Examen 3 PDF

# Unidad III. Química del Agua ## Semana 9. Reacciones Acido-Base Las reacciones ácido-base y de precipitación controlan el contenido de iones inorgánicos en el agua, mientras que las reacciones redox controlan el tipo de iones_y, sobre todo, el contenido y características de la materia orgánica p...

# Unidad III. Química del Agua ## Semana 9. Reacciones Acido-Base Las reacciones ácido-base y de precipitación controlan el contenido de iones inorgánicos en el agua, mientras que las reacciones redox controlan el tipo de iones_y, sobre todo, el contenido y características de la materia orgánica presente. Así, el pH y el contenido de los iones principales de un agua natural vienen casi determinados por la solubilización del CO2 en agua y el lavado de los carbonatos de las rocas. ## Consecuencias La acidificación de las aguas continentales tiene efectos muy graves sobre los ecosistemas acuáticos. La mayor parte de los organismos integrantes de ecosistemas de agua dulce son sensibles a la acidificación, produciéndose alteraciones en todos los niveles tróficos. También se da la acidificación de ríos y lagos con el incremento del contenido de iones metálicos como el ión Aluminio, disueltos en el agua. Ciertas especies de peces y anfibios presentan una elevada sensibilidad a esta acidificación. El grado de sensibilidad a la acidificación puede variar muy ampliamente de unas zonas a otras dependiendo. La acidificación de aguas superficiales por escorrentía y de suelos dependerá de diferentes factores como el espesor de la capa de humus, de la consistencia del sustrato, así como del tipo de rocas y suelo. Otro es, se produce en los suelos con la pérdida por lixiviación de ciertos cationes metálicos de carácter básico, tales como el calcio, magnesio y potasio. Dicha pérdida afecta a la vegetación y a la composición de los acuíferos de la zona, los cuales pueden recibir dichos cationes a través de los procesos de lixiviación. El daño a los bosques probablemente ha sido causado por la acción combinada de ácidos y metales en el suelo y por las altas concentraciones de SO2 presentes en el aire de estas zonas. - Daños en las raíces de los árboles, las micorrizas simbiontes existentes en las raíces son sensibles a esta acidificación. - Disminución del crecimiento. - Debilitamiento de la planta, cada vez más sensible a las enfermedades, a la deficiencia hídrica y al ataque de insectos. - En casos de concentración muy alta de contaminantes se produce decoloración en hojas y defoliación. ## Ionización del Agua Libera H+ y OH- $H_2O \rightarrow H^+ + OH^-$ Transfiere H+ a otra sustancia pero también acepta H+ de otra sustancia. $H_2O+H_2O \rightarrow H_3O^+ + OH^-$ El agua es una sustancia anfótera, o simplemente un anfótero. ## Química Ambiental. SEM 11: Reacciones Oxido-Reducción y de Precipitación En toda reacción redox hay dos tipos de reactivos: uno que cede electrones y otro que los acepta. **Un agente oxidante.** Es el átomo que capta los electrones. En este sentido, disminuye su estado de oxidación inicial, y se experimenta una reducción. De esta forma, aumenta su carga eléctrica negativa al ganar electrones. **Un agente reductor.** Es el átomo que cede los electrones y aumenta su estado de oxidación inicial, experimentando una oxidación. De esta forma, aumenta su carga eléctrica positiva al ceder electrones. ## Reacciones Redox en el Ambiente Son muy importantes para la atenuación natural. - Son generalmente reversibles y transforman contaminantes en diferentes químicos por medio de la transferencia de electrones. - Los contaminantes son reducidos si ganan electrones, y el dador de electrones se convierte en oxidado. - Cuando el contaminantes es oxidado, este da electrones y el aceptador se reduce. - Las reacciones Redox son frecuentemente mediadas por microorganismos. - En aguas subterráneas, los contaminantes sufren reacciones Redox en condiciones abióticas que contribuyen a la atenuación natural. ## Importancia de Reacciones Redox en los Seres Vivos Los procesos REDOX son cruciales en el metabolismo celular, los seres vivos, obtienen mayor parte de su energía libre a partir de oxidación de carbohidratos, grasas y ciertos aminoácidos. Algunos procesos de aplicación son: - La fotosíntesis se suele identificar con el típico proceso de la fijación de dióxido de carbono que realizan las hojas de las plantas en energía. - Respiración celular: con su conjunto de reacciones bioquímicas, las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía(ATP) aprovechable por la célula. ## Tipos de Agua en Función de sus Características Químicas, Físicas o Biológicas - **Potable:** aquella destinada para el consumo humano. - **Dulce:** se encuentra en la superficie terrestre de manera natural, así como en ecosistemas subterráneos. - **Salada:** posee una concentración de sales minerales disueltas de cerca del 35%. Se encuentra en océanos y mares. - **Salobre:** tiene más sales disueltas que la dulce, pero menos que la salada. - **Dura:** aquella que contiene un alto nivel de minerales disueltos. - **Blanda:** en ella se encuentra disuelta una mínima cantidad de sales. - **Destilada:** cuando ha sido purificada o limpiada mediante destilación. - **Residuales:** cualquier tipo de agua cuya calidad está afectada negativamente por la influencia del ser humano. - **Negras:** contaminadas con heces u orina. - **Grises:** también conocida como agua usada, es aquella que proviene del uso doméstico. - **Cruda o bruta:** no ha recibido ningún tratamiento y suele encontrarse en fuentes y reservas naturales. ## Tratamiento de Agua Natural El agua cruda que se extrae de una fuente superficial o de un acuífero subterráneo para consumo humano tiene una calidad muy variada. Por ello, se somete a tratamientos que dependerán de sus características. - **Aireación**: - **Sedimentación y precipitación**: Sales de Al o Fe para hacer precipitar coloides - **Eliminación de la dureza**: Fosfato - **Desinfección**: Amoniaco y flúor ## Agua Residual El principal componente del agua residual, además del agua, es la materia orgánica de origen biológico. La materia orgánica está presente sobre todo como partículas, desde las de tamaño macroscópico, suficiente para ser retenidas (junto con pañuelos, piedras, calcetines, ramas de árboles, condones, tampones) por medio de rejas, hasta las de tamaño microscópico, que están suspendidas en el agua como grandes coloides. ## Esquema de los Tratamientos - **Tratamiento primario**: - **Grasa** - **Tratamiento secundario por microorganismos**: - **Lodo** - **Tratamiento terciario**: - **Lodo** ## Química Ambiental. SEM 12: La Geosfera - **Corteza:** Hay dos tipos: - **Corteza continental:** forma parte de los continentes, las islas y la plataforma continental. Está compuesta por rocas como el granito, la arcilla o la pizarra. - **Corteza oceánica:** constituye los fondos oceánicos y en ella abundan rocas como el basalto. - **Manto:** Formado principalmente por peridotitas. Consta de dos capas: - **Manto superior:** es sólido, aunque en algunas zonas está parcialmente fundido. - **Manto inferior:** contiene materiales en estado sólido. - **Núcleo:** Formado sobre todo por hierro. Tiene dos capas: - **Núcleo externo:** formado por material fundido en continuo movimiento. - **Núcleo interno:** contiene los materiales más densos. A pesar de las altas temperaturas, estos se encuentran en estado sólido, debido a la fuerte presión a la que están sometidos. ## Funciones 1. Provee de energía térmica y calorífica que nace desde el núcleo de la tierra, viaja hacia la corteza e incluso hacia la atmósfera. Esta energía calorífica es importante porque permite que ocurra volcanismo, mantiene las condiciones ideales para que plantas, animales y microorganismos sobrevivan en la corteza. 2. La energía calorífica que proviene de la geosfera también se puede aprovechar como energía geotérmica que sirve para generar electricidad. 3. Ocurre todos los procesos de convección que básicamente permiten que se generen las placas tectónicas y estas también se muevan, mediante «la deriva continental y expansión del piso oceánico« 4. Entre el núcleo externo y el manto existen procesos de convección que permiten se genere el campo magnético de la tierra, el mismo que nos protege de las tormentas solares. 5. Se dan los procesos naturales y geológicos que permiten se formen minerales, rocas, petróleo y otros recursos naturales que brindan todas los materiales básicos que son aprovechados por el ser humano, para crear herramientas y tecnología. ## El Suelo Es la capa más superficial de la corteza, es dinámica y de escaso grosor en la que se asienta la vida y actúa de interfase de la atmósfera, hidrósfera, geósfera y biósfera. ## Tipos de Suelo - **Gravas:** Tamaño 2 mm - 10 cm. No retienen el agua. - **Arenas:** Tamaño 0,060 mm - 2 mm. No forman agregados con agua. - **Limos:** Tamaño 2 µm - 60 µm. Mejor retención de agua. - **Arcillas:** Tamaño < 2 µm. Minerales silicatados. Gran retención de agua. ## Propiedades Físicas del Suelo ### 1. Textura Expresa la distribución de tamaño de partículas sólidas de las que está compuesto el suelo. ## Química Ambiental. SEM 14: Compuestos Químicos Tóxicos ### Las Sustancias Tóxicas Las Sustancias Tóxicas (T) o Venenosas son un tipo de Sustancias Peligrosas que en por inhalación, ingestión o contacto con el cuerpo implican riesgos graves o muy graves para la salud. La peligrosidad de estas sustancias depende de los siguientes factores: - Toxicidad de la sustancia - Dosis o tiempo de exposición a la sustancia tóxica - Órganos afectados Las consecuencias de la exposición a una sustancia tóxica pueden variar dependiendo de si se trata de una exposición aguda (dosis alta o muy alta) o de una exposición prolongada. ## Clasificación | Por su naturaleza | Usos | Vía de entrada | |---|---|---| | Químicos | - Medicamentos - Productos alimenticios - Productos agrícolas e industriales. - Productos domésticos | - Ingestión - Inhalación - Por la piel - Rectal - Vaginal | | De origen | - Animal - Vegetal - Mineral - Sintético | | ## Toxicidad La toxicidad es la capacidad de una sustancia o preparado de ocasionar daños en un organismo vivo, esta capacidad es intrínseca a la sustancia y puede ser modificada por multitud de factores como pueden ser: - Dosis administrada - Vía de administración - Distribución en el tiempo de la dosis ## Tipos de Toxicidad ### Aguda | Sistema u Órgano Afectado | Síntomas o efectos | |---|---| | General | Extremada debilidad o fatiga | | Piel | Irritación, ardor, sudación excesiva, manchas | | Ojos | Picor, ardor, lagrimeo, visión borrosa, pupila contraída o dilatada | | Sistema digestivo | Ardor de boca o garganta, salivación abundante, náuseas, vómitos, dolor abdominal, diarrea | | Sistema nervioso | Dolor de cabeza, mareos, confusión, desasosiego, marcha tambaleante, habla balbuceante, contracciones musculares | | Sistema respiratorio | Tos, dolor y opresión en el pecho, dificultad respiratoria, jadeos | ### Crónica | Sistema u Órgano Afectado | Efecto | |---|---| | General | Cáncer | | Piel | Linfoma no hodgkiniano, leucemia, sarcomas de tejidos blandos, tumores del sistema nervioso y vías respiratorias | | Sistema reproductor | Dermatitis de contacto, cloracné, reacciones alérgicas y fotoalérgicas | | Sistema endocrino | Supresión de la espermatogénesis, efectos teratógenos, cáncer testicular | | Sistema respiratorio | Actúan como disruptores endocrinos y producen cambios, tanto en el organismo afectado como en su progenie| | Sistema nervioso | Fibrosis pulmonar progresiva, asma, hiperreactividad bronquial | | Otros | Neurotoxiciclad Neurotoxicidad tardía, cambios de conducta y neuritis periférica Alteraciones hepáticas, efectos oftalmológicos, alergias, efectos citogenéticos, efectos en el sistema inmunológico | ## Efectos Perjudiciales | Mutágenos | Carcinógenos | Teratógenos | |---|---|---| | Sustancias que causan mutaciones en el ADN | Sustancias que causan cáncer| Sustancias presentes en la madre que causan defectos de nacimiento al feto | ## Química Ambiental. SEM 14: Residuos Sólidos. Introducción a la Minería en Perú. ### Clasificación de Residuos Sólidos | Según su gestión | Gestión Municipal (no peligrosos) | Gestión No Municipal | |---|---|---| | Residuos de ámbito municipal | - Domiciliarios - Comercios - Actividades que generan residuos similares | - Industriales - Construcción - Demolición - Hospitalarios | | Residuos de ámbito no municipal | | | ### Según su estado - Sólidos - Semisólidos - Líquidos - Gaseoso ### Según su origen - Residuos domiciliarios - Residuos comerciales - Residuos de limpieza de espacios públicos - Residuos de establecimientos de atención de salud - Residuos industriales - Residuos de actividades de construcción - Residuos agropecuarios - Residuos de instalaciones o actividades especiales ## Residuos Peligrosos - Metales: Sb, As, Be, Cd, Pb, Hg, Se, Te, TI - Lodos galvánicos - Residuos de lixiviación de tratamiento de Zn - Cenizas de incineración de cables de Cu - Polvos y residuos de sistemas de depuración de gases en fundiciones de Cu - Lodos residuales, excluidos de los fangos anódicos - Algunos circuitos eléctricos ## Residuos Sólidos Según su Peligrosidad - GHS01: Sustancias explosivas (EXO) - GHS02: Sustancias inflamables (N) - GHS03: Sustancias comburentes (CB) - GHS04: Gas bajo presión (GZ) - GHS05: Sustancias corrosivas (CR) - GHS06: Peligro de irritación al inhalar (TO) - GHS07: Sustancias tóxicas (DA) - GHS08: Cancerigeno, mutigeno (MU) - GHS09: Dañino para el medi ambiente acuitco (EN) ## Residuos No Peligrosos - Residuos con metales preciosos: Au, Ag, Pt - Chatarras de Fe, acero, Cu, Ni, Al, Zn, Sn, W, Mo, Ta, Cr - Residuos de Co, Bi, Ti, Mn, V, etc. - Baterías sin Pb, Cd o Hg - Catalizadores agotados limpios que contengan metales preciosos - Residuos de grafito, pizarra, mica, feldespato, sílice - Plástico con polímeros y copolímeros no halogenados: etileno, estireno, polipropileno, tereftalato de polietileno, acrilonitrilo, butadieno, poliacetálicos, poliamidas, policarbonatos, etc. - Textiles, sedas, lana, pelo de animal, algodón, etc - Residuos de industria agroalimentaria ## Etapas de Tratamiento de RRSS ### Residuos Municipales 1. Segregación en fuente 2. Almacenamiento 3. Recolección y transporte 4. Tratamiento 5. Valorización 6. Transferencia 7. Disposición final ### Residuos No Municipales 1. Segregación en fuente 2. Almacenamiento 3. Recolección y transporte 4. Tratamiento 5. Valorización 6. Transferencia 7. Disposición final ## Ruido Altos niveles de ruido debido a las operaciones. ## Efectos de la Minería en el Ambiente Se necesitan en el mejor de los casos 1 T para obtener 50 g de oro. Depende de la concentración. ## Efluentes: Drenaje Ácido de Mina Pueden producir desde: - Decoloración local de suelos - Drenajes con precipitación de óxidos de hierro - Extensa contaminación de sistemas de ríos y tierras de cultivo. - Variación considerable de pH por la hidrólisis y oxidación de sulfuros ## Deforestación ## Pasivos Ambientales Mineros De acuerdo a la ley, los pasivos ambientales son aquellas instalaciones, efluentes, emisiones, restos o depósitos de residuos producidos por operaciones mineras en la actualidad abandonadas o inactivas, y que constituyen un riesgo permanente y potencial para la salud de la población, el ecosistema circundante y la propiedad.