Impacto Ambiental: Agotamiento del Ozono y Contaminación del Agua
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Causas de la Disminución del Ozono
La disminución de la capa de ozono se debe principalmente a la emisión de ciertos compuestos químicos. Entre los más destacados se encuentran:
Clorofluorocarbonos (CFC)
Los CFC están presentes en aerosoles como propulsores, en frigoríficos, extintores y como disolventes. Cuando se liberan de sus contenedores, son muy inertes y no se descomponen fácilmente, pero flotan en la atmósfera. Al ser alcanzados por los rayos UV, se vuelven extremadamente reactivos, liberando electrones de cloro que forman radicales de cloro. Estos radicales reaccionan con el ozono, descomponiéndolo:
CCl2F + UV = *CClF2 + *Cl
*Cl + O3 = *ClO + O2
Óxido Nítrico
El óxido nítrico se forma por la reacción de N2 y O2 a altas temperaturas, como las causadas por los motores de aviones.
Alternativas a los CFC
Hidrocarburos
Los hidrocarburos, como el propano, se utilizan como refrigerantes. No destruyen el ozono, pero son inflamables y contribuyen al efecto invernadero.
Hidroclorofluorocarbonos (HCFC)
Los hidroclorofluorocarbonos contienen cloro, flúor y carbono. La presencia de hidrógeno (H) hace que se descompongan más fácilmente que los CFC debido a los enlaces C-H. Sin embargo, también son gases de efecto invernadero y se consideran una solución temporal.
Fluorocarbonos
Los fluorocarbonos, como el CF4 (tetrafluorometano), tienen baja reactividad, no son tóxicos ni inflamables, y poseen un enlace C-F muy fuerte que los hace estables a la radiación UV, por lo que no catalizan la destrucción del ozono. No obstante, son gases de efecto invernadero.
Hidrofluorocarbonos (HFC)
Los hidrofluorocarbonos, como el tetrafluoroetano, no contienen átomos de cloro, por lo que son buenas alternativas. Tienen baja reactividad, baja toxicidad y baja inflamabilidad, pero contribuyen al calentamiento global.
Oxígeno Disuelto en Agua
El oxígeno disuelto es un indicador crucial de la calidad del agua. El agua es muy polar, mientras que la molécula de oxígeno es no polar, lo que resulta en una solubilidad muy baja (a 20°C, aproximadamente 9 mg/L o 9 ppm). La calidad del agua se puede evaluar por la cantidad de oxígeno disuelto: a 20°C, de 8 a 9 ppm se considera buena, 4.5 ppm moderadamente contaminada y por debajo de este valor, muy contaminada. Sin embargo, la calidad del agua no solo está determinada por el oxígeno disuelto, sino también por los residuos tóxicos y agentes patógenos presentes.
Demanda Biológica de Oxígeno (DBO)
La demanda biológica de oxígeno (DBO) es la medida de la cantidad de oxígeno consumida por los desechos orgánicos biodegradables y el amoníaco en una determinada cantidad de agua y en un tiempo específico (generalmente 5 días a 20°C). La muestra se diluye en agua saturada de oxígeno en recipientes cerrados. Después de un período de incubación de 5 días, la disminución del oxígeno disuelto se mide con un electrodo de oxígeno. A mayor cantidad de oxígeno consumido por los desechos, mayor es la DBO (DBO < 1 indica agua casi pura; DBO = 5, pureza dudosa; DBO = 20, inaceptable).
Descomposición Aeróbica y Anaeróbica
Descomposición Aeróbica
La descomposición aeróbica es un proceso en el cual las bacterias que se desarrollan en un ambiente rico en oxígeno desintegran la materia orgánica. Es un proceso de oxidación que convierte la materia orgánica en formas más simples. Si hay demasiada materia orgánica, la demanda de oxígeno puede reducirse a cero, causando la muerte de los seres vivos.
Descomposición Anaeróbica
La descomposición anaeróbica tiene lugar en ausencia de oxígeno, llevada a cabo por organismos que no lo requieren. Los productos de estas descomposiciones incluyen:
- Nitrógeno a amoníaco y aminas
- Carbono a metano
- Azufre a sulfuro de hidrógeno
- Fósforo a fosfina
Eutrofización
Los desechos humanos, como fosfatos y nitratos, vertidos en lagos o ríos, pueden provocar un crecimiento excesivo de plantas acuáticas, principalmente algas. Las plantas muertas caen al fondo de las masas de agua, donde se degradan por la actividad bacteriana, lo que agota la concentración de oxígeno y causa la muerte de los peces por hipoxia.