Biología (plan 1997) 2013-2

Optativas, Contaminación Ambiental

Contaminación Ambiental

Dr. Rodolfo Omar Arellano Aguilar¹; Dr. Marcelo Rojas Oropeza²

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

¹ omar.arellano2@gmail.com

² tynhamu@yahoo.com.mx

Blog: http://toxicosunam.blogspot.mx/

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 aire, suelo y agua del ambiente afectado, 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, siendo esta última la que cobra mayor importancia. 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 y 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, 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.

Objetivos

1. Conocer los conceptos teóricos y su aplicación sobre la contaminación, sus fuentes, modos de dispersión y consecuencias; así como los métodos de monitoreo, legislación en materia nacional e internacional 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.
4. Conocer la problemática ambiental a nivel nacional a partir del contacto con movimientos sociales. Se abordarán problemas ambientales reales en materia de manejo ambiental. Se buscará proyectar soluciones a través de la participación de los estudiantes en campo.
5. Efectuar actividades de difusión y transmisión de conceptos teóricos ambientales a los habitantes de la comunidad.

Temario:

I. Generalidades

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

1.1 Aspectos físicos y químicos: evolución del planeta tierra.

1.2 Aspectos históricos que han impactado al ambiente.

1.3 Contaminación definición de conceptos.

1.4 Explosión demográfica, asentamientos humanos y contaminación.

1.5 Tipos de contaminación.

1.6 Riesgos ambientales para la salud.

1.7 Normatividad en materia de contaminación ambiental.

II. La contaminación y el medio ambiente: factores abióticos y bióticos

Conocer las características, origen y efectos de los diversos agentes contaminantes.

2.1 Clasificación de contaminantes.

2.2 Contaminantes físicos (radiación), químicos (plaguicidas) y biológicos (organismos genéticamente modificados).

2.3 Rutas y destino de los contaminantes en el ecosistema.

2.4 Mecanismos de toxicidad.

2.5 Mecanismos de resistencia o tolerancia.

iII. Contaminación del aire

3.1 La atmósfera: generalidades.

3.2 Propiedades físicas del aire e influencia de los factores meteorológicos y el relieve.

3.3 Clasificación de agentes contaminantes y su origen a) Fuentes contaminantes puntuales

y no puntuales, b) Clasificación de agentes contaminantes.

3.4 Efectos de la contaminación atmosférica a) Efecto invernadero, b) Smog fotoquímico.

3.5 Métodos y técnicas de evaluación.

3.6 Normatividad.

3.7 Cambio climático.

IV. Contaminación del agua

4.1 El agua y sus propiedades.

4.2 Características generales de las masas de agua naturales.

4.3 Clasificación de agentes contaminantes a) Contaminación puntual y no puntual, b) Tipos

de contaminantes.

4.4 Métodos y técnicas de evaluación.

4.5 Tratamiento y Reuso a) Características de las aguas residuales, b) Tecnologías para

tratamiento de aguas residuales, c) Reuso de aguas tratadas, d) Potabilización.

4.6 Normatividad.

V. Contaminación del suelo

5 1 Generalidades del suelo y sus propiedades edafológicas.

5.2 Características físicas y químicas del suelo edáfico.

5.3 Microbiología del suelo.

5.4 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.

5.5 Resiliencia, plasticidad y resistencia del suelo.

5.6 Métodos y técnicas de evaluación.

5.7 Tratamiento y rehabilitación del suelo a) Remediación fisicoquímica de los suelos, b)

Biorremediación, c) Reforestación, d) Atenuación natural, e) Geomembranas.

5.8 Normatividad.

VI. Monitoreo ambiental

Se brinda un acercamiento para abordar problemas ambientales y buscar soluciones

6.1 Introducción al monitoreo ambiental: Modelos de QSAR, ECOSAR para el monitoreo de

nuevas sustancias tóxicas.

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

6.3 Sistemas de detección de daño.

6.4 Organismos centinela.

6.5 Biomonitores.

6.6 Biomarcadores.

6.7 Estudios de monitoreo a) Monitoreo de plaguicidas por metabolismo en plantas, b)

Monitoreo en ambientes acuáticos: Invertebrados, plantas, vertebrados, c) Monitoreo

genético.

6.8 Limitaciones en el uso de indicadores biológicos de exposición.

6.9 Modelo de interconexión entre la integridad ecológica y la salud humana

6.10 Métodos de remediación de ambientes contaminados.

VII. Evaluación de impacto y riesgo ambiental

Se revisarán los conceptos básicos para la evaluación de riesgo ambiental

7.1 Conceptos de evaluación de impacto y riesgo ambiental.

7.2 La evaluación de Impacto Ambiental.

7.3 Metodologías a) Componentes en la evaluación de impacto ambiental, b)

Caracterización ambiental, c) Matriz de impactos y mitigación o atenuación, d)

Monitoreo y evaluación, e) Legislación y acciones coordinadas intersectoriales.

7.4 La evaluación de Riesgo Ambiental.

7.5 Modelo conceptual de la evaluación de riesgo ambiental.

7.6 Componentes de evaluación de riesgo ambiental.

7.7 Metodologías a) Caracterización del riesgo, b) Estimación de la exposición, c) Ruta de

exposición, d) Evaluación de la exposición.e) Tipos de respuesta a la exposición a

contaminantes ambientales, f) Efectos fisiológicos y bioquímicos, g) Mutagénesis, h)

Carcinogénesis, i) Teratogénesis.

7.8 Metodologías y Técnicas empleadas en la evaluación del riesgo a) in vivo, b) in situ, c) in

vitro.

7.9 Comunicación de riesgo.

7.10 Legislación y acciones coordinadas intersectoriales.

VIII. Métodos de remediación de ambientes contaminados: agua, suelo y aire.

8.1 Métodos tradicionales microbiológicos.a) Aislamiento de cultivos puros.b) Observación

microscópica.c) Pruebas bioquímicas (Placas API, Placas Biolog).d) Micro- y

mesocosmos.

8.2 Nuevos métodos microbiológicos en microbiología ambiental: técnicas sin necesidad

del aislamiento microbiano a) Técnicas inmunológicas, b) Técnicas de ácidos grasos, c)

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.

IX. Problemas socioambientales derivados de la contaminación en méxico.

Se discutirán y analizarán los problemas nacionales respecto a la disponibilidad y calidad de los recursos y sus efectos ecológicos, sociales, de salud y económicos.

9.1 Caracterización de los problemas de contaminación ambiental en la República

Mexicana.

9.2 Problemática ambiental escenarios globales y nacionales: agua, uso de suelo y salud.

9.3 Conflictos socio-ambientales y Justicia ambiental.

Salida de Campo. El curso contempla salidas al campo. La coordinación y fechas (por confirmar) de salida serán abordadas a detalle en clase. Las salidas al campo tienen como objetivos reforzar el conocimiento aprendido en clase al mismo tiempo de incentivar, formar, forjar y entrenar el interés científico, práctico y social en los estudiantes del curso. Una de las salidas al campo involucra el trabajo dentro de una comunidad indígena. Esta comunidad pertenece a la etnia hñahñú que se desarrolló a partir de condiciones de marginación, alta migración y nulo desarrollo económico, para escalar a actividades de explotación turística bajo el auspicio gubernamental federal en el 2004, a través de la Comisión Nacional para el Desarrollo de los Pueblos Indígenas, mejor conocida como Comisión para el Desarrollo Indígena, la CDI (http://www.cdi.gob.mx/ecoturismo/hidalgo_gran_canon_ecoalberto.html). Sin embargo, durante la concepción del proyecto o durante su desarrollo, no se integró la adecuada protección y manejo de los recursos abióticos y bióticos de la comunidad, factor que compromete la calidad y equilibrio ambiental, al darse un incremento en el uso de recursos y disposición de residuos sólidos debidos al tránsito de turistas y las actividades que se desarrollan (http://www.parqueecoalberto.com/). Es por ello que durante el curso de contaminación ambiental, los estudiantes podrán participar en actividades que corrijan, rehabiliten y restauren las omisiones efectuadas en este proyecto. Esta labor no sólo se queda a nivel técnico, se pretende la comprensión de la complejidad social que involucra este proyecto y su impacto en los habitantes de esta comunidad.

Requisitos Académicos. Se recomienda que el alumno haya cursado los cuatro primeros semestres de la carrera de biología y tengan conocimiento de química, bioquímica, fisiología, así como geología. En el caso de alumnos interesados de otras carreras se verá cada caso en particular.

Evaluación del Curso.