry. 1999. ISBN 0-85404-584-8 
  7. ^ Briffa, Jessica; Sinagra, Emmanuel; Blundell, Renald (8 de septiembre de 2020). "Contaminación por metales pesados ​​en el medio ambiente y sus efectos toxicológicos en los seres humanos". Heliyon . 6 (9).
  8. ^ Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Washington, DC. "Protección de la calidad del agua frente a la escorrentía agrícola". Documento n.º EPA 841-F-05-001. Marzo de 2005.
  9. ^ EPA. "Protección de la calidad del agua frente a la escorrentía urbana". Documento n.º EPA 841-F-03-003. Febrero de 2003.
  10. ^ Sigel, A. (2010). Sigel, H.; Sigel, RKO (eds.). Organometálicos en el medio ambiente y la toxicología . Iones metálicos en las ciencias de la vida. Vol. 7. Cambridge: RSC Publishing. ISBN 978-1-84755-177-1.
  11. ^ vanLoon, Gary W.; Duffy, Stephen J. (2000). Química ambiental . Oxford: Oxford . pp. 7. ISBN. 0-19-856440-6.
  12. ^ "Métodos analíticos de la Ley de Agua Limpia". EPA. 27 de julio de 2022.
  13. ^ "Métodos de prueba de residuos peligrosos / SW-846". EPA. 15 de junio de 2022.
  14. ^ Eaton, Andrew D.; Greenberg, Arnold E.; Rice, Eugene W.; Clesceri, Lenore S.; Franson, Mary Ann H., eds. (2005). Métodos estándar para el análisis de agua y aguas residuales (21.ª ed.). Asociación Estadounidense de Salud Pública. ISBN 978-0-87553-047-5. También disponible en CD-ROM y en línea mediante suscripción.

Lectura adicional

  • Stanley E Manahan. Química ambiental . CRC Press. 2004. ISBN 1-56670-633-5 . 
  • Julian E. Andrews; Peter Brimblecombe ; Tim D. Jickells; Peter S. Liss; Brian Reid (25 de abril de 2013). Introducción a la química ambiental. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-68547-1.
  • René P Schwarzenbach, Philip M Gschwend, Dieter M Imboden. Química Orgánica Ambiental, Segunda edición . Wiley-Interscience, Hoboken, Nueva Jersey, 2003. ISBN 0-471-35750-2 . 
  • Libro de texto NCERT XI. [Unidad 14]
  • Lista de enlaces de Química Ambiental - de la Biblioteca Virtual WWW
  • Revista internacional de química analítica ambiental
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