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Bolsas blancas llenas de piedras contaminadas bordean la costa cerca de un derrame de petróleo industrial en Raahe, Finlandia
Bolsas blancas llenas de piedras contaminadas bordean 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 el aire , el suelo y el 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 relacionado con el medio ambiente y otras áreas de la ciencia.

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

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

Contaminante [ editar ]

Un contaminante es una sustancia presente en la naturaleza a un nivel superior a los niveles fijos o que de otro modo no estaría allí. [2] [3] Esto puede deberse a la actividad y bioactividad humana. El término contaminante a menudo se usa indistintamente con contaminante , que es una sustancia que tiene un impacto perjudicial en el medio ambiente circundante. [4] [5] Si bien un contaminante a veces se define como 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 u organismo como los peces afectados por el contaminante o contaminante se denomina receptor , mientras que un sumidero es un medio químico o especie que retiene e interactúa con el contaminante como el sumidero de carbono y sus efectos por microbios.

Indicadores ambientales [ editar ]

Artículo principal: parámetros de calidad ambiental del agua dulce

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

Ver también: Categoría: Indicadores de calidad del agua

Aplicaciones [ editar ]

La química ambiental es utilizada por la Agencia de Medio Ambiente en Inglaterra , 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 para detectar e identificar la naturaleza y la fuente de contaminantes. Estos pueden incluir:

  • Contaminación de la tierra por metales pesados ​​por la industria. Estos pueden luego transportarse a cuerpos de agua y ser absorbidos por organismos vivos.
  • HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos) en grandes masas de agua contaminadas por derrames o fugas de petróleo . Muchos de los HAP son cancerígenos y extremadamente tóxicos. Están regulados por concentración ( ppb ) mediante pruebas de laboratorio de cromatografía y química ambiental .
  • Los nutrientes se filtran de las tierras agrícolas a los cursos de agua, lo que puede provocar la proliferación de algas y la eutrofización . [7]
  • Escorrentía urbana de contaminantes que arrastra superficies impermeables ( carreteras , estacionamientos y tejados ) durante las tormentas de lluvia. Los contaminantes típicos incluyen gasolina , aceite de motor y otros compuestos de hidrocarburos , metales, nutrientes y sedimentos (suelo). [8]
  • Compuestos organometálicos . [9]

Métodos [ editar ]

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. [10]

Las técnicas analíticas comunes utilizadas para las determinaciones cuantitativas en química ambiental incluyen la química húmeda clásica, como los métodos gravimétrico , titrimétrico y electroquímico . Se utilizan enfoques más sofisticados en la determinación de trazas de metales y compuestos orgánicos. Los metales se miden comúnmente mediante espectroscopía atómica y espectrometría de masas : técnicas de espectrofotometría de absorción atómica (AAS) y emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES) o espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Los compuestos orgánicos, incluidos los HAP , se miden comúnmente también mediante métodos de espectrometría de masas, comoCromatografía de gases-espectrometría de masas (GC / MS) y cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC / MS). La espectrometría de masas en tándem MS / MS y la espectrometría de masas de alta resolución / precisión HR / AM ofrecen una subparte por billón de detección. Los métodos que no son de EM que utilizan GC y LC que tienen detectores universales o específicos siguen siendo elementos básicos en el arsenal de herramientas analíticas disponibles.

Otros parámetros que a menudo se miden en 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 se utilizan con mayor frecuencia para estas mediciones. Los bioensayos e inmunoensayos se utilizan para evaluar la toxicidad de los efectos químicos en varios organismos. La PCR de reacción en cadena de la polimerasa es capaz de identificar especies de bacterias y otros organismos a través del aislamiento y 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 [ editar ]

Los métodos de prueba revisados ​​por pares han sido publicados por agencias gubernamentales [11] [12] y organizaciones de investigación privadas. [13] Se deben utilizar métodos publicados aprobados al realizar pruebas para demostrar el cumplimiento de los requisitos reglamentarios .

Químicos ambientales notables [ editar ]

Joan Berkowitz
Paul Crutzen ( Premio Nobel de Química, 1993 )
Philip Gschwend
Alice Hamilton
John M. Hayes
Charles David Keeling
Ralph Keeling
Mario Molina ( Premio Nobel de Química, 1993 )
James J. Morgan
Clair Patterson
Roger Revelle
Sherry Roland ( Premio Nobel de Química , 1993 )
Robert Angus Smith
Susan Solomon
Werner Stumm
Ellen Swallow Richards
Hans Suess
John Tyndall

Ver también [ editar ]

  • Monitoreo ambiental
  • Parámetros de calidad ambiental del agua dulce
  • Química verde
  • Revista de química verde
  • Revista de Monitoreo Ambiental
  • Publicaciones importantes en química ambiental
  • Lista de métodos de análisis químico

Referencias [ editar ]

  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
  3. ^ Sociedad Meteorológica Estadounidense. Glosario de meteorología Archivado el 20 de septiembre de 2011 en la Wayback Machine.
  4. ^ Universidad Estatal de Carolina del Norte. Departamento de Ciencias del Suelo. "Glosario." Archivado el 18 de septiembre de 2014 en la Wayback Machine.
  5. ^ Centro de acción de recursos globales para el medio ambiente (GRACE). Nueva York, NY. Sustainable Table: Dictionary Archivado el 24 de agosto de 2012 en la Wayback Machine.
  6. ^ Harrison, RM (editado por). Comprensión de nuestro medio ambiente, introducción a la química y la contaminación ambientales, tercera edición . Real Sociedad de Química. 1999. ISBN 0-85404-584-8 
  7. ^ Agencia de protección del medio ambiente de Estados Unidos (EPA). Washington DC. "Protección de la calidad del agua de la escorrentía agrícola". Documento No. EPA 841-F-05-001. Marzo de 2005.
  8. ^ EPA. "Protección de la calidad del agua de la escorrentía urbana". Documento No. EPA 841-F-03-003. Febrero de 2003.
  9. ^ Sigel, A. (2010). Sigel, H .; Sigel, RKO (eds.). Organometálicos en Medio Ambiente y Toxicología . Iones metálicos en ciencias de la vida. 7 . Cambridge: publicación de RSC. ISBN 978-1-84755-177-1.
  10. ^ vanLoon, Gary W .; Duffy, Stephen J. (2000). Química ambiental . Oxford: Oxford . . pp  7 . ISBN 0-19-856440-6.
  11. ^ Métodos de la Ley de agua limpia de la EPA: "Directrices que establecen procedimientos de prueba para el análisis de contaminantes". Archivado el 1 de marzo de 2012 en el Código de Regulaciones Federales de Wayback Machine , 40 CFR Parte 136.
  12. ^ Métodos de la EPA bajo la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos (RCRA): "Métodos de prueba para evaluar desechos sólidos, métodos físicos / químicos". Documento No. SW-846. Febrero de 2007.
  13. ^ Clescerl, Leonore S. (Editor), Greenberg, Arnold E. (Editor), Eaton, Andrew D. (Editor). Métodos estándar para el examen de agua y aguas residuales (20ª ed.) Asociación Estadounidense de Salud Pública, Washington, DC. ISBN 0-87553-235-7 . Esta publicación también está disponible en CD-ROM y en línea. Archivado el 11 de febrero de 2016, en Wayback Machine mediante suscripción. 

Lectura adicional [ editar ]

  • Stanley E Manahan. Química ambiental . Prensa CRC. 2004. ISBN 1-56670-633-5 . 
  • Julian E Andrews, Peter Brimblecombe, Tim Jickells, Peter Liss, Brian Reid. Introducción a la química ambiental . Publicación de Blackwell. 2004. ISBN 0-632-05905-2 . 
  • Rene 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]

Enlaces externos [ editar ]

  • Lista de enlaces para Química Ambiental - de la Biblioteca Virtual de WWW
  • Revista Internacional de Química Analítica Ambiental