La química ambiental es el estudio científico de los fenómenos químicos y bioquímicos que ocurren en los lugares naturales. No debe confundirse con la química verde , que busca reducir la contaminación potencial en su origen. Puede definirse como el estudio de las fuentes, reacciones, transporte, efectos y destinos de especies químicas en el aire , el suelo y el agua ; y el efecto de la actividad humana y la actividad biológica sobre estos. La química ambiental es una ciencia interdisciplinaria que incluye la química atmosférica , acuática y del suelo , además de depender en gran medida de la química analítica y estar relacionada con el medio ambiente y otras áreas de la ciencia.
La química ambiental implica primero comprender cómo funciona el ambiente no contaminado , qué sustancias químicas, en qué concentraciones están presentes de forma natural y con qué efectos. Sin esto, sería imposible estudiar con precisión los efectos que los humanos tienen en el medio ambiente mediante la liberación de sustancias químicas .
Los químicos ambientales se basan en una variedad de conceptos de la química y diversas ciencias ambientales para ayudar en su estudio de lo que le sucede a una especie química en el medio ambiente . Conceptos generales importantes de la química incluyen la comprensión de reacciones y ecuaciones químicas , soluciones , unidades , muestreo y técnicas analíticas . [1]
Un contaminante es una sustancia presente en la naturaleza en un nivel superior a los niveles fijos o que de otro modo no estaría allí. [2] [3] Esto puede deberse a la actividad humana y la bioactividad. El término contaminante suele utilizarse indistintamente con contaminante , que es una sustancia que tiene un impacto perjudicial en el medio ambiente circundante. [4] [5] Si bien un contaminante a veces se define como una sustancia presente en el medio ambiente como resultado de la actividad humana, pero sin efectos nocivos, a veces se da el caso de que los efectos tóxicos o nocivos de la contaminación sólo se manifiestan en una fecha posterior. . [6]
El "medio", como el suelo o el organismo, como los peces, afectados por el contaminante o el contaminante se denomina receptor , mientras que un sumidero es un medio o especie química que retiene e interactúa con el contaminante, como el sumidero de carbono y sus efectos por parte de los microbios.
Las medidas químicas de la calidad del agua incluyen oxígeno disuelto (OD) , demanda química de oxígeno (DQO) , demanda bioquímica de oxígeno (DBO) , sólidos disueltos totales (TDS) , pH , nutrientes ( nitratos y fósforo ), metales pesados , productos químicos del suelo (incluido el cobre ). , zinc , cadmio , plomo y mercurio ) y pesticidas .
La química ambiental es utilizada por la Agencia de Medio Ambiente de Inglaterra , Recursos Naturales de Gales , la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos , la Asociación de Analistas Públicos y otras agencias ambientales y organismos de investigación de todo el mundo para detectar e identificar la naturaleza y fuente de los contaminantes. Estos pueden incluir:
El análisis químico cuantitativo es una parte clave de la química ambiental, ya que proporciona los datos que enmarcan la mayoría de los estudios ambientales. [10]
Las técnicas analíticas comunes utilizadas para determinaciones cuantitativas en química ambiental incluyen la química húmeda clásica, como los métodos gravimétricos , titrimétricos y electroquímicos . Se utilizan enfoques más sofisticados en la determinación de trazas de metales y compuestos orgánicos. Los metales se miden comúnmente mediante espectroscopia atómica y espectrometría de masas : espectrofotometría de absorción atómica (AAS) y técnicas de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES) o espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Los compuestos orgánicos, incluidos los HAP , se miden comúnmente también mediante métodos espectrométricos de masas, como la cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC/MS) y la cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC/MS). La espectrometría de masas en tándem MS/MS y la espectrometría de masas de alta resolución/precisa HR/AM ofrecen una detección de subpartes por billón. Los métodos distintos de MS que utilizan GC y LC con detectores universales o específicos siguen siendo elementos básicos en el arsenal de herramientas analíticas disponibles.
Otros parámetros que se miden a menudo en la química ambiental son los radioquímicos . Se trata de contaminantes que emiten materiales radiactivos, como partículas alfa y beta, que suponen un peligro para la salud humana y el medio ambiente. Los contadores de partículas y los contadores de centelleo se utilizan con mayor frecuencia para estas mediciones. Los bioensayos y los inmunoensayos se utilizan para evaluaciones de toxicidad de los efectos químicos en diversos organismos. La PCR de reacción en cadena de la polimerasa es capaz de identificar especies de bacterias y otros organismos mediante el aislamiento y la amplificación de genes específicos de ADN y ARN y se muestra prometedora como técnica valiosa para identificar la contaminación microbiana ambiental.
Agencias gubernamentales [11] [12] y organizaciones de investigación privadas han publicado métodos de prueba revisados por pares . [13] Se deben utilizar métodos publicados aprobados al realizar pruebas para demostrar el cumplimiento de los requisitos reglamentarios .
Joan Berkowitz
Paul Crutzen ( Premio Nobel de Química, 1995 )
Philip Gschwend
Alice Hamilton
John M. Hayes
Charles David Keeling
Ralph Keeling
Mario Molina ( Premio Nobel de Química, 1995 )
James J. Morgan
Clair Patterson
Roger Revelle
Sherry Roland ( Premio Nobel de Química , 1995 )
Robert Angus Smith
Susan Solomon
Werner Stumm
Ellen Swallow Richards
Hans Suess
John Tyndall