Contaminantes Ambientales

Actualmente, una gran cantidad de contaminantes circulan por el agua, el suelo y la atmósfera. Las actividades antropogénicas no sólo han aumentado su concentración en el medio ambiente, sino también, al modificar los componentes atmosféricos como la temperatura, han alterado sus ciclos naturales de transporte. Existen ciertas características, como densidad, volatilidad, solubilidad, etc., que permiten distinguir si un compuesto se encontrará mayormente en el aire, el agua, o el suelo. Estas propiedades también determinan los mecanismos dominantes de transporte para cada sustancia. En esta nota se discuten algunos criterios para evaluar si los estos agentes van a estar relacionados con un problema de contaminación del agua, aire o suelo.

La mayoría de los contaminantes pueden estar presentes tanto en el agua, suelo y/o aire. El transporte de estos compuestos se da a través de ciclos naturales que son o pueden ser afectados por actividades antropogénicas. Como se ve en la Figura 1, las sustancias presentes en la atmósfera eventualmente son arrastradas por la lluvia debido al ciclo hidrológico, y es así como pueden llegar hasta la superficie terrestre, para iniciar posteriormente el proceso de infiltración. Cuando el suelo alcanza su capacidad de saturación, según sus propiedades drena estos contaminantes a las aguas subterráneas, pudiendo contaminar los acuíferos; mientras que los flujos subsuperficiales emergen y transportan los compuestos hacia las aguas superficiales, donde se evaporan con el ciclo hidrológico y regresan a la atmósfera. Este retorno a la atmósfera también puede deberse a la volatilización de las sustancias directamente del suelo.

Existen diferentes mecanismos que se encargan de transportar los contaminantes en el ambiente, por ejemplo: la dispersión, degradación, advección, deposición y dilución. Las características de los contaminantes, en conjunto con otros factores como la concentración, origen, entre otros., determinarán qué mecanismo de transporte va a predominar para cada compuesto, y permitirán identificar si generará problemas en la calidad del agua, aire y/o suelo. Por lo que, dependiendo de las condiciones del medio y de los contaminantes, el proceso de transporte podría hacerse más o menos complejo.

Por ejemplo, las fuentes de contaminación del aire tienen la característica principal de tener un tamaño significativamente pequeño. Las partículas suspendidas en la atmósfera que contribuyen a la contaminación del aire están en el rango de magnitud de no más de 10 micrómetros, mientras que en el agua, de 1 milímetro o menos. Además del tamaño, la densidad de la partícula también es importante. Debido a las fuerzas gravitatorias, los contaminantes más densos probablemente se encontrarán en el suelo y los contaminantes menos densos estarán presentes en el aire. En cuanto a su transporte en el ambiente, es probable que un contaminante con una densidad relativamente alta se asiente o deposite y es poco probable que se disperse.

La composición molecular define el estado de los contaminantes en el ambiente y, por lo tanto, ayuda a evaluar el tipo de problema que van a provocar. Por ejemplo: en el aire se pueden encontrar gases como el dióxido de nitrógeno (NO₂), dióxido de azufre (SO₂), dióxido de carbono (CO₂) y otros contaminantes secundarios generados por la condensación de contaminantes gaseosos; en el agua es posible encontrar sustancias como fósforo disuelto, arsénico (As), nitritos (NO₂^–) y nitratos (NO₃^–), entre otros; mientras que en el suelo se pueden encontrar contaminantes como el fósforo fijo, amonio (NH₄⁺), sulfatos y carbonatos.

Figura 2. Contaminantes más comunes presentes en el suelo, agua y aire. Fuente: elaboración propia.

La composición molecular de los contaminantes también determinará su solubilidad en agua. La capacidad de dilución de una sustancia depende de las cargas moleculares. Si las cargas son polares, la molécula va a ser hidrofílica y es muy probable que se transporte por el mecanismo de dilución. Si las cargas de la molécula son no polares, entonces será una sustancia hidrofóbica y probablemente se encontrará en suspensión al entrar a un cuerpo de agua. Asimismo, la volatilización es la propiedad que permite que una sustancia se convierta en gas. Si un compuesto es altamente volátil, entonces se encontrará principalmente en el aire y se transportará en el ambiente por medio de la dispersión. Por otro lado, la deposición o sedimentación gravitacional de partículas, es un mecanismo cuya ocurrencia es muy poco probable para contaminantes volátiles.

Finalmente, el origen de los contaminantes también puede ayudar a determinar si generará problemas en la calidad del agua, aire o suelo. En particular, la contaminación del aire se produce principalmente por la combustión de petróleo o carbón, que puede provenir de diversos tipos de motores y centrales termoeléctricas. Las principales fuentes de contaminación del aire provienen de las emisiones producidas por el sector industrial, el sector de transportes, la agricultura o las emisiones accidentales industriales. La contaminación sólida es causada por diferentes medios que incluyen fugas de camiones, edificios o sitios industriales/fabricantes, vertederos, sitios de cultivo que usan grandes cantidades de fertilizantes, entre otros. Por último, la contaminación del agua es causada principalmente por descargas de aguas residuales industriales o urbanas, escurrimientos agrícolas o urbanos, y otras fuentes de contaminación difusa o no puntual, como filtración del suelo y deposición atmosférica.

Esta nota presenta información general y proporciona una visión global sobre el transporte de las sustancias en el ambiente. Sin embargo, para analizar más detalladamente la persistencia y las rutas de movimiento, se tendrían que tomar en cuenta otros posibles mecanismos de transporte más específicos. Por ejemplo, los contaminantes pueden transformar su composición molecular a partir de reacciones químicas, o pueden degradarse con la luz solar bajo un proceso llamado fotólisis. También, pueden transportarse por medios biológicos mediante la bioacumulación, y así moverse en el ambiente a través de la cadena alimenticia; o en el caso contrario, mediante biodegradación, en la que los compuestos pasan por un proceso de descomposición en los organismos vivos, que puede reducir su movilidad y toxicidad. Adicionalmente, para una visión más específica del movimiento de contaminantes, se deben tomar en cuenta las variables del entorno que influyen en los mecanismos de transporte como la temperatura, humedad, velocidad y dirección de vientos, contenido de humedad en el suelo, entre otras.

En conclusión, los contaminantes tienen distintas propiedades y características, las cuales permiten estudiar su comportamiento en el medio ambiente. Sin embargo, las actividades humanas han acelerado los ciclos naturales de los contaminantes, provocando alteraciones en el medio ambiente y aumentando los riesgos para la salud. Al contaminar el medio ambiente, las actividades antropogénicas afectan negativamente la calidad del agua que bebemos, la calidad del aire que respiramos y la calidad del suelo en el que cultivamos alimentos. De hecho, se estima que alrededor del 30% de la carga mundial de enfermedades, están asociadas con los peligros de contaminación ambiental (Kjellstrom et al., 2006). Por ello es, importante conocer el impacto ambiental de nuestras actividades diarias y realizarlas con conciencia.