Presentación del grupo 5328 - 2012-1.

Contaminación Ambiental

(Materia Optativa)

Dra. Cecilia Robles Mendoza

Facultad de Ciencias - Laboratorio de Ecofisiología – UNAM

Biol. Marcelo Rojas Oropeza

Facultad de Ciencias – Departamento de Ecología y Recursos Naturales - UNAM

PRESENTACIÓN: En la actualidad enfrentamos un alto índice de degradación y pérdida de especies y ecosistemas debido al desequilibrio causado en los flujos de energía y/o materia en el ambiente. Este incremento de energía o materia en un ambiente determinado se denomina contaminación, la cual se reconoce cuando se manifiestan efectos adversos en las características abióticas y bióticas en el ambiente aéreo, terrestre y acuático y este es rebasado en sus mecanismos de atenuación natural. La contaminación se debe a dos causas, la primera es originada por el impacto de fenómenos naturales y la segunda por el impacto de actividades humanas. El impacto ambiental antropogénico se debe al crecimiento y expansión demográfica, el cual se acompaña de la intensa deforestación, el cambio de uso de suelo, la sobreexplotación de recursos hídricos y de suelos, ganadería y agricultura extensiva, transformación y manufactura de recursos naturales en bienes de consumo, emisión de compuestos inexistentes en la naturaleza, entre otros. Estos factores fortalecen la pérdida de cobertura vegetal primaria y de especies, favorecen incendios, aceleran procesos de salinización y agotamiento de mantos freáticos, pérdida de los servicios y bienes ambientales, problemas sociales entre otros problemas. La alteración en el equilibrio de los ecosistemas hace difícil los trabajos de conservación, mitigación, restauración y recuperación de los mismos. Selvas y bosques son graves escenarios de degradación, que deriva en la aceleración de los procesos destructivos en forma sinérgica en detrimento de nuestros ecosistemas naturales, lo cual, a su vez, contribuye al efecto de calentamiento global (Dokas y Boerner, 2007; Huang et al., 2007). Ante esto es absolutamente prioritario el monitoreo de la contaminación y estudios de evaluación de impacto ambiental y de riesgo ambiental, que permitan una mejor comprensión de cómo ocurren estas alteraciones y como pueden ser mitigadas o hasta corregidas, con el fin de mejorar la optimización de los recursos, mejorar los procesos de producción y transformación de productos y bienes, planeación de programas de reforestación; manejo, control, recuperación, tratamiento y protección, de los desechos para su posterior reuso cuando esto sea posible. En el presente curso se contará con la participación de investigadores invitados en diferentes temas para abordar con ejemplos concretos y transmisión de sus experiencias, soluciones a problemas ambientales de interés nacional desde el punto de vistade la ciencia básica y tecnológica.

OBJETIVOS:

1. Conocer los conceptos teóricos básicos y su aplicación sobre la contaminación, sus fuentes, modos de dispersión y consecuencias; así como los métodos de monitoreo, legislación y control de los contaminantes.

2. Abordar y analizar los efectos en el equilibrio ecológico global en la evolución terrestre en relación con la intervención antropogénica.

3. Brindar y fortalecer criterios técnicos y metodológicos para la evaluación y aportación de soluciones a problemas de contaminación ambiental.

TEMARIO:

I. GENERALIDADES. Definir el concepto de contaminación y describir su importancia en el aspecto físico, biológico y social.

1.1. Contaminación. Definición de conceptos

1.2. Aspectos físicos y químicos: evolución del planeta tierra.

1.3. Aspectos antropogénicos: históricos, sociales, técnicos y científicos.

1.4. Explosión demográfica, asentamientos humanos y contaminación.

1.5. Tipos de contaminación.

1.6. Riesgos ambientales y cambio climático

2. LA CONTAMINACIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE: FACTORES ABIÓTICOS Y BIÓTICOS. Conocer las características, origen y efectos de los diversos agentes contaminantes.

2.1. Factores físicos, químicos y biológicos.

2.2. Interacción de los contaminantes.

2.3. Rutas de exposición.

2.4. Toxicocinética de contaminantes ambientales.

2.4.1 Exposición.

2.4.2 Absorción.

2.4.3 Distribución y almacenamiento.

2.4.4 Metabolismo.

2.4.5 Biotransformación.

a) Reacciones de fase I.

b) Reacciones de fase II.

2.5 Toxicodinámica.

2.6 Caracterización de la respuesta tóxica.

2.7 Relación dosis-respuesta.

2.8 Curvas Dosis-Respuesta.

2.9 Índices de toxicidad.

3. MONITOREO AMBIENTAL Se brinda un acercamiento para abordar problemas ambientales y buscar soluciones.

3.1 Introducción al monitoreo ambiental.

3.2 Lineamientos generales para la elaboración de protocolos de monitoreo ambiental.

3.3 Sistemas de detección de daño.

3.4 Organismos centinela.

3.5 Biomonitores.

3.6 Biomarcadores.

3.7 Estudios de monitoreo.

3.8 Limitaciones en el uso de indicadores biológicos de exposición.

4. EVALUACIÓN DE IMPACTO Y RIESGO AMBIENTAL Se proporcionan los conceptos básicos para la evaluación de impacto y riesgo ambiental.

4.1Evaluación de impacto ambiental.

4.1.1 Métodos de la evaluación del impacto ambiental.

4.2 Evaluación del riesgo ambiental.

4.2.1 Identificación de problema.

4.2.2 Evaluación de la exposición.

4.2.3 Evaluación de los efectos.

a) Efectos fisiológicos y bioquímicos.

b) Mutagénesis.

c) Carcinogénesis.

d) Teratogénesis.

4.2.4 Caracterización del riesgo.

5. CONTAMINACIÓN DEL AIRE

5.1. La atmósfera: generalidades.

5.2.Propiedades físicas del aire e influencia de los factores meteorológicos y topográficos.

5.3. Clasificación de agentes contaminantes y su origen.

a). Fuentes contaminantes puntuales y no puntuales.

b). Clasificación de agentes contaminantes.

5.4. Efectos de la contaminación atmosférica.

a) Efecto invernadero.

b) Smog fotoquímico.

5.5. Métodos y técnicas de evaluación.

5.6. Normatividad.

5.7. Cambio climático

6. CONTAMINACIÓN DEL AGUA

6.1 El agua y sus propiedades.

6.2 Propiedades generales de las masas de agua.

6.3. Clasificación de agentes contaminantes.

a) Contaminación puntual y no puntual.

b) Clasificación de contaminantes.

6.4 Métodos y técnicas de evaluación.

6.5 Tratamiento y Reuso.

a) Características de las aguas residuales.

b) Tecnologías para tratamiento de aguas residuales.

c) Reuso de aguas tratadas.

d) Potabilización.

6.6 Normatividad.

7. CONTAMINACIÓN DEL SUELO

7.1. Generalidades del suelo y sus propiedades edafológicas.

7.2. Características físicas y químicas del suelo edáfico.

7.3. Microbiología del suelo.

7.4. Clasificación de agentes contaminantes del suelo.

a) Contaminación puntual y no puntual.

b) Impacto, degradación y alteración edáfica del suelo.

c) Cambio de uso de suelo.

7.5. Resiliencia, plasticidad y resistencia del suelo.

7.6. Métodos y técnicas de evaluación.

7.7. Tratamiento y rehabilitación del suelo.

a) Remediación fisicoquímica de los suelos.

b) Biorremediación.

c) Reforestación.

d) Atenuación natural.

e) Geomembranas.

7.8. Normatividad.

8. MÉTODOS MICROBIOLÓGICOS DE ANÁLISIS EN COMUNIDADES MICROBIANAS PARA CARACTERIZACIÓN Y SEGUIMIENTO DE LOS PROCESOS DE TRATAMIENTO O REMEDIACIÓN EN AGUA, SUELO Y AIRE:

8.1 Métodos tradicionales microbiológicos: Aislamiento de cultivos puros, Observación microscópica, Pruebas bioquímicas (Placas API, Placas Biolog), Micro- y mesocosmos.

8.2 Nuevos métodos microbiológicos en microbiología ambiental: técnicas sin necesidad del aislamiento microbiano.

8.2.1. Técnicas inmunológicas.

8.2.2. Técnicas de ácidos grasos.

8.2.3. Técnicas de biología molecular.

8.3. Introducción a la biología molecular: Estudio taxonómico, o de la función para determinación de la diversidad, abundancia, función, estructura,…; Sondas de ácidos nucleicos (Cebadores o Primer´s); PCR, reacción en cadena de la polimerasa (Polimerase Chain Reaction); Métodos de análisis de comunidades microbianas con técnicas de ADN o ARN (Clonación y secuenciación, Técnicas de “huella genética” (ARDRA, RFLP, RISA, TGGE/DGGE, RAPD, SSCP,…), Técnicas de hibridación (Ex situ, Fish), Metagenoma); Microarreglos.

9. CONTAMINACIÓN RADIACTIVA.

9.1. Ciclo de vida de los materiales de uso radioactivo y nuclear: Extracción, manejo, uso, enriquecimiento, recuperación, manejo, transporte y confinamiento.

9.2. Energía nuclear y su posición actual frente a otros energéticos: riesgos, costos, medio ambiente.9.3. Equipos de uso cotidiano con fuentes radiactivas: medicina, investigación e industrial.

9.4. Efectos a la salud: Contaminación y radiación.

9.5. Estimación de exposición.

9.6. Evaluación de riesgo.

10. CONTAMINACIÓN EN MÉXICO Se discutirán y analizaran los problemas nacionales respecto a la disponibilidad y calidad de los recursos y sus efectos ecológicos, sociales, de salud y económicos.

10.1. Problemática ambiental en la ciudad de México y área metropolitana.

10.2. Plaguicidas (organoclorados y organofosforados) una experiencia en Xochimilco.

10.3. Realidad ambiental y futuro de los sistemas costeros y de manglar ante el embate turístico.

SALIDA DE CAMPO.La salida de campo tiene como objetivos, incentivar, formar, forjar y entrenar el interés científico, práctico y social en los estudiantes del curso. Se efectuará una visita a la zona federal del ex lago de Texcoco, en donde se podrán observar detalladamente los trabajos de lavado de suelos salinos sódicos del ex lago, así como la infraestructura, tipo y operación de las plantas de tratamiento de aguas residuales allí instaladas para tratamiento de aguas residuales provenientes del oriente de la ciudad de México. Podremos conocer los avances en materia de actividad forestal que permitieron solucionar los problemas de contaminación atmosférica de la ciudad de México, por tolvaneras ocurridas entre los años 70 y 80´s. Hoy esta zona federal ofrece nuevamente un refugio invernal a la avifauna local y migratoria, se administran las aguas tratadas para uso en el relleno sanitario, bosque de Aragón y de recarga a manto freático, así como un espacio de investigaciones en ciencias básicas y aplicadas. REQUISITOS ACADÉMICOS. Sólo se aceptarán los alumnos que hayan cursado los cuatro primeros semestres de biología. En el caso de alumnos interesados de otras carreras se verá cada caso en particular.EVALUACIÓN DEL CURSO.

ENSAYOS Temas a desarrollar individualmente: Se asignarán fechas impostergables para la entrega de los documentos por escrito y en archivo Word, se proporcionarán las características del documento a entregar en cada caso. Se busca el trabajo de análisis real por parte del alumno, como parte de su formación.

1.Áreas Naturales Protegidas y de Reserva Ecológica en México.

2.Deforestación mundial y nacional3.Calentamiento Global.

4.Aspectos económicos de la globalización: su relación con el medio ambiente y la contaminación, (política internacional, seguridad nacional, expansión económica de China).

5.Situación de los energéticos en el mundo actual y a futuro.

6.Desplazamiento de especies y enfermedades que afectan al hombre.

7.Problemas de seguridad nacional en México y Resto del mundo relacionados a la contaminación y degradación ambiental.

8.Contaminación, urbanismo y consumismo.

9.Contaminación y riqueza marina.

10.Desaceleración económica global y su efecto en el cambio climático. ¿Los países pobres deben ignorar el cuidado ambiental por la necesidad de cubrir sus necesidades básicas?, hechos actuales y perspectivas a corto y mediano plazo.

11.Medio ambiente y derecho constitucional en México.

12.Grandes ciudades y pequeños poblados rurales, ¿Retos y cuidados de su entorno ecológico?

TRABAJO SEMESTRAL A SUSTITUIR EL TRABAJO DE LA SALIDA DE CAMPO. Temas a elegir (En caso de no asistir al campo se entregará un trabajo a elegir de esta lista o, algún otro sugerido y aprobado por los profesores):

1. CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN LA CIUDAD DE MÉXICO. Abordar la problemática histórica de la calidad del aire en la ciudad, tipo de contaminantes, políticas de control implementadas, perspectivas a futuro sobre la contaminación del aire en la ciudad de México.

2. CONTAMINACIÓN DE SUELO POR HIDROCARBUROS EN EL ÁREA DE LA EX-REFINERÍA 18 DE MARZO EN AZCAPOTZALCO, CIUDAD DE MÉXICO. Abordar la problemática histórica de la calidad del aire en la ciudad, tipo de contaminantes, políticas de control implementadas, perspectivas a futuro sobre la contaminación del aire en la ciudad de México.

3. CONTAMINACIÓN DE AGUA POR FUENTE FIJA EN UN CENTRO COMERCIAL. ¿Qué tipo de agua es la que se recibe en la emisión final?, ¿Cuáles son sus principales características fisicoquímicas y biológicas?, ¿Puede ser reutilizada? Si lo es, ¿En dónde o como puede reutilizarse, que características requiere para esa utilidad?, entonces, ¿Qué tipo de tratamiento sugieres?.

4. COMUNIDADES INDÍGENAS Y SU IMPORTANCIA EN LA PRESERVACIÓN DE SU ENTORNO AMBIENTAL E HISTÓRICO. Reconocer experiencias nacionales y en otros países en donde poblaciones nativas con tradición ancestral han efectuado tareas de preservación ecológica y cultural, ya sea bajo una concepción formal (políticas de estado para la preservación ambiental) y con conciencia ambiental, o sin necesidad de estos conceptos. Sus retos y desafíos frente al orden político, económico y social prevaleciente que pueda alterar y afectar su pervivencia y el modo de uso de sus recursos naturales.

5. IDENTIFICACIÓN DE LAS DIVERSAS FUENTES DE CONTAMINACIÓN E IMPACTO AMBIENTAL EN UNA ZONA COSTERA DE MANGLAR, POR CAMBIO DE USO DE SUELO A UN DESARROLLO DE GRAN TURISMO (HOTEL CON 1000 HABITACIONES, CLUB DE GOLF, MARINA, ALBERCAS, RESTAURANTES, ETC.). Realizar un ejercicio para conocer los problemas ambientales relacionados al desarrollo de actividades comerciales turísticas dirigidas a los mercados de alta cotización económica. Fuentes emisoras de contaminación, impactos a suelo, fauna y flora, mantos freáticos, cuerpos de agua superficiales y poblaciones humanas nativas en su contexto económico, social y cultural. Estrategias de ordenamiento, mitigación, control y optimización y rehusó de recursos.

6. SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS A FUTURO DEL SUMINISTRO DE AGUA POTABLE EN LA CIUDAD DE MÉXICO Y SU ÁREA METROPOLITANA. ¿Cuáles son los problemas principales que enfrenta la ciudad de México y su área metropolitana en cuanto a la cantidad y calidad del agua que reciben sus habitantes?, ¿Esta situación es sostenible a corto, mediano y largo plazo?, ¿Las autoridades en sus diferentes niveles cuentan con propuestas para enfrentar estos retos?, ¿Qué magnitud tendría un desbastó de líquido en la ciudad de México, cuáles serían sus repercusiones inmediatas y a mediano plazo?.

7. TAMBIÉN SE ACEPTARÁN TEMAS SUGERIDOS POR LOS ALUMNOS, SIEMPRE Y CUANDO ESTÉN RELACIONADOS AL TEMA DE CONTAMINACIÓN AMBIENTAL.

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