SANEAMIENTO AMBIENTAL UNIDAD 1 : SALUD PUBLICA

Qu son los Procesos Biogeoqumicos?

Se refiere al movimiento de los elementos de ozono, nitrgeno, oxigeno, hidrogeno, calcio, sodio, azufre, fosforo, potasio y otros elementos entre los seres vivos y el ambiente (atmosfera, biomasa y sistemas acuticos) mediante una serie de procesos: produccin y descomposicin.

En la biosfera, la materia es limitada de manera que su reciclaje es un punto clave en el

mantenimiento de la vida en la tierra; de otro modo los nutrientes se agotaran y la vida desaparecera. Los seres vivos toman carbono, nitrgeno y oxgeno y los usan para vivir y crecer. Si estn sustancias solo se usaran una vez, se habran agotado. Todos los animales y plantas respiran, crecen y, finalmente mueren y se descomponen. La descomposicin libera las sustancias de su cuerpo a la

bisfera para que se utilicen de nuevo.

Qu es la Biosfera?

Capa de aire, agua y suelo limitada a una distancia de aproximadamente 16 km (1/400 del radio de la tierra) en la cual existe vida pues se dan, entre otras, las siguientes tres (03) condiciones:

1) Se encuentra abundante agua lquida, sustancia vital para la vida y desarrollo social. 2) Cuenta con el aporte de energa solar, fuente de energa para la vida terrestre. 3) Coexisten las tres fases de la materia.

Por qu hay vida en la Biosfera? Es posible la produccin primaria de materia orgnica por fijacin de bixido de carbono atmosfrico segn la reaccin fotosinttica:

Qu otros elementos son importantes en la Biosfera?

PROCESOS BIOGEOQUIMICOS

Nace, crecen o se reproducen estos elementos?

En la naturaleza nada se crea, nada se destruye, todo se transforma

Esto es posible a travs de los ciclos biogeoqumicos

Son indispensables para que la biosfera se mantenga activa. Ello implica que los elementos biolgicamente importantes sufran cambios cclicos, de forma tal que despus de ser utilizados vuelvan a reponerse y reincorporarse con algn gasto de energa.

Cules son esos procesos?

Ciclo Hidrolgico

Fases del Ciclo Hidrolgico

RESERVA En los ocanos esta aprox. 97.5% agua,

partes de la superficie terrestre estn cubiertas por agua

EVAPORACION Humedad, Neblina, Roco

CONDENSACION El vapor de agua se enfra forma nubes

PRECIPITACION Lluvia, nieve o granizo

ESCORRENTIA Ros descargan 100 km3, H20/da al mar

Alteraciones del Ciclo Hidrolgico

Causas Principales

Sustitucin de ecosistemas naturales por cambios de uso.

Acumulacin de desechos txicos.

Efectos

Afectacin de especies animales y vegetales:

Desaparicin de especies sensibles

Aparicin de especies no aprovechables.

Acortamiento de cadenas alimenticias favoreciendo la descomposicin.

Aparicin de herbvoros pequeos con altas tasas de reproduccin.

El agua que nos rodea no naci en la ltima lluvia. Apareci hace 3,5 millones de aos y son 1,35 millardos de km3 aprox.

Es probable que bebamos la misma agua 100 veces durante toda nuestra vida

Calidad de Agua Es el conjunto de caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas que le confieren una particularidad o constitucin peculiar al agua, hacindola en consecuencia apta o no para un propsito determinado. El agua qumicamente pura es una rareza, que solo se consigue en un laboratorio

Algunas Propiedades del Agua Qumicamente Pura:

Sin color, ni olor, ni sabor.

Presente en 3 estados de agregacin

Alta viscosidad

Baja Conductividad Elctrica

Tensin Superficial Elevada

Absorbe grandes cantidades de calor.

Elevado Calor Sensible.

Elevado Calor Latente: Energa Mecnica en Elctrica a travs del agua.

Para pasar de 1 kg hielo -10C a 1kg de vapor 110C necesita un valor alto de energa. Incluso para cambiar de fase.

Impurezas incorporadas durante el ciclo hidrolgico:

Clasificacin de Impurezas Segn el tamao de la Impureza:

Solidos Disueltos: No se deposita ni es retenida por filtros. Puede ser molculas, gases: O2, CO2. Puede ser iones, Ca+2, Na+2, Fe+2 (cationes) o CI-, F- (Aniones).

Ej. El hierro da una coloracin rojiza. Solidos Suspendidos: Pueden sedimentar y ser retenidos en filtros comunes. Por su

tamao absorben la luz y hacen que el agua se vea turbia. Ej. Algas, Arcilla. Segn la naturaleza Qumica:

Materia Orgnica: Como restos de suelo, humus, residuos vegetales y animales, excremento de peces y aves, microorganismos.

Materia Inorgnica: Como sales alcalinas (Presencia de NaCl y presencias de Na+ y K+), sales de calcio y magnesio (para ello se utiliza el termino dureza del agua, corresponde al contenido de Ca+2 y Mg+2 en un volumen dado)

Algunas consideraciones sobre Microorganismos:

Son indicadores directos de la condicin fsico qumica del agua. El tipo y concentracin presente es consecuencia directa del tipo y concentracin de nutrientes en el agua, por ejemplo:

o Es imposible que exista alta concentracin de nutrientes y baja poblacin microbiana o viceversa, al menos que exista carencia de un elemento esencial o una condicin de toxicidad.

o En un cuerpo de agua con bajo contenido de materia orgnica, el nmero de total de microorganismos es bajo, por la limitacin de alimento, pero el nmero de especies es alto.

o En aguas con poca materia orgnica las algas tienden a crecer mejor que las materias.

o En aguas con alto contenido de materia orgnica predominan las bacterias pudiendo existir algunos hongos.

Cmo se incorporan al agua?

MECANISMOS DE INCORPORACION

Simple Disolucin

Ataque Qumico

Accin Abrasiva

Qu efecto tienen las impurezas sobre la calidad del agua? Partiendo de que el agua pura, en sentido estricto, no existe en la naturaleza El concepto de calidad de agua se relaciona con la naturaleza de esta y con la concentracin de impurezas que contenga. Las impurezas presentes en el agua son las que le proporcionan sus caractersticas. El concepto de impureza del agua es relativo; depende del uso especfico que se le da al recurso. Por ejemplo, impurezas poco importantes para el agua que se usa en la limpieza pueden ser claves en el agua para beber. En general las impurezas presentes en el agua pueden afectar su sabor y olor, color, turbidez, conductividad y resistividad, pH, dureza, alcalinidad, solidos, cantidad de cloruros, cantidad de sulfatos (si es muy alta confieren al agua un sabor amargo, puede tener un efecto laxante), etc.

CICLO DEL CARBONO

Es la utilizacin del carbono (energa) a travs del ecosistema terrestre.

18% de la Materia Orgnica viva est compuesta de Carbono

EXPLICACION

El carbono es esencial para construir las molculas orgnicas que caracterizan a los organismos vivos.

La principal fuente de carbono para los productores es el CO2 del aire atmosfrico, que tambin se halla disuelto en lagos y ocanos.

Adems hay carbono en las rocas carbonatadas (calizas, coral) y en los combustibles fsiles (carbn mineral y petrleo).

Durante la fotosntesis, las plantas verdes toman CO2 del ambiente abitico e incorporan el carbono en los carbohidratos que sintetizan. Parte de estos carbohidratos son metabolizados por los mismos productores en su respiracin, devolviendo carbono al medio circundante en forma de CO2. Otra parte de esos carbohidratos son transferidos a los animales y dems hetertrofos, que tambin liberan CO2 al respirar.

El ciclo completo del carbono requiere que los descomponedores metabolicen los compuestos orgnicos de los organismos muertos y agreguen nuevas cantidades de CO2 al ambiente. A todo lo anterior debe sumarse la enorme cantidad de CO2 que llega a la atmsfera como producto de la actividad volcnica, la erosin de las rocas carbonatadas y, sobre todo, la quema de combustibles fsiles por el hombre.

Alteraciones del ciclo del carbono El equilibrio existente puede verse alterado por los siguientes factores:

Tala indiscriminada. Aumento de liberacin de gases como el dixido de carbono (CO2) a la

atmosfera, provocando que el clima a nivel global cambie drsticamente en la forma de un aumento de temperatura exponencial.

La quema de combustibles fsiles arroja carbono a la atmosfera, por lo cual altera el ciclo de carbono de lento a rpido.

CICLO DEL NITROGENO

Por un proceso natural el nitrgeno se incorpora del aire al suelo y pasa a formar parte de los

organismos vivos antes de regresar a la atmosfera. 79% de la atmosfera es nitrgeno

EXPLICACION

El nitrgeno constituye un 79% de los gases atmosfricos, se trata de un macro-nutriente que todos los organismos necesitan para sintetizar protenas. Sin embargo solo algunas bacterias y algas son capaces de fijarlo junto al hidrgeno para formar amoniaco (NH2) cuando el amoniaco se incorpora al suelo las bacterias nitrificantes lo descomponen en nitrito y luego en nitrato este fenmeno se conoce como nitrificacin permite a las plantas incorporar el nitrgeno a su metabolismo, los vegetales son consumidos por los organismos superiores a travs de la cadena trfica y el nitrato vuelve al suelo tras su muerte o en forma de excremento gracias a la accin desnitrificante de algunas bacterias el nitrgeno para a la atmsfera y se cierra el ciclo.

Alteraciones del ciclo del Nitrgeno El equilibrio existente puede verse alterado por los siguientes factores:

Los cultivos intensivos y tala de bosques (que producen perdidas de Nitrgeno en los suelos)

Lixiviacin de tierras muy fertilizadas , tala de bosques y aguas residuales (que producen eutrofizacin de los ecosistemas acuticos)

Dixido de nitrgeno (autos, centrales trmicas) (que produce smog fotoqumico).

Los humanos han cambiado drsticamente las proporciones naturales de nitratos y nitritos

por actividad industrial y aplicacin de estircol al suelo con los siguientes efectos:

Reaccin con la hemoglobina de la sangre y con ello disminucin de la capacidad de transporte de oxigeno por la sangre (nitritos)

Bajo almacenamiento de agua (nitratos)

Disminucin del funcionamiento glndula tiroidea (nitratos)

Produccin de nitrosomas, causa de cncer (nitratos y nitritos)

CICLO DEL FOSFORO Proceso natural de utilizacin del fosforo a travs del ecosistema terrestre.

0,2% de las plantas y 1% de los animales El fosforo es un elemento vital

EXPLICACION

El ciclo del fsforo es un ciclo biogeoqumico que describe el movimiento de este elemento qumico en un ecosistema.

Los seres vivos toman el fsforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante meteorizacin se descomponen y liberan los fosfatos. stos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales. Cuando stos excretan, los descomponedores actan volviendo a producir fosfatos.

Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo toman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa como abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos. Los restos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orognicos.

De las rocas se libera fsforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales. Los animales obtienen fsforo al alimentarse de las plantas o de otros animales que hayan ingerido. En la descomposicin bacteriana de los cadveres, el fsforo se libera en forma de orto fosfatos (H3PO4) que pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato orgnico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos acuferos o a los ocanos. El ciclo del fsforo difiere con respecto al del carbono, nitrgeno y azufre en un aspecto principal. El fsforo no forma compuestos voltiles que le permitan pasar de los ocanos a la atmsfera y desde all retornar a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fsforo desde el ocano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las aves marinas que recogen el fsforo que pasa a travs de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Adems de la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geolgico de los sedimentos del ocano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de aos.

El hombre tambin moviliza el fsforo cuando explota rocas que contienen fosfato.

La proporcin de fsforo en la materia viva es relativamente pequea, pero el papel que desempea es vital. Es componente de los cidos nucleicos como el ADN. Muchas sustancias intermedias en la fotosntesis y en la respiracin celular estn combinadas con el fsforo, y los tomos de fsforo proporcionan la base para la formacin de los enlaces de alto contenido de energa del ATP, se encuentra tambin en los huesos y los dientes de animales. Este elemento en la tabla peridica se denomina como "P".