Quimica Ambiental

CICLES BIOGEOQUÍMICS

Volumen total de agua: Aproximadamente 1.4·10^9 Km³.
- 97.5% en mares y océanos (agua salada).
- 2.5% en forma de agua dulce:
  - 1.7% en casquetes polares.
  - 0.8% en cuevas, ríos o lagos (esta es la que utilizamos).
Fenómenos del ciclo hidrológico:
- Evaporación (naturaleza) y transpiración (seres vivos): El agua se transporta a la atmósfera.
- Condensación y precipitación: El agua vuelve al compartimento terrestre y acuático.
Humedad relativa:
- Mide la presión de vapor de agua en aire en relación con el máximo a una temperatura específica.
- A temperaturas más bajas, la humedad relativa aumenta y puede condensarse como micro gotas. Estas gotas precipitan en forma de lluvia o nieve.

Fenómenos que provocan precipitaciones:
- Convección: El aire caliente asciende, se enfría y genera precipitación a medida que se produce la condensación de vapor de agua en las partes más altas de la atmósfera.
- Efecto Foehn: Comportamiento diferencial del clima en zonas montañosas; el ascenso de aire húmedo crea nubes y precipitación en el lado de la montaña, mientras que el aire seco desciende al otro lado, provocando un clima más árido.

Clasificación de los biomas:
- Determinada por el grado de precipitación: una mayor precipitación generalmente apoya la biodiversidad y ecosistemas más ricos, mientras que una menor precipitación tiende a resultar en biomas más áridos como desiertos.
Fenómenos post-precipitación:
- Escorrentía: Movimiento del agua de lluvia que fluye sobre la superficie del suelo hacia lagos, ríos o mares, crucial para el ciclo hidrológico y para el transporte de nutrientes.
- Infiltración: El agua percola a través del suelo, donde puede:
  - Retención en las zonas superficiales: Implica que el agua quede en la superficie durante un tiempo antes de evaporarse o ser utilizada por plantas.
  - Acumulación de agua en acuíferos (zonas impermeables): Proceso en el cual el agua se almacena en formaciones geológicas subterráneas, proporcionando una fuente de agua dulce.

Ciclos equilibrados: Los compartimentos acuático, terrestre y atmosférico operan en un balance dinámico donde la materia se recicla continuamente; el agua se transporta entre estos componentes a través de la evaporación, condensación, precipitación, escorrentía e infiltración.

Ciclo del carbono en la atmósfera:
- El CO2 es absorbido por plantas y microorganismos durante la fotosíntesis, formando materia orgánica.
- Ciclo de respiración del suelo: Los organismos del suelo descomponen materia orgánica, liberando CO2 nuevamente a la atmósfera.
- Desequilibrio: La quema de combustibles fósiles en industrias y transporte incrementa el CO2 atmosférico, contribuyendo al cambio climático.

Composición de la atmósfera: 78% nitrógeno, 21% oxígeno.
- El nitrógeno es relativamente inerte y rara vez participa directamente en reacciones biogeoquímicas.
Fijación de nitrógeno: Ocurre mediante rayos durante tormentas o procesos biológicos por ciertas bacterias que convierten el nitrógeno atmosférico en formas utilizables por las plantas.
Ciclo natural vs. antropogénico: Actividades humanas, como el uso de fertilizantes nitrogenados, alteran el ciclo del nitrógeno al aumentar la cantidad de nitratos en el suelo, lo que puede provocar problemas de eutrofización en cuerpos de agua.

Presencia del fósforo: Esencial para la vida, pero no gaseoso; se encuentra en forma de fosfatos en rocas.
- Los fosfatos insolubles se convierten en fosfatos solubles a través del proceso de erosión y actividad biológica, permitiendo su absorción por las plantas.

Presencia en compartimentos: Se encuentra en forma sólida en minerales y como H2S en combustibles fósiles.
- Las emisiones de SO2 resultantes de la combustión de combustibles fósiles y la oxidación de H2S producen lluvia ácida, que puede tener efectos adversos sobre ecosistemas y la salud humana.

Movimientos de aire: Los cambios en la presión del aire provocan movimientos que se traducen en vientos. Estos movimientos de aire son influenciados por:
- Diferencias de temperatura: El aire caliente se eleva y el aire frío desciende, creando corrientes de aire.
- Efectos de la rotación de la Tierra: La fuerza de Coriolis afecta la dirección de los vientos, haciendo que se desvíen hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur.
- Sistemas meteorológicos: Los sistemas de alta y baja presión afectan patrones de viento y precipitación en distintas regiones del planeta.

La atmósfera está compuesta principalmente por:
- N2 (78%) y O2 (21%): Los componentes más abundantes.
- Otros gases: Incluyen trazas de dióxido de carbono (CO2), argón (Ar), vapor de agua (H2O), metano (CH4) y otros gases en menores cantidades. Aunque son menos abundantes, estos gases son esenciales para la vida.

Fuentes biogénicas (naturales): Incluyen emisiones de volcanes, incendios forestales y procesos biológicos que liberan gases a la atmósfera, como el metano producido por rumiantes.
Fuentes antropogénicas (humanas): Resultan de la industrialización, el uso de vehículos, la quema de combustibles fósiles y otros procesos que introducen contaminantes en la atmósfera, afectando la calidad del aire y contribuyendo a problemas de salud y cambios climáticos.

Contaminación: Se refiere a la introducción de sustancias ajenas (químicas, biológicas o físicas) en cuerpos de agua a niveles que pueden causar daño al medio ambiente o a la salud humana. Ejemplos incluyen:
- Contaminantes químicos: Productos farmacéuticos, pesticidas, metales pesados, entre otros.
- Contaminantes biológicos: Bacterias, algas nocivas y otros organismos que pueden proliferar en aguas contaminadas.

Procesos necesarios:
- Potabilización: Procesos para convertir agua no potable en agua potable, utilizando tecnologías como filtración, sedimentación y desinfección.
- Depuración: Tratamiento de aguas residuales para remover contaminantes antes de devolverlas al medio ambiente, protegiendo así la calidad del agua en ríos y mares.