Yazmin Alejandra Zapata García
Iliana Margarita de la Garza Rodríguez
Edith Madaí Colunga Urbina
Judith Amador Hernández
Maestría en Ciencia y Tecnología Química
Facultad de Ciencias Químicas UAdeC
En la actualidad gracias a la química ambiental sabemos que existen 5 esferas ambientales; geosfera, hidrosfera, atmosfera, biosfera y antropósfera, las cuales se encuentran en constante interacción, afectándose unas a otras experimentando constantes intercambios de materia y energía, causando la contaminación ambiental (1)
La contaminación ambiental se refiere a la presencia en el ambiente de cualquier agente físico, químico o biológico o una combinación de varios agentes en lugares, formas y concentraciones tales que puedan ser nocivos para la salud, la seguridad o el bienestar de la población (2). A medida que van en aumento las necesidades de la vida en sociedad, el hombre ejerce su poder sobre la naturaleza deteriorando cada vez más el ambiente que lo rodea modificándolo de manera que pretende adecuar el medio modificándolo acorde a sus necesidades, siendo esto lo que diferencia la cultura humana de otros seres vivos. Las fuentes que generan contaminación de origen antropogénico más importantes son: fuentes fijas (Industrias, vertidos domésticos, etc.) y fuentes móviles (gases de combustión de vehículos de transporte terrestre, marítimo y aéreo) (3).
El desarrollo científico y tecnológico que la Humanidad ha experimentado principalmente en los últimos dos siglos, desde la Revolución Industrial hasta nuestros días, ha traído como consecuencia un grave desajuste en el equilibrio que existía entre el ambiente y el Hombre. Día a día, se liberan numerosas sustancias químicas, tanto orgánicas como inorgánicas, a los tres compartimentos ambientales (agua, suelo y aire), lo que provoca una grave exposición a éstos tanto de los seres humanos como de otros organismos, impactando negativamente los diferentes ecosistemas.
Particularmente, la contaminación química es una de las principales causas de enfermedades del tracto digestivo, infecciones oculares, respiratorias, renales, enfermedades cardiovasculares y cánceres en el ser humano. Por ello, tanto a nivel nacional como internacional, existen normas oficiales que establecen los límites máximos permitidos de contaminantes considerados como prioritarios y directamente relacionados con actividades antropogénicas, con el fin de tratar de controlar su presencia en el ambiente.
Dentro de los contaminantes químicos encontramos los elementos traza, radionúclidos, fármacos, metales pesados entre otros. (4) El término de “metales pesados” hace referencia a elementos químicos caracterizados por su densidad mayor a la del agua 4 g/cm3 hasta 7 g/cm3 siendo tóxicos para la salud humana ya que se sedimentan y llegan a entrar en la cadena trófica. (5)
En la actualidad muchos metales pesados son incorporados a gasolinas, aditivos, conservadores entre otros; que cuando estos productos son utilizados comúnmente terminan como residuos en aguas incorporándose en los sistemas acuáticos y pueden llegar a causar el fenómeno de eutrofización. (Ver figura 2).
Por ello, es de vital importancia llevar a cabo estudios de diagnóstico y posteriormente de monitoreo ambiental, que permitan evaluar la calidad del ambiente al que se ven expuestos diariamente los habitantes de grandes ciudades como Saltillo. Sólo así puede establecerse de manera certera el riesgo ambiental al que es expuesta la población, especialmente si se trata de menores de edad, adultos mayores o personas inmunodeprimidas.
En el caso de Saltillo, Coahuila, su crecimiento demográfico y urbanización, así como la globalización de actividades económicas en áreas como la industria y comercio, ha provocado el incremento en el consumo de combustibles como gasolinas, diésel, aditivos y aceites lubricantes, así como el incremento de accidentes durante el almacenamiento, transporte y trasvase de dichas sustancias (derrames y/o fugas). Aún más, la disposición ilegal de residuos asociados a tales combustibles ha contribuido a la contaminación de los suelos y cuerpos de agua por metales pesados (Cr, Cu, Fe, Pb, Mn, Hg, Ni y Zn) e hidrocarburos de distinto peso molecular, encontrándose en Coahuila sitios abandonados y/o ilegales con residuos peligrosos como aceites gastados provenientes de talleres mecánicos, hidrocarburos, metales, etc. que ponen en peligro la integridad de los habitantes de nuestro estado.
La contaminación del atmosfera es otro de los problemas ambientales que hemos estado presenciando últimamente, problema que día con día toma mayor importancia debido a la cantidad de contaminantes presentes en dicha matriz ambiental. La principal fuente de contaminación del aire en las ciudades son las emisiones vehiculares, las cuales aportan considerables cantidades de cloruros (Cl–), óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de azufre (SO2–) y partículas suspendidas menores o iguales a PM 2.5 (partículas finas, se define como la materia en partículas con diámetro aerodinámico menor de 2.5 µm). La dispersión de dichos contaminantes en el aire se ve afectada por parámetros meteorológicos y climatológicos tales como: la velocidad y dirección del viento, humedad relativa, temperatura; las también depende de las características geográficas. Así mismo, se sabe que muchos de los contaminantes primarios (aquellos procedentes directamente de las fuentes de emisión, por ejemplo: plomo (Pb), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOx), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos (HC), material particulado, entre otros) emitidos a la atmósfera reaccionan de diversas formas, en donde se destacan las reacciones fotoquímicas y las de oxidación. (6)
El análisis de aire se puede realizar de diversas maneras, existe una amplia gama de muestreos utilizados para este tipo de análisis como lo son: muestreo activo, muestreo pasivo, muestreo con bio-indicadores, muestreo automático, muestreo óptico de percepción remota, entre otros. El muestreo pasivo consiste en colectar un contaminante específico por medio de su adsorción y/o absorción en un sustrato químico seleccionado. Después de su exposición por un periodo adecuado de muestreo, que puede variar desde una hora hasta meses o inclusive un año, la muestra se regresa al laboratorio donde se realiza la desorción del contaminante para ser analizado cuantitativamente. Los equipos utilizados se conocen como muestreadores pasivos que se presentan en diversas formas y tamaños, principalmente en forma de tubos o discos. Algunas de las ventajas que nos ofrece este muestreo son: la simplicidad en la operación y bajo costo (no requiere energía eléctrica) pero presentan el inconveniente de que no aún no han sido desarrollados para todos los contaminantes, sólo proporcionan valores promedios con resoluciones típicas semanales o mensuales; no tienen gran exactitud, en general requieren de análisis de laboratorio. (7)
Existen diversas tecnologías para la caracterización de la contaminación ambiental por contaminantes químicos como los son los metales pesados e hidrocarburos, dentro de las técnicas analíticas para la cuantificación de metales pesados destaca entre otras técnicas el uso de la Espectroscopia de Absorción Atómica por Flama, ya que es una técnica que ha demostrado su exactitud y eficiencia para estas determinaciones independientemente de la matriz en la que se encuentra la muestra.
En tanto la espectrofotometría de fluorescencia molecular es una técnica utilizada principalmente en la industria farmacéutica y de alimentos, a pesar de eso actualmente existe literatura sobre la aplicación de esta técnica en la determinación de hidrocarburos pesados en aguas y suelos.
Entre los contaminantes que se encuentran comúnmente destacan los hidrocarburos aromáticos poli cíclicos (HAP), incluido en el grupo, los contaminantes prioritarios (POP) de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) y la Unión Europea (UE). Su amplia ocurrencia se debe principalmente a la formación y liberación durante la combustión incompleta de la materia orgánica. Estos compuestos han sido descritos como muta génicos, carcinogénicos y terato génicos (8)
La movilidad de los HAPs en el medio ambiente depende de las propiedades de cada uno de ellos, cuán fácilmente se disuelven en el agua y cuán fácilmente se evaporan en el aire. Por lo general, los HAPs no se disuelven fácilmente en el agua. Teniendo en cuenta las propiedades fisicoquímicas de los HAPs se espera que se adsorban sobre los sólidos en suspensión y sobre los sedimentos en el ecosistema acuático. (9)
En general, los HAPs de más elevado peso molecular se adsorben más fuertemente que aquellos de más bajo peso molecular. Las fuentes de HAPs pueden ser de origen natural (biogénico) o de origen antropogénico. Por tanto, los combustibles fósiles, las actividades volcánicas y los incendios forestales corresponden al primer caso, mientras que, los procesos de incineración de residuos, incendios agrícolas, generación de energía, los procesos de transformación, transporte, derrames y principalmente combustión de combustibles fósiles y sus derivados están entre las principales fuentes de origen antropogénico (10)
Por lo anterior es muy importante caracterizar químicamente gasolinas, diésel, aditivos y aceites lubricantes mediante metodologías analíticas como la espectrofotometría de absorción atómica y espectrofotometría de fluorescencia molecular, para evaluar el impacto de los metales pesados en el ambiente, ya que sólo así puede establecerse de manera certera el riesgo ambiental al que es expuesta la población, especialmente si se trata de menores de edad, adultos mayores o personas inmunodeprimidas.
Referencias
- Stanley E. Manahan. (Traducción de Ivette Mora Leyva). Introducción a la química ambiental. Editorial Reverté. Pág. 3 (2007)
- Ley general del equilibrio ecológico y protección al ambiente es su artículo tercero fracción VI. Titulo primero.
- Enkerlin, Ernesto C.; Cano, Gerónimo; Garza Raúl A.; Vogel, Enrique. Ciencia Ambiental y Desarrollo Sostenible. Internacional Thomson Editores. México. (1997)
- Manahan Stanley. Introducción a la química analítica ambiental. Primera edición página 401. (2007)
- EPA- US. United States Environmental Protection Agency. (2006)
- Cheng, CH. Horng, Y. Lin. Characteristics of Atmospheric Aerosol and Acidic Gases from Urban and Forest Sites in Central Taiwan. Bull Enviromental Contamination Toxicology, 79, 674-677 (2007)
- Moorcroft MJ, Davis J, Compton RG Talanta 54:785. (2001)
- Fiscinia A, Vidal E, Paz A, Beretta M. Determinación de hidrocarburos poli cíclicos aromáticos en sedimentos del rio San Francisco, Brasil, Revista Electrónica de Gestar e Tecnología Ambientais, Volumen 2 (1), pág. 122-137 (2014)
- Gómez H, del valle M, Galarraga R, Hernández F, Roschman A, Escalona A, Bio monitoreo activo de hidrocarburos aromáticos poli cíclicos en el aire del valle de Caracas-Venezuela empleando el liquen Parmotrema sancti-angelii; Revista Internacional de Contaminación Ambiental. V 29 (4) (2013)
- Vargas, M, et al. (Equivalentes tóxicos de hidrocarburos Aromáticos políciclicos en partículado atmosférico en 2013) Valencia, Venezuela. Acta toxicol. argent. 2013, vol.21, n.2, pp. 69-77 (2013)
