Buenos días, vamos a realizar esta nueva sesión de la asignatura de
bases químicas del medioambiente y vamos a continuar donde lo dejamos la
última vez, en el tema 10 del agua en el medioambiente. Y nos habíamos
quedado en contaminantes inorgánicos. Hablando de la contaminación del
agua, los contaminantes inorgánicos provienen de desechos domésticos,
agrícolas e industriales que contienen distintas sustancias disueltas. Voy
a subir un poco el volumen, ahora quizás un poco mejor. Y entre estos
contaminantes están las sales metálicas solubles como los cloruros,
sulfatos, nitratos, fosfatos y carbonatos. También los desechos de ácidos
y bases y gases tóxicos disueltos, tales como el dióxido de azufre, el
amoníaco, el sulfuro de hidrógeno y cloro. Estos ácidos, por ejemplo,
son mortales para la vida acuática y originan la corrosión de los
metales. ¿De acuerdo? Hay que hacer especial mención a la contaminación
de metales pesados, como el cadmio, plomo y mercurio. Son los
contaminantes. Son los contaminantes más nocivos, ¿no? A su vez, tenemos
otros residuos tóxicos y peligrosos, además de estos tres metales, como
el acénico, antimonio, virilio. Y tienen las características de que son
persistentes en el ambiente y no son degradables, sino que se acumulan. El
cadmio tiene la propiedad que es similar al zinc y se obtienen productos
secundarios del mismo. Se usan pigmentos, baterías, aditivos... Y producen
una destrucción de los tejidos, alteración de actividades catalíticas,
hipertensión, enfermedades cardíacas, etc. El plomo proviene de fuentes
naturales, como la galena, que es el sulfuro del plomo, carburantes,
tuberías antiguas, pigmentos de pintura... Tienen efectos en la salud muy
importantes, como disfunciones en riñones, hígado, aparato reproductor,
cerebro... Se excreta, pero partes y fijan los huesos. Por su semejanza al
calcio, ambos son iones divalentes. El mercurio se encuentra como trazas en
minerales, en vertidos de laboratorios, industrias farmacéuticas, pilas...
Tiene efectos muy nocivos para la salud, trastornos neurológicos e incluso
la muerte. Es metal venenoso. Tóxico en forma metálica y también
combinado. Ya que se convierte en el oxígeno. En mercurio metálico que se
va acumulando en los tejidos grasos y entra en la cadena alimentaria. Los
contaminantes orgánicos son compuestos que contienen carbono, provienen
también de desechos domésticos, agrícolas e industriales. Entre ellos
están los desechos de seres humanos y animales, del procesado de
alimentos, desechos de mataderos, compuestos químicos industriales y
disolventes, aceites, breas, tintes y compuestos químicos sintéticos como
los plásticos y los pesticidas. Los contaminantes orgánicos tienden a
agotar el oxígeno del agua y también pueden ser tóxicos para la vida
acuática. Dada la importancia del impacto ambiental de algunos
contaminantes orgánicos, esto lo veremos en el último tema. Entre los
más perjudiciales, como consecuencia de encontrarse en gran cantidad, cabe
destacar los jabones, los detergentes y las purinas. Bien, empecemos con
los jabones que son sales alcalinas de los ácidos grasos de 16-18 átomos
de carbono habitualmente y se obtienen por saponificación de una grasa con
una base fuerte. Aquí tenéis la reacción de la grasa, la triesterina,
¿no?, de glicerina con hidróxido de sodio para producir el glicerol o
glicerina y el esterato sódico. ¿Vale? Vemos que la molécula de jabón
tiene una cadena larga hidrocarbonada, hidrofóbica, repelente al agua y
una terminación iónica que tiene afinidad al agua, hidrofílica y soluble
al agua. Es, por lo tanto, unas moléculas anfifílicas, dos propiedades
distintas a la vez. Así pues, la molécula de jabón no es soluble en
agua. Sin embargo, forma micelas las cuales están formadas por moléculas
de jabón con cadenas hidrocarbonadas agrupadas y con terminaciones
iónicas hacia afuera contractando con el agua. Aquí tenéis la imagen,
¿vale? Los jabones son surfactantes, sustancias que disminuyen la tensión
superficial del agua porque rompen los enlaces de hidrógeno en la
superficie. Los detergentes. Los detergentes son sulfonatos de cadena larga
en forma de sales sódicas. Los nuevos detergentes biodegradables presentan
cadenas alquílicas no ramificadas. Contaminan no sólo por el principio
activo sino también por los coadyuvantes, reforzadores, aditivos que se
utilizan como antiespumantes, blanqueadores, etcétera. Los coadyudantes.
Son los pirofosfatos, se transforman por reacciones de hidrólisis a
hidrogenofosfatos y su contenido en fósforo es muy importante, produce la
eutrofización de las aguas. Es decir, un crecimiento exagerado, anómalo
de las algas por esos nutrientes en exceso. Las purinas. Son deyecciones
excretadas por el ganado. La composición de las purinas es muy
heterogénea dependiendo de la especie, edad, tipo y sistema de
alimentación. Sistema de limpieza, estado sanitario y fisiológico del
animal. Pero a grandes rasgos la composición media de las purinas es de
materia orgánica entre un 55% y un 65%. El nitrógeno de un 4 a un 6. El
fosfato de un 3,5 a un 6. Óxido de magnesio de 0,5 a 2. Óxido de calcio
de 2,5 a 6,5. La mejor solución para las purinas es el compostaje que
consiste en someter estos residuos a una fermentación aeróbica y
termofílica para obtener un producto que denominamos compost que por
poseer un alto contenido en agua y fertilizante posee unas características
óptimas para su utilización en cultivos agrícolas. Aunque contienen
algunos elementos que pueden resultar nocivos para determinados cultivos.
Sin embargo las principales técnicas de tratamiento de las purinas se
basan en digestión anaeróbica, es decir en ausencia de oxígeno con
formación de biogás. Mediante la aplicación de estos procesos se
transforma un residuo problemático como son las purinas en un fertilizante
agrario de gran calidad de tal modo que el aporte de nutrientes al terreno
y a la planta es el apropiado. Evita foto-oxidaciones, oxidación tóxica
de compuestos tóxicos como radicales o peróxidos en las plantas, no
contamina ni el terreno ni las aguas subterráneas por presencia de
nitritos y no aporta metales pesados ni microorganismos. El problema radica
en que su tratamiento es muy costoso. El petróleo. Bueno, el principal
problema del petróleo son los accidentes de los barcos petroleros.
Transporte de crudo a grandes distancias. Recordad que hay un gran tráfico
digamos de petroleros en los distintos mares y aquí tenéis por ejemplo en
el caso del estrecho de Gibraltar el número de petroleros anuales que lo
atraviesa. Pensemos ahora en los contaminantes radiactivos que se generan
en centrales nucleares. Tienen fuentes naturales de radioisótopos,
industria, investigación, aplicaciones médicas. Tienen una vida muy
larga. Los radioisótopos de vida media-intermedia son los más peligrosos
por su persistencia y alta actividad. Los radioisótopos de vida
media-corta también son muy peligrosos por su rápida desintegración con
gran actividad. Los contaminantes biológicos, pues podemos hablar de las
bacterias que producen enfermedades como el tifus, la disentería y el
cólera. Los virus como la hepatitis, los protozoos, etc. Es muy importante
la desinfección de aguas para el consumo humano. El término
eutrofización deriva del griego significa bien alimentado y describe la
condición de lagos y reservas de agua con exceso crecimiento de algas. Lo
que puede provocar un severo deterioro de la vida acuática. Los nutrientes
que van incorporando en las aguas residuales llegan al lago y se empieza a
acumular una gran cantidad de biomasa de plantas por fotosíntesis, lo que
hace descender la biomasa animal ya que va muriendo y se va depositando en
el fondo del lago y se va pudriendo reciclando a su vez nutrientes como
fósforo, nitrógeno y potasio. Si el lago no es demasiado profundo,
entonces las raíces de las plantas empiezan a crecer acelerando la
acumulación de materia sólida convirtiéndose en una pradera o un bosque
dependiendo de la extensión del lago. Los organismos que viven en el agua
están adaptados sólo en ciertos rangos de acidez y salinidad. Las
actividades humanas pueden incrementar la acidez y la salinidad por
ejemplo, los contaminantes ácidos provenientes del drenaje de minas donde
tenemos la pirita, la cual se oxida ácido sulfúrico y nos puede generar
la lluvia ácida a partir de óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre. La
salinidad que puede aumentar por los desechos de las pilas, las
filtraciones de fertilizantes con iones sodio, calcio y magnesio y que al
evaporarse el agua dejan áreas con altas concentraciones de sales. Por
ejemplo, un claro ejemplo de aumento de salinidad es el mar muerto donde
tenemos unas concentraciones de 300 gramos por litro. Para estudiar la
calidad de las aguas según sea su destino es necesario analizar diferentes
parámetros que pueden ser de carácter físico-químico como la
temperatura, turbidez, características organopépticas como es el olor,
sabor, textura, etc. y la conductividad. Y otras de carácter químico como
la salinidad o dureza, el pH que mide la acidez o alcalinidad, el oxígeno
disuelto y medidores de materia orgánica y de materia inorgánica como es
la demanda bioquímica de oxígeno y la demanda química de oxígeno.
También de carácter radiativo como pueden ser medidas individuales de
radiaciones alfa y beta de carácter microbiológico para la presencia de
bacterias, virus y hongos. Nos centramos en la demanda bioquímica de
oxígeno que es una medida cuantitativa del nivel de los desechos
orgánicos del agua que requieren oxígeno para su desintegración. Se
prensa siempre en partes por millón ppm de oxígeno y se determina
midiendo la reducción en un periodo de 5 días del oxígeno que se
disuelve en una muestra de agua mantenida a 20 grados y pH neutro. El agua
con una alta demanda bioquímica indica que posee una contaminación
orgánica significativa. Se considera contaminada cuando es superior a 5
ppm. El agua potable normalmente tiene una demanda bioquímica de 0,75 a
1,5 ppm de oxígeno. La demanda química de oxígeno emite la cantidad de
materia contenida en el agua que es susceptible de oxidación química. En
esta medida el oxidante es un agente químico como puede ser el dicromato
de potasio, el permanganato de potasio en medio ácido o sus sales
sódicas. Es una oxidación rápida y da idea de la cantidad de sustancias
orgánicas e inorgánicas susceptibles de oxidación que existe en el agua.
A pesar de que se utilizan estos oxidantes el resultado se expresa también
en mg por litro ppm de oxígeno y representa la cantidad de oxígeno
equivalente al oxidante químico. Utilizado en la determinación. Aquí
tenéis la reacción de oxidación del oxígeno. Fijaos que por cada mol se
transfieren 4 electrones por lo que el peso equivalente del oxígeno sería
32 que es la masa molecular partido por 4, 8 gramos es un equivalente de
oxígeno. La relación entre la demanda bioquímica y la demanda química
de oxígeno da una idea de la naturaleza de los contaminantes orgánicos
existentes en el agua. Por ejemplo, si esta demanda es mayor de 0,6 indica
la presencia de contaminantes orgánicos biodegradables pero si es menor de
0,2 presencia de contaminantes no biodegradables. Tratamiento del agua. El
tratamiento de purificación del agua puede llevarse a cabo principalmente
con pistas al consumo doméstico, aplicaciones industriales, a reciclar o
desechar aguas residuales. En el consumo doméstico interesa que el agua
esté desinfectada y tenga un nivel adecuado de sales minerales. Como
decía también puede tener aplicaciones industriales y reciclar o desechar
aguas residuales. En el uso doméstico debe ser completamente desinfectada
para eliminar los microorganismos causantes de enfermedades. Y debe
contener ciertos niveles de sales minerales. Aquí tenéis una imagen, un
esquema en el que se lleva a cabo una planta potabilizadora en un
municipio. El agua procedente de los ríos, manantiales u otras fuentes
está contaminada por bacterias, lodos, minerales. El primer paso es
airearla para eliminar los compuestos volátiles como el ácido
sulfídrico, CO2, metano, sustancias olorosas y por otro lado, oxidar el
hierro 2 soluble al hierro 3 insoluble. Después se adiciona cal en forma
de óxido de calcio o hidróxido de calcio para elevar el pH y de esta
forma precipitar los iones calcio y magnesio en la primera piscina. Otros
compuestos permanecen en suspensión y para decantarlos se requiere la
ayuda de coagulantes como los que se consigue por sedimentación. Este tipo
de sustancias a su vez se añade CO2 para bajar el pH demasiado básico por
la cal, el agua por último se clora, se filtra y se distribuye como agua
potable. Sin embargo, el agua para uso industrial su tratamiento es
diferente según la utilización que se vaya a dar. No es lo mismo utilizar
agua para procesos alimentarios el cual requerirá eliminar ciertas
sustancias corrosivas Para cuestiones alimentarias hay que eliminar
patógenos y sustancias tóxicas pero si se va a utilizar para enfriamiento
de una máquina bastaría eliminar las sustancias corrosivas. Existen tres
tipos de tratamiento primario, secundario y tercero para las aguas negras
cuyo objetivo es reducir la demanda bioquímica de oxígeno. ¿En qué
consiste el tratamiento primario? En el cribado para separar los objetos
grandes en primer lugar desarenado por sedimentación de materiales pesados
y arena la sedimentación de lodos y formación de espumas grasas y aceites
el paso del agua al ambiente o al tratamiento secundario. Muchas veces el
agua se reduce a único tratamiento primario por el coste pero si va a
tener uso doméstico interesa un tratamiento secundario para reducir la
demanda bioquímica y la demanda química de oxígeno. Desde el tratamiento
primario las aguas pasan al tanque de aireación donde las bacterias
descomponen los desechos orgánicos formando el lodo activado. Estamos
haciendo un proceso biológico. La demanda bioquímica entonces es
aproximadamente un 90% más bajo que antes de este tratamiento. El
tratamiento terciario se utiliza para eliminar contaminantes orgánicos
como los olfatos, los nitratos, excesos de sales minerales. No se utiliza
con frecuencia porque es excesivamente caro. Se utiliza este para devolver
lo más pura posible el agua al medio ambiente. Vamos a hablar de la
desinfección del agua. El cloro es el desinfectante más utilizado para
eliminar bacterias del agua. El cloro se adiciona al agua sufre una auto
oxidación reducción rápidamente según lo que tenéis aquí a
continuación generando el ácido hipocloroso y el ión cloruro. También
se utiliza no sales del ácido hipocloroso como el hipoclorito de calcio.
Otros desinfectantes también utilizados son el ácido clorhídrico que es
muy efectivo contra las bacterias y también el ozono efectivo contra los
virus. El problema que tiene es que tiene una baja solubilidad en agua lo
que limita su poder desinfectante. El ozono se descompone en oxígeno
molecular. Para el consumo humano una técnica de gran importancia es la
desalinización del agua del mar y es una técnica que cada vez se está
perfeccionando ya que el mar es una fuente importante de agua. Los
principales procedimientos para desalinizar es la destilación, sistemas de
membranas, congelación. Los procesos más extendidos son los que emplean
sistemas de membranas selectivas, la electrodiálisis y la ósmosis
inversas. El primero de los métodos consiste en instalar unas membranas
permeables selectivas catiónicas y aniónicas bajo el efecto de una
corriente eléctrica por unos de los electrolitos existentes liberando el
agua de las sales. El proceso de ósmosis inversa que es habitual en los
desalinizadores de principios similares al anterior es uno de los más
extendidos hoy en día por sus altos rendimientos aunque aquí hay que
tener en cuenta que estos equipos producen digamos una desalinización de
29,5%. El problema que plantea una desaladora esto hay que tener muy en
cuenta es que son grandes consumidores de energía y por tanto emiten a la
atmósfera grandes cantidades de CO2 además de los vertidos de salmuera al
moar. Por último las reutilizaciones recicladas del agua están siendo
aplicadas con más frecuencia debido a cada vez mayor la demanda de
provisión de la misma porque cada vez los procesos de tratamiento del agua
son mejores. No es lo mismo reciclado que reutilización. La reutilización
ocurre cuando un usuario la vierte a un río y es utilizada de nuevo por
otro, sin embargo el reciclado tiene un uso intermedio como por ejemplo en
una planta donde se utiliza vapor de agua y esta se condensa para volver a
convertirla en vapor. El agua se recicla o se reutiliza para muchos usos
posteriores irradiación de campos cosechas etcétera. Bien vamos ahora a
pasar a la grabación T9 os quería poner primero la grabación T9 ¿no?
del año pasado que tiene un gran número de problemas del tema 10 y del
tema 11 esta grabación T9 lo digo porque os recomiendo encarecidamente
hacer los ejercicios y que entréis y lo miréis por favor. La P del tema
10 por ejemplo, vamos a verla dice aquí el agua por eso industrial en
enfriamiento de máquinas se somete a tratamientos primero, segundo y
terciario esto es falso basta eliminar sustancias corrosivas lo hemos visto
hace un momento el tratamiento primario en una estación depuradora de agua
rebaja la contaminación utilizando tratamientos biológicos no, ya hemos
dicho que no cribados, sedimentación no esto es falso la demanda
bioquímica de oxígeno en un agua residual que contiene 46 malas es de 96
pues sí, esto sí que es verdad aquí tenéis la reacción de combustión
o degradación del etanol fijaos que la masa molecular del etanol es de 36
y la masa molecular del oxígeno es 32 pero la relación es 1 es a 3 si yo
parto de 46 miligramos de etanol por litro yo sé que se combina 96
miligramos de oxígeno 32 por 3 por cada 36 miligramos de etanol por lo
tanto se necesitan 96 miligramos de oxígeno por litro o 96 ppm 96 ppm el
problema que plantean las desaladoras es su bajo rendimiento industrial no,
ya hoy en día hay de alto rendimiento industrial sino el problema es gran
consumo de energía, emisiones de CO2 sal muera el nitrógeno y el fósforo
constituyen un grupo de contaminantes del agua al que se denomina
nutrientes efectivamente nitratos y fosfatos la demanda bioquímica y la
demanda química son parámetros útiles para medir la cantidad de materia
orgánica existente eso es verdad, además la demanda química permite
determinar la materia inorgánica ¿de acuerdo? bien, ahora me vais a
permitir que os ponga aquí estos son los problemas que cayeron el año
pasado del tema 10 no, este no es bueno, este es otro archivo muy
interesante que tenéis ejercicios del equipo docente del tema 10 y tema 11
al final de la sesión si tenemos tiempo os los pondré y sino mirarlos es
muy interesante estaba interesado en preguntas de exámenes no quería
abriros este archivo de preguntas de exámenes del tema 10, 11 y 12 vamos a
por lo menos a mirar del tema 10 no primero aquí lo tenemos esto cayó el
año pasado cuál será la demanda bioquímica de un agua residual que
contiene 200 miligramos de glucosa y nos dan la fórmula de la glucosa y su
masa molecular fijaos escribimos la reacción de degradación de
combustión de la glucosa con oxígeno que nos genera CO2 más agua esto
hay que saberlo ya entonces la igualamos tenemos que poner un 6 en el CO2,
un 6 en el agua y por último un 6 en el O2 y si nosotros partimos de 0,2
gramos de glucosa por litro no de agua H2O nos faltaría aquí poner el
oxígeno del agua entonces pasamos a moles o podríamos hacer una relación
en masa pero aquí le he pasado a moles un mol de glucosa 180 gramos la
relación es 1 es a 6 moles y la masa molecular del oxígeno 32 también
podría haber puesto 180 es a 6 por 32 el factor de conversión como
habéis visto en el anterior ejemplo como queráis lo pasamos por último a
miligramos por ejemplo en ppm y sale 213 que podríamos haber partido de
los 200 miligramos y haber hecho un factor de conversión de 6 por 32
partido 180 y se acabó, ya habríamos acabado pues también tan sencillo
como esto y ya con un factor de conversión hubiéramos tenido el resultado
del problema ya hecho es decir lo voy a escribir si queréis 200 miligramos
por litro yo pondría aquí 6 por 32 miligramos de O2 es a 180 miligramos
de glucosa y ya tendríais directamente el resultado ¿cuál es la dureza
del agua que contiene 11,2 por 10 al menos 2 gramos de ion calcio en 1400
mililitros de agua? bueno, pues ahora aquí lo que hacemos es ver esa
concentración en gramos por litro y recordad que la dureza del agua se
expresa en ppm de carbonato de calcio, no de ion calcio entonces
transformamos los gramos de ion calcio a moles con la masa atómica del
calcio que es 40 sabemos que por cada mol de ion calcio hay un mol de
carbonato de calcio porque la relación es 1 es a 1 y sabemos que la masa
molecular del carbonato de calcio 40 más 12 más 16 por 3 es 100 una vez
que tenemos esos gramos de carbonato de calcio lo pasamos a miligramos un
gramo son 1000 miligramos y tendríamos 200 ppm 200 miligramos de carbonato
de calcio por litro una pregunta más dice aquí ¿cuál de las siguientes
afirmaciones es correcta? el agua con una baja demanda indica que posee
baja carga de contaminación orgánica el agua con alta pues la A está
claro si tiene baja demanda bioquímica que tiene poca contaminación
orgánica en un nivel bajo de oxígeno indica que está poco contaminado
eso es malo, eso no es verdad porque un nivel bajo de oxígeno quiere decir
que se ha consumido debido a la contaminación en el tratamiento primario
se utilizan microorganismos esto es falso también el tratamiento primario
es el cribado ¿de acuerdo? bueno esos son del tema 11 vamos a meternos
ahora a empezar el tema 11 aquí está vamos a hablar de la química del
suelo bueno el sustrato para la vida de las plantas y los animales se
encuentra en la zona de contacto entre la atmósfera y la hidrosfera donde
tienen lugar los intercambios de energía y materia aquí lo tenéis la
composición del suelo es baja y variable de unas zonas a otras lo que
destaca la presencia de componentes muy activos y constituyen las
fracciones fluidas, gases, disoluciones del suelo, los coloides, humus,
arcillas elevado a un gran número de microorganismos presentes esto
explica la rápida capacidad de respuesta de los suelos frente a la
modificación del medio la capa superior de la superficie de la tierra
está formada por degradación de rocas acumulación de materia orgánica
como veis, agua aire y actividad de organismos ¿de acuerdo? ¿qué ocurre?
¿qué es la meteorización? consiste en la desintegración de la roca en
la superficie terrestre y la formación de un manto tenemos la
meteorización física sin afectar a la construcción química la
meteorización química por reacciones químicas descomposición de la roca
la meteorización biológica por actividad la ruptura de la roca por
actividad de organismos es un recurso no renovable por su lenta formación
pérdida de su capacidad de producción como consecuencia de distintos
factores que son naturales o debido al hombre la erosión la desertización
la acidificación la salinización o alcalinización la contaminación la
pérdida de materia orgánica la compactación el sellado estos son efectos
tiene como hemos dicho previamente una composición compleja y variable
según las zonas y tiene un número reducido de elementos aquí veis los
más habituales oxígeno, silicio ya ocupan prácticamente el 70% ya en
mucha menor proporción el aluminio, el hierro el calcio, el sodio, potasio
y magnesio que representa digamos el 20% aproximadamente minerales bueno
los silicatos que tenemos los minerales no silicios se encuentran la unidad
básica es el SiO4- ionoortosilicato se encuentran aislados en estructuras
poliméricas cadenas, láminas y redes tridimensionales el compuesto más
sencillo de silicio es la sílice SiO2 los aluminosilicatos se sustituyen
algunos átomos de silicio por aluminio vale los carbonatos principalmente
carbonato de calcio compuesto poco soluble en agua que se solubiliza en
presencia de SiO2 siendo el carbonato de calcio no con SiO2 y agua para dar
el bicarbonato de calcio tenemos la formación de estalactitas y
estalagmitas la formación de estalactitas y estalagmitas en las rutas se
debe a un proceso inverso a la reacción que tenéis aquí escrita cuando
el agua que lleva disuelto el bicarbonato llega al techo de una gruta el
agua se va evaporando lentamente y parte del SiO2 se escapa de la
disolución formando nuevamente carbonato de calcio que precipita otros
compuestos de gran importancia abundantes son los óxidos principalmente
los de hierro que dan típica coloración ocre o rojiza en función de su
estado de oxidación y en menor proporción los óxidos de magnesio,
titanio aluminio y también de zinc la fracción orgánica aunque presenta
un porcentaje pequeño es de vital importancia para la fertilidad de las
plantas procede principalmente de los residuos vegetales en diferentes
grados de descomposición y se denomina humus está formada principalmente
por ácidos húmicos y ácidos fúlbicos sustancias poliméricas que
contienen numerosos grupos hidrosilos grupos ácidos aminos, cetos mercapto
e incluyen también moléculas de agua regulando así el grado de humedad
del suelo aquí tenéis la estructura de ácidos fúlbicos y de ácidos
húmicos el pH óptimo para tener un suelo para que sea fértil está entre
6 y 7 este intervalo de pH es el más adecuado para el crecimiento de las
plantas puesto que es cuando los nutrientes están a las concentraciones
aptas para ser asimilados los suelos de regiones caracterizadas por
soportar abundantes lluvias son susceptibles de acidificarse puesto que se
produce una fuerte lesiviación que elimina los aniones básicos de los
horizontes del suelo por el contrario en los suelos áridos la lesiviación
es muy baja y además existe una elevada evaporación que provoca la
ascensión de sustancias disueltas produciendo depósitos salinos que se
acumulan en las capas superficiales esto da lugar a una salinización del
suelo y por lo tanto a un incremento del pH las causas principales de la
acidificación son las precipitaciones ácidas adiciones de materia
orgánica a partir de residuos vegetales utilización de fertilizantes
oxidación de la pirita en suelos piríticos disolución del CO2
asimilación de nutrientes produce cambios de la composición reaccionando
en primer lugar los carbonatos para transformarse en bicarbonatos solubles
disminuye el pH y se producen intercambios de partículas edáficas en
medios muy ácidos se disuelven todas las salas de aluminio pasan a la
disolución por ejemplo aquí tenéis a distintos pH a pH 8 tenemos un
sistema tampón de carbonato y bicarbonato a pH 6 entre 6 y 4 tenéis el
sistema de aluminio y a pH 2 domina el sistema de hierro hay que saber lo
que es la acidez total que es la cantidad de base fuerte que se necesita
para elevar el pH del suelo hasta un valor de 8,2 este pH último es el de
un suelo que contiene carbonato de calcio libre en equilibrio con CO2 a
presión atmosférica ¿qué es la salinización? pues la acumulación de
sales con predominio de ion calcio y ion magnesio ¿qué es la
alcalinización? alcalinización predominio de sales sódicas el predominio
de sales sódicas fijaos aquí la solubilidad en el agua sobre todo de las
sales sódicas que es mucho mayor ¿no? que no de las sales de calcio o de
magnesio ¿vale? las eflorescencias blancas son cloruros de sodio, de
magnesio de potasio, sulfatos carbonatos ¿las causas? pues las causas
pueden ser naturales y actividades humanas tratamientos de tierras,
actividades industriales ¿qué problemas genera? disminución de la
disponibilidad de los nutrientes hierro y potasio, permeabilidad del suelo
dificultades para absorber el agua guardaos que si es el ion sodio el que
predomina se habla de alcalinización si es el calcio o magnesio es la
salinización aquí tienes las arcillas saturadas con sodio que producen la
alcalinización y con calcio se produce la neutralización ¿no? hablemos
ahora del ciclo del nitrógeno el nitrógeno es muy común y representa el
78% de la atmosfera, pero casi todo el nitrógeno atmosférico es
nitrógeno molecular que no puede ser metabolizado como tal por la mayoría
de los organismos vivos solo se hace biológicamente activo cuando es
fijado es decir incorporado a otras moléculas principalmente iones amonio
¿no? absorbido sobre la superficie de las arcillas y nitrato disuelto en
la distribución del suelo se estima que anualmente se fijan alrededor de
4000 millones de toneladas de nitrógeno en todo el planeta la clave de la
parte biológica del ciclo del nitrógeno son bacterias capaces de fijar el
nitrógeno atmosférico que suelen vivir en el suelo y también en el
plato, la asimilación del nitrógeno en procesos biológicos está
catalizada por una enzima llamada nitrogenasa capaz de transformar el
nitrógeno molecular en ionoamonio este ciclo también se llama la
amonificación ¿vale? fijaos aquí en este esquema según este proceso los
desechos de animales y los residuos de las plantas se transforman en
amoniaco y CO2 en el suelo el ionoamonio se oxida por la intervención de
bacterias nitrificantes que transforman esta especie química en nitritos y
nitratos dejando el suelo ácido después tenemos este proceso el
nitrógeno lo ha fijado, lo absorben las plantas incorporándose así a la
cadena alimentaria o bien vuelve a transformarse en nitrógeno cerrándose
el ciclo este proceso se llamaría desnitrificación hay bacterias que
catalizan la oxidación de materia orgánica por parte del ionoidrato con
lo que éste a su vez se reduce ya sea totalmente para dar nitrógeno gas o
bien para dar óxidos nitrosos este primer óxido nitroso es un gas
extremadamente estable que se difunde hacia la atmósfera donde se
transforma poco a poco en óxido de nitrógeno 2 y óxido de nitrógeno 4
con los problemas de contaminación que lleva consigo estos óxidos de
nitrógeno son los responsables como ya sabéis de otros temas, de la
lluvia ácida de nitratos en el subsuelo que por lisiviación se incorporan
a las aguas subterráneas o son arrastradas a las superficies originando la
eutrofización de las aguas efectos sobre la salud debido de la
transformación de los nitratos en nitritos que se transforman en
compuestos cancerígenos hablemos del uso y abuso de los fertilizantes
tenemos la síntesis muy sencilla del amoníaco a partir de nitrógeno e
hidrógeno, síntesis de Volk-Haber que tiene unas condiciones
experimentales determinadas de temperaturas intermedias y altas presiones
el amoníaco puede ser aplicado directamente a los suelos como fertilizante
pero se transforma con el objeto de que su transporte sea más adecuado
¿cómo? pues en nitrato de amonio en urea, en sulfato de amonio en fosfato
de amonio de esta manera se fija artificialmente gran cantidad de
nitrógeno las técnicas son de bajo coste en su síntesis y ha conducido a
la práctica totalidad de los suelos al cultivo de países industrializados
estén saturados de más nitrógeno de los que pueden asimilar la mayor
parte del nitrógeno procedente de los fertilizantes se libera en el medio
ambiente ya sea directamente cuando se aplica en los cultivos o
indirectamente en el estiércol por excedente de animales alimentados con
cereales el fósforo, el fósforo se encuentra mayoritariamente en los
sedimentos oceánicos formando parte de la litosfera también es un
constituyente importante de las biomoléculas, además forma parte de
estructuras rígidas como caparazones y huesos su proceso de liberación es
muy lento depende del ciclo geológico por lo tanto diríamos que es un
recurso no renovable y los fenómenos naturales degradan las rocas
fosfatadas librando los fósfatos que son arrastrados a los mares donde
pueden ser utilizados para la vida marina algas, peces depositarse formando
los sedimentos las aves marinas se alimentan de peces absorbiendo de esta
forma gran cantidad de fosfatos que son eliminados al suelo a través de
los excrementos conectando así el ciclo fósforo marino terrestre el
comportamiento del fósforo depende del pH la máxima disponibilidad es un
pH de 6,5 aproximadamente mientras el fosfato se mantiene soluble y es la
situación en la que puede presentar cierto riesgo de lisiviación el
problema ambiental de los fosfatos ocurre con los nitratos en la
eutrofización de las aguas por abuso de fertilizantes y detergentes con
alto contenido en fosfatos aquí tenéis el ciclo del azufre que se
encuentra almacenando principalmente en la hidrosfera en forma de sulfato
los sulfatos son abundantes en general en los suelos aunque pierden se
pierdan por lisiviado que las tierras se reponen por las lluvias de forma
natural en la biosfera resulta imprescindible para la síntesis de ciertas
moléculas orgánicas sólo plantas, bacterias y hongos son capaces de
incorporar directamente en forma de sulfato para reducirlo en primer lugar
a SO3 y posteriormente a sulfídrico utilizable en la síntesis vegetal de
esta forma pueden ser transferidos a los demás niveles tróficos los seres
vivos al modir liberan sulfídrico a la atmósfera y a otros sistemas
terrestres en la profundidad de los océanos y lugares pantanosos en
ausencia de oxígeno el sulfato se reduce a sulfídrico mediante la acción
de bacterias durante el proceso se libera oxígeno que es aprovechado por
otros organismos para la respiración el sulfídrico así formado puede
seguir dos caminos uno ascendente hasta alcanzar lugares oxigenados donde
se oxida nuevamente a sulfato y otro descendente en el que se combina con
el hierro precipitando el sulfuro de hierro en la atmósfera el sulfídrico
se oxida para formar sulfúrico que actúa como núcleo de condensación
favoreciendo la lluvia ácida devolviendo al mar digamos ese azufre y
cerrándose el ciclo los volcanes de forma natural las industrias la quema
de combustibles fósiles incrementan en la atmósfera y por tanto el
sulfúrico originando como ya hemos mencionado el problema de la lluvia
ácida bueno clasificados los residuos sólidos clasificación de los
residuos sólidos según su procedencia bueno tenemos por una parte los
problemas que generan la disminución de materias primas problemas
ambientales por el abandono incontrolado aquí tenéis un esquema de los
principales tipos de residuos la granadería ¿cuáles son? tallos,
estiércol purinas, ramas, virutas la industria, energía, la chatarra, el
vidrio, arenas aceites industriales productos inflamables los servicios, el
papel, materia orgánica vidrio, muebles, electrodomésticos ladriques,
madera, plásticos, etc sanitarios, productos contaminantes jeringuillas,
gasas, etc eliminación de residuos bueno, la eliminación de residuos
podría realizarse mediante vertederos controlados el método principal
para deshacerse de los residuos sólidos urbanos consiste en colocarlos en
un vertedero que es un gran agujero o depresión de un terreno y que una
vez lleno se cubre habitualmente con suelo o arcilla a su vez el suelo
está protegido por una capa impermeable como se muestra aquí a
continuación en el dibujo los residuos se van descomponiendo en el
vertedero y después anaeróbicamente a ausencia de oxígeno el agua que se
filtra y los propios líquidos de los residuos percolan a través de la
basura produciéndose un líquido denominado lisiviado que está compuesto
por ácidos orgánicos volátiles ácidos grasos, baterías, metales
pesados y sales y iones inorgánicos por tanto este líquido presenta una
alta DBO además de formar gas metano que se quema a medida que se va
emanando del vertedero para que no se escape la atmósfera ya que es un gas
de efecto invernadero la incineración es un método de eliminación de
residuos que consiste en un proceso de combustión térmica controlada que
provoca una oxidación del carbono e hidrógeno presentes en la materia
orgánica obteniéndose principalmente CO2 y agua con este método se
consigue reducir el peso y el volumen de las basuras en poco tiempo y
espacio también en este proceso se liberan grandes cantidades de energía
que es posible recuperar valorización energética hay que tener en cuenta
que las basuras no solo contienen carbono y hidrógeno sino que también
tienen otros elementos que en el proceso de combustión pueden dar lugar a
distintas sustancias contaminantes como son los óxidos de nitrógeno los
óxidos de azufre monóxido de carbono, metales pesados volatilizados y
dioxinas y furanos que veremos en el tema siguiente es complicado es
importante considerar que la incineración contaminación del aire tanto
por gases como por partículas el control de sustancias tóxicas puede
hacerse aunque no de forma total bien, ya hemos hablado de la valoración
valorización energética ¿no? que es la recuperación de la energía
asociada a la combustión para fines energéticos bien, el compostaje el
compostaje consiste en la degradación bioquímica de la materia orgánica
de los residuos mediante la acción de microorganismos hasta formar el
compost el compost tiene contenido en nitrógeno y carbono bajo pero con
fósforo, calcio, magnesio y hierro se utiliza para mejorar las propiedades
del suelo y además posee propiedades herbicidas el compostaje la
degradación bioquímica de la materia orgánica de los residuos mediante
la acción de microorganismos hasta formar el compost, esto sería el
compostaje ¿vale? ya lo hemos dicho hemos hablado de la composición el
suelo contaminado vamos a hablar de contaminación del suelo es aquel que
ha superado su capacidad de amortiguación para una o varias sustancias y
como consecuencia pasa de actuar como un sistema protector a ser una causa
de problemas para el agua la atmósfera o los organismos al mismo tiempo se
modifican sus equilibrios bioquímicos o biogeoquímicos y aparecen
cantidades anómalas de determinados componentes que causan cambios en las
propiedades químicas físicas y biológicas la contaminación puede ser
por casos naturales o acciones antropogénicas el uso de fertilizantes y
pesticidas las emisiones de CO2, óxidos de nitrógeno hidrocarburos,
metales pesados debido al tráfico, industrias y procesos de incineración
también por vertederos abandonados, por accidentes tenemos que considerar
ya lo hemos hablado anteriormente los contaminantes inorgánicos que están
formados por metales pesados y radiactivos los contaminantes orgánicos que
constituyen un grupo de un gran número de sustancias que están producidas
por el hombre tienen distintos efectos tóxicos también la contaminación
por metales pesados que tienen una densidad muy elevada y estaremos
hablando principalmente del hierro cobalto, níquel, mercurio cadmio, plomo
tenemos los oligoelementos o micronutrientes el cobre selenio, zinc otros
metales pesados sin función biológica el cadmio, mercurio, plomo y
níquel todos muy tóxicos son estables y se acumulan por fragmentación de
las rocas incremento de su concentración por actividades humanas, por la
industria minería, plaguicidas, productos químicos agrícolas, etcétera
procesos quedan retenidos en el suelo disueltos o fijados por procesos de
absorción complejación y precipitación son absorbidos por plantas
incorporándose a la cadena trófica en la atmósfera pasan a las aguas
superficiales o subterráneas todo esto genera una contaminación muy
significativa aquí tenéis un grupo de metales y su utilización todos
ellos contaminantes bueno, aquí tenéis ya hemos hablado antes de estos
metales previamente en el tema 10 y ya habéis comentado los efectos de
todos estos metales sobre la vida humana acuática y animal si hablamos de
la contaminación por radiactividad son sustancias la reactividad es un
fenómeno natural artificial, por el cual algunas sustancias o elementos
químicos son capaces de emitir radiaciones por desintegración espontánea
de sus núcleos se debe a la existencia de una descompensación entre el
número de neutrones y de protones del núcleo atómico natural debido a
exótopos de la naturaleza y artificial provocada por transformaciones
nucleares artificiales las radiaciones emitidas por las sustancias
radiactivas son principalmente alfa, partículas alfa, beta y gamma aquí
tenéis tres isótopos naturales el protio, el deuterio y el tritio Z el
número atómico y A es el número másico la emisión de una partícula
alfa produce que disminuya en el núcleo atómico dos unidades el número
atómico tenéis el ejemplo del uranio que pasa a torio eliminando una
partícula alfa que es un núcleo de helio las partículas beta son
electrones de alta velocidad emitidos por el núcleo lo que hacen es
aumentar en una unidad el número atómico la partícula beta es menos uno
cero carga menos uno del electrón tenéis un ejemplo del indio que pasa a
estaño y las partículas gamma no es más que una radiación
electromagnética que carece de masa, se denomina rayo gamma y no hay
variación del número atómico ni del número másico se caracterizan
todas estas radiaciones por su diferente poder de penetración ¿vale? veis
como las más penetrantes son las gamma, después las beta y las menos las
alfa pierden su energía las partículas alfa y beta ionizando átomos o
moléculas la interacción con la materia produce nuevas partículas alfa y
beta el electrón y el ión positivo producidos por esta interacción aquí
tenéis esta ecuación que se puede deducir que es la vida media de una
muestra radiactiva ¿no? que se puede deducir que esa vida media es el
logaritmo de 2 o 0,693 partido de esa constante de desintegración ¿vale?
aquí tenéis la vida media de distintos núcleos radiactivos ¿qué tipo
de emisión que genera? beta, alfa, gamma ¿no? fijaos como hay núcleos
que son muy estables vida media de 5.730 años que es el isotopo 13 del
carbono y otros que vamos que son... tienen una vida media muy corta aquí
tenemos algunos de segundos como el ión sodio, el sodio perdón un núcleo
de sodio 25 contaminantes orgánicos son producidos en el suelo
principalmente por la agricultura utilizantes y plaguicidas el estiércol
sólido, el estiércol líquido las purinas, el estiércol semilíquido
excrementos, orina, agua compost, descomposición de residuos vegetales y
animales compuestos fitosanitarios plaguicidas y pesticidas los
insecticidas, órganos clorados todo esto lo veremos en el tema siguiente
¿no? órganos clorados extremadamente tóxicos órganos fosforados
también los carbamatos los herbicidas son moderadamente tóxicos y los
compuestos heterocíclicos, rodenticidas ligeramente tóxicos aquí tenéis
este ciclo ¿no? los compuestos como tenéis el ciclo de los plaguicidas,
herbicidas y fertilizantes ¿no? con el agua de riego, las aguas
superficiales las aguas subterráneas ¿no? la atmósfera sigue en
distintos caminos la atmósfera al suelo del agua puede cambiarse de un
sistema a otro formando un ciclo ¿vale? se retienen en el suelo por
distintos mecanismos como es el cambio iónico y por enlace de hidrógeno
¿vale? con las arcillas, los pesticidas bien, permitidme que ahora ya para
acabar muy brevemente vamos a ver aquí tenemos nos hemos quedado aquí
tenemos estas preguntas dice el tritio tiene un periodo de
semidesintegración de 12,3 años ¿qué porcentaje de la muestra quedará
al 36,9 años? hay que darse cuenta que 36,9 años es 3 veces el periodo de
semidesintegración pues en el periodo de semidesintegración que son 12,3
me queda 50 y en el triple el 12,5 aquí nos piden en esta reacción
identificar la partícula x bueno sabemos que la partícula beta es menos
uno cero por tanto la x será z será 87 y la a no cambia 222 por tanto
será el francio la acidez total de un suelo se define como la cantidad de
base que se necesita para elevar el pH de un suelo hasta un valor
determinado habitualmente de 8,2 de la definición de la acidez de un suelo
lo hemos visto hace un momentito bueno pues estas tres preguntas son las
que salieron el año pasado y ya sólo me quedaría comentaros la PEC del
tema 11 un momentito un momentito porque quiero comprobar PEC tema 12 bueno
dice la formación de estas entidaditas en las rutas se debe al siguiente
proceso no, no es este proceso esto es falso sino que es el proceso inverso
cuidado eh lo hemos visto dice el compostaje es un sistema de vertido de
residuos en el que el vertedero está compuesto por varias etapas sucesivas
esto también es falso es la degradación bioquímica de materia orgánica
de los residuos mediante la acción de microorganismos los residuos
sólidos urbanos son los más peligrosos entre los residuos industriales
no, los más peligrosos son productos inflamables explosivos, aceites,
industriales vale en un vertedero bien hecho hay que instalar sistemas de
catación de gases para evitar posibles explosiones verdadero para quemar
el metano que es un gas de efecto invernadero es importante eh cuando un
núcleo relativo emite una partícula gamma el número atómico y el
número másico esto es verdadero efectivamente no cambia ni la A ni la Z
lo hemos visto hace un momento en los suelos los metales pesados más
abundantes son entre otros magnesio y cobre el magnesio no es un metal
pesado eh los metales más abundantes manganeso, cromo, zinc, níquel,
plomo y tenemos otros metales pero el magnesio no es un metal pesado de
acuerdo muy bien pues muchas gracias y seguimos la semana que viene