La química ambiental es el estudio científico de los fenómenos químicos y bioquímicos que ocurren en 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 las especies químicas en los entornos aire , suelo y 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 la química ambiental y otras áreas de la ciencia.
La química ambiental implica, en primer lugar, comprender cómo funciona el medio ambiente no contaminado , qué sustancias químicas están presentes de forma natural en qué concentraciones y con qué efectos. Sin esto, sería imposible estudiar con precisión los efectos que los seres humanos tienen sobre el medio ambiente a través de la liberación de sustancias químicas .
Los químicos ambientales recurren a una variedad de conceptos de la química y de diversas ciencias ambientales para ayudar en su estudio de lo que le sucede a una especie química en el medio ambiente . Los conceptos generales importantes de la química incluyen la comprensión de las reacciones y ecuaciones químicas , las soluciones , las unidades , el muestreo y las técnicas analíticas . [1]
Un contaminante es una sustancia presente en la naturaleza en un nivel superior a los niveles fijados o que de otro modo no estaría allí. [2] [3] Esto puede deberse a la actividad humana y la bioactividad. El término contaminante se utiliza a menudo indistintamente con contaminante , que es una sustancia que afecta negativamente al medio ambiente circundante. [4] [5] Si bien un contaminante a veces es una sustancia presente en el medio ambiente como resultado de la actividad humana, pero sin efectos nocivos, a veces ocurre que los efectos tóxicos o nocivos de la contaminación solo se hacen evidentes en una fecha posterior. [6]
El "medio", como el suelo o un organismo como los peces, afectado por el contaminante o contaminante se denomina receptor , mientras que un sumidero es un medio químico o una especie que retiene e interactúa con el contaminante, como un sumidero de carbono , y sus efectos mediante microbios.
Las medidas químicas de la calidad del agua incluyen el oxígeno disuelto (OD) , la demanda química de oxígeno (DQO) , la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) , los sólidos disueltos totales (TDS) , el pH , los nutrientes ( nitratos y fósforo ), los metales pesados , los productos químicos del suelo (incluidos cobre , zinc , cadmio , plomo y mercurio ) y los pesticidas .
La Agencia de Medio Ambiente de Inglaterra , el Departamento de 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 utilizan la química ambiental para detectar e identificar la naturaleza y el origen 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. [11]
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 metales traza 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 , también se miden comúnmente utilizando métodos espectrométricos de masas, como cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC/MS) y cromatografía de líquidos-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 que no son MS que utilizan GC y LC con detectores universales o específicos siguen siendo 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 son los más utilizados para estas mediciones. Los bioensayos e inmunoensayos se utilizan para las evaluaciones de toxicidad de los efectos químicos en diversos organismos. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es capaz de identificar especies de bacterias y otros organismos a través del aislamiento y la amplificación de genes específicos de ADN y ARN y se muestra prometedora como una técnica valiosa para identificar la contaminación microbiana ambiental.
Las agencias gubernamentales [12] [13] y las organizaciones de investigación privadas han publicado métodos de prueba revisados por pares . [14] 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