miércoles, 7 de diciembre de 2011

Contaminantes

La contaminación de los elementos la podemos ver a diario en nuestra vida cotidiana, desde el momento que nos despertamos hasta cuando dormimos, por ejemplo tan solo en la mañana la mayoría de las personas toma algún tipo de transporte normalmente son automóviles ya sean propios o las ya famosas “combis” para ir a la escuela, a el trabajo entre otras ocupaciones, estos vehículos suelen contaminar al medio ambiente al emitir gases como el famoso CO2 que es el responsable de destruir la capa de ozono (O3).
Figura 1.1 Autos contaminando

Figura 1.2 Capa de ozono
Otro ejemplo de la contaminación de los elementos, es con algo tan simple como una cuchara que utilizamos para comer, ya que estas normalmente se hacen en grandes producciones también emiten contaminantes que perjudican al medio ambiente ya sea los mantos acuíferos como el aire.
Figura 1.3 Gases emitidos por automoviles y fabricas

Si bien estas cosas tan simples como una cuchara u otros utensilios que usamos normalmente en nuestras casas nos facilitan la vida, también pueden ser dañinos, es algo así como un arma de doble filo, aunque se puede reducir el daño al medio ambiente si se toman ciertas medidas de protección al medio ambiente.
Ahora bien explicare alguno de los elementos que contaminan como las denominados metales pesados como arsénico, estroncio, cobre, zinc, cadmio, estaño, bario, mercurio entre otros u otros elementos como los son el petróleo, los plásticos y algunos tipos de gases dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrógeno (NO), CFC,  dióxido de azufre (SO)2 etc.                                      

Petroleo

El petroleo a mi parecer es de los recursos que mas contaminan pero a la vez ayuda demasiado al ser humano, este empieza a contaminar aveces desde su extraccion al ocurrir en ocasiones grandes derrames como ya ha pasado un ejemplo el que paso el año pasado en elgolfo de Mexico, el derrame ocasiono la muerte de muchas especies marinas al inpregnarse el petroleo en ellos y obstruir sus branquias mas aparte formo una capa que no dejo pasar la luz, obstruyendo el proceso de la fotosintesis.
Figura 2.1 Derrame de petroleo

Figura 2.2 Ave atrapada por petroleo







Despues si es que el petroleo se extrae de manera exitosa (sin derrames) es ocupado para varios fines. El petroleo se destila para formar varios compuestos como la gasolina, aceite lubricante, aceite de calefaccion, queroseno, nafta y gas, en este proceso se libera el ya famoso CO2 que se puede probar en agua mineral carbonatada pero el ser humano no puede respirar aire que contenga más de 5 a 10% de CO2 sin perder el conocimiento y una exposición prolongada puede causar la muerte.

Figura 2.3 Destilacion del petroleo

Gases contaminantes

Dióxido de Azufre (SO2)

Figura 3.1.1

El dióxido de azufre es el responsable de la denominada lluvia acida o también conocida como “depositacion acida”. La lluvia acida se define por lo regular como agua de lluvia que tiene un pH menor que 5.65. ¿Por qué 5.65? Porque normalmente, el agua pura que es expuesto a un aire que contiene dióxido de carbono (CO2) tiene un pH cercano a 5.65.Este nivel de pH se debe al CO2 que se disuelve en el agua para producir una pequeña cantidad de ácido carbónico H2CO3:
           
                                                      CO2(g)+H2O(g)=H2CO3(ac)

Este ácido carbónico es un ácido débil y se disocia para producir una pequeña, pero importante cantidad de iones hidrogeno en disolución acuosa:
                                                   H2CO3(aq)=H+(aq)+HCO3-(ac)

Observa que ambas ecuaciones representan las condiciones donde solo estén presentes pequeñas cantidades de los productos. Entonces, cualquier lluvia que tenga un pH menor que 5.65, debe contener materiales más ácidos que el ácido carbónico contenido en el agua pura que se expone a la atmosfera.

Figura 3.1.2 Formacion de la lluvia acida

En casos extremos, la lluvia acida puede tener un pH tan bajo como 3.0 o 4. Pero el pH promedio de la ciudad de México se encuentra por lo común a niveles de 4.1 a 4.5. Como puede imaginarse, la escala de pH es logarítmica, lo cual significa que la lluvia con un pH de 4.65 es 10 veces más acida que la lluvia normal (pH 5.65).
El análisis de la lluvia indica que el ácido sulfúrico (H2SO4) y el ácido nítrico (HNO3) representan casi el 93% de la acidez de la acida con pH bajo. Estos ácidos son los productos finales de los procesos químicos que convierten al dióxido de azufre, el óxido de nitrógeno y el dióxido de nitrógeno atmosféricos en ácido sulfúrico y ácido nítrico, respectivamente. El SO2 forma finalmente H2SO4.
No será fácil acabar con las emisiones de SO2, ya que es muy común pero para reducir esto, diversas industrias tendrían que modificar sus operaciones de manera radical, con un costo considerable.

Monóxido de carbono (CO)



El monóxido de carbono, es un gas incoloro, inodoro y toxico, se produce por la combustión de gasolina, de petróleo, madera, también es producido cuando el motor de un automóvil esta encendido aunque el vehículo no se mueve, es de alta peligrosidad. Por qué puede producir muerte por  asfixia.

Clorofluorocarbonos (CFC)
Estos son los principales responsables de la infiltración de la luz ultravioleta la pregunta ahora es ¿cómo? Muchos científicos creen que los clorofluorocarbonos que carecen de átomos de hidrogeno son los responsables más importantes en la disminución del ozono. Los ejemplos más importantes incluyen el triclorofluorometano (CFC-11, CCI3F) y el diclorofluorometano (CFC-12, CCL2F2). Se cree que los clorofluorocarbonos que contiene hidrogeno son menos amenazadores porque pueden degradarse en la troposfera muy rápidamente, de manera que no llegan a la estratosfera. Un ejemplo de este tipo de clorofluorocarbonos es el clorodifluorometano (CHCIF2), un refrigerante que se utiliza en los acondicionadores de aire domésticos.
Figura 3.3.1 Molecula CFC

Figura 3.3.2 Productos que contienen CFC














Al contrario, considere el problema del diclorodifluorometano (CFC-12, CCl2F2). El proceso se inicia cuando una molécula de CCl2F2 se desplaza a través de la troposfera y entra a la estratosfera. Aunque muchas de estas moléculas de clorofluorocarbonos nunca alcanzan esta altitud, estos componentes son muy estables y algunos finalmente se elevan tan alto que llegan a la capa de ozono. Una vez que llegan a esta altitud, la molécula ya no se encuentra protegida de las latas dosis de luz ultravioleta. Esta luz contiene suficiente energía para romper el enlace covalente carbono-cloro:

El enlace covalente C-Cl se rompe para dar átomo de cloro y un radical CClF2, en el cual el punto representa el electrón sin compartir.


Monóxido de Nitrógeno (NO)



El monóxido de nitrógeno es otro compuesto que  proviene de la combustión y este al entrar en contacto con el aire se oxida y rápidamente se convierte en dióxido de nitrógeno (NO2) y este compuesto provoca las ya mencionadas lluvias acidas. Ya que finalmente el NO2 forma finalmente HNO3.


Metales Pesados

ARSENICO      

Interés fisiológico
No es esencial
Forma de exposición
Plaguicidas, pinturas, preservadores de madera, medicamentos, cerámica, rodenticidas, vinos, industria electrónica
Toxicocinetica
Absorción: por vía inhalatoria, vía oral.
Distribución: muy rápida.
Acumulación: hígado, riñón, pulmón, pelo, uñas, dientes.
Citotoxidad
Afinidad por grupos –SH. Inhibe la piruvato-deshidrogenasa y por tanto, provoca deficiencia en AcCoA, reducción de ATP y alteración metabólica generalizada 
Límites de exposición
Laboral
TLV: 0.2 mg(As)/m3.


        
Estroncio

Interés fisiológico
No se ha demostrado que sea esencial.
Forma de exposición
Terapéutica de la urticaria, tetania paratiroidea y sedante. Se emplea en la fabricación de elementos magnéticos, pantallas de televisión, pirotecnia, plásticos.
Toxicocinetica
Absorción: vía oral.
Distribución: muy amplia.
Eliminación: renal (90%), leche. No se biotransforma.
Citotoxidad
Acción inotrópica al sustituir al calcio en membranas excitables. Interacciona con fosfato inorgánico incrementando su depósito y con fosfato orgánico de macromoléculas. Interfiere con Mg y K.
Límites de exposición
Laboral
No establecidos.



Cobre

Interés fisiológico
Metal esencial para utilización de hierro, formación de tejido conjuntivo, la pigmentación, producción energética.
Forma de exposición
Minería, siderurgia, equipos electrónicos, pinturas, insecticidas, fungicidas, algicidas, rodenticidas y preservadores de la madera.
Toxicocinetica
Absorción: vía inhalatoria
Distribución: unido a ceruloplasmina, metalotioneina y albumina
Acumulación: hígado, cerebro, corazón, riñón y musculo.
Citotoxidad
Tiene avidez por ligandos con S o N. Se une a grupos tiolicos de hemoglobina y membrana celular provocando la ilisis. Inhibe la respiración celular. Reduce el glutatión. Enfermedad de Wilson y síndrome de Menke.
Límites de exposición
Laboral
TLV: 1mg (Cu)/m3.


       
Zinc

Interés fisiológico
Es uno de los elementos más abundantes en el ser humano. Cofactor en 200 enzimas
Forma de exposición
Plaguicidas, utensilios de cocina, terapéutica, minería, metalurgia, galvanizado, pinturas, gomas, baterías.
Toxicocinetica
Absorción: Via oral.
Distribución: anhidrasa carbónica eritrocitica.
Acumulación: en metalotioneinas de todos los tejidos.
Eliminación: gastrointestinal y urinaria.
Citotoxidad
Afinidad por grupos –SH y –OH de aminoácidos, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, con efectos diversos. En altas concentraciones es desestabilizante de ADN, membranas, lisosomas y ribosomas. Hace disminuir el contenido celular de Fe y Cu.
Límites de exposición
Laboral
TLV: 1mg (Zn)/m3.



Cadmio

Interés fisiológico
Es un metal no esencial muy toxico.
Forma de exposición
Galvanizados, pinturas, fertilizantes, baterías, plásticos, tabaco y dieta.
Toxicocinetica
Absorción: vía inhalatoria y vía oral.
Distribución: unido a metalotioneinas, hemoglobina y albumina
Acumulación: En corteza renal y huesos
Eliminación: Gastrointestinal y renal (solo el 0.01% del contenido total).
Citotoxidad
Tiene avidez por los grupos tiolicos, inhibición de enzimas, antagonista del Zn, sustituye al Ca, provoca desorganización de microtubulos, altera la membrana, inhibe la respiración celular
Límites de exposición
Laboral
TLV: 1mg (Cd)/m3.



Estaño

Interés fisiológico
No es esencial.
Forma de exposición
En forma inorgánica en metalurgia, soldadura, pigmentos cerámica, alimentos enlatados, estabilizantes del PVC.
Toxicocinetica
Absorción: vía inhalatoria, vía oral.
Distribución: amplia (incluye cerebro).
Eliminación: Urinario o fecal.
Citotoxidad
Inhibe hidrolisis al ATP, desacopla la fosforilacion oxidativa, hinchamiento mitocondrial.
Límites de exposición
Laboral
TLV: 2mg(SnCl2)/m3



Bario

Interés fisiológico
No es esencial y es muy toxico.
Forma de exposición
Manufacturas de vidrio y cerámica, material refractario, pinturas, jabón, rodenticidas, insecticidas, etc.
Toxicocinetica
Absorción: vía inhalatoria y vía oral.
Acumulación: esqueleto, glándulas salivales, zonas pigmentadas oculares
Eliminación: gastrointestinal, sudor, renal y leche.
Citotoxidad
Antagonista del K, bloquea sus canales, aumento intracelular, provoca contracción muscular generalizada.
Límites de exposición
Laboral
TLV: 0.5 mg (Ba)/m3.


Mercurio

Interés fisiológico
No es esencial.
Forma de exposición
Minería, lámparas, baterías, fotografía, dentistas, termómetros
Toxicocinetica
Absorción: vía inhalatoria, vía oral y vía dérmica.
Distribución: unido a proteínas o aminoácidos, pasa la BHE y también alcanza el feto.
Acumulación: hígado, cerebro, corazón, riñón y musculo.
Citotoxidad
Su toxicidad aumenta con la lipofilidad, inhibe la bomba ATP Na-K y transporte de aminoácidos
Límites de exposición
Laboral
TLV: 0.01mg (HgCH3Cl)/m3.




Bibliografía

William Daub, G. y Seese, Williams S. - Química – Pearson Educacion- Pag. 768.

Raymond Chang – Química- McGraw-Hill Interamericana – Pag. 1062.