Biología (plan 1997) 2024-2

Optativas, Contaminación Ambiental

Facultad de Ciencias Grupo 2024-2

Asignatura Optativa: Contaminación Ambiental

Grupo: 5340 créditos: 10

Horarios: salón: Por definir. IMPORTANTE. Al grupo, si a las 14:30 aún no nos han asignado salón, nos vemos en ese horario enfrente del laboratorio de edafología, edifico A planta baja.

Lunes 14:30 a 17:30

Jueves 14:30 a 17:30

Imparten. Profesor Marcelo Rojas Oropeza

Profesora Mariana González Macedo

Presentación:

A escala planetaria enfrentamos un alto índice de degradación, pérdida de especies y ecosistemas debido al desequilibrio causado en los flujos de energía y/o materia en el ambiente. La ONU (2023) ha aclarado que, si bien el mundo se enfrentaba a un “Calentamiento Global”, este escenario ya es una realidad, y con el propósito de actualizar la descripción de la situación actual, declaró que vivimos un periodo de “Ebullición Global”. Este proceso de escala planetaria es efecto de un incremento de uso de energía y el traslado de materia de un sitio a otro, con o sin múltiples procesamientos y transformaciones que requieren a su vez más energía. Ocasionando una liberación de Carbono, que se usó como combustible en forma de hidrocarburos, y se traslada de su almacenamiento en el subsuelo a la atmósfera en forma de gas de efecto invernadero. Esta acumulación de materia y energía 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. Esta alteración de homeostasis afecta los bioprocesos. La contaminación se debe a dos causas, la primera es originada por el impacto de procesos 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 de índole sociopolítica y económica (Buch, 2020). Estos factores fortalecen la contaminación, degradación y pérdida de la cantidad y calidad de recursos, generando problemas complejos y perversos. La alteración en el equilibrio de los ecosistemas hace difícil los trabajos de conservación, mitigación, restauración y recuperación de estos 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 ebullición global (Dokas y Boerner, 2007; Huang et al., 2007). Ante esto es absolutamente prioritario el reconocimiento y monitoreo de la contaminación, y estudios de evaluación de impacto ambiental, riesgo que permitan una mejor comprensión de cómo ocurren estas alteraciones y como pueden ser prevenidas, 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 y políticas públicas; manejo, control, recuperación, tratamiento y protección, de los desechos para su posterior reúso 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 vista ingenieril, la ciencia básica y las sociales.

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 actuales. 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, químico, 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 Suelo

3 1 Generalidades del suelo y sus propiedades edafológicas.

3.2 Características físicas y químicas del suelo edáfico.

3.3 Microbiología del suelo.

3.4 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.

3.5 Resiliencia, plasticidad y resistencia del suelo.

3.6 Métodos y técnicas de evaluación.

3.7 Tratamiento y rehabilitación del suelo.

a) Remediación fisicoquímica de los suelos.

b) Biorremediación.

c) Reforestación.

d) Atenuación natural.

e) Geomembranas.

3.8 Normatividad.

iV. Contaminación del Aire

4.1 La atmósfera: generalidades.

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

4.3 Clasificación de agentes contaminantes y su origen.

a) Fuentes contaminantes puntuales y no puntuales.

b) Clasificación de agentes contaminantes.

4.4 Efectos de la contaminación atmosférica.

a) Efecto invernadero

b) Smog fotoquímico.

4.5 Métodos y técnicas de evaluación.

4.6 Normatividad.

4.7 Cambio climático. Aspectos discretos con efectos globales.

V. Contaminación del Agua

5.1 El agua y sus propiedades.

5.2 Características generales de las masas de agua naturales.

5.3 Clasificación de agentes contaminantes.

a) Contaminación puntual y no puntual.

b) Tipos de contaminantes.

5.4 Métodos y técnicas de evaluación.

5.5 Tratamiento y Reúso.

a) Características de las aguas residuales.

b) Tecnologías para tratamiento de aguas residuales (Humedales y Plantas de Tratamiento)

c) Reuso de aguas tratadas.

d) Potabilización.

5.6 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. Generalidades de Evaluación de Impacto y Riesgo Ambiental

Se proporcionan 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 yestructura, predicción de grupos funcionales.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 una salida al campo, en virtud de ser aprobada por la coordinación de biología. La coordinación y fechas (por confirmar) de salida serán abordadas a detalle en clase.

La salida al campo tiene como objetivo 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.

Requisitos Académicos. Se recomienda que el alumno haya cursado los cuatro primeros semestres de biología. En el caso de alumnos interesados de otras carreras se verá cada caso en particular. El curso es presencial y de ser aprobada la salida es de carácter obligatorio.

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. El alumno tiene libertad de proponer temas de su interés, que podrá desarrollar una vez que el tema sea aprobado por los profesores. Los profesores también propondrán temas a investigar en caso de que los alumnos así lo requieran.

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 Problemática histórica, creación y operaciones, eventos significativos que contribuyeron a la contaminación del suelo. Impactos en salud humanda y biodiversidad local, métodos de monitoreo. Acciones de remediación y rehabilitación, evaluando su eficacia y la participación comunitaria. Conexión entre la contaminación del suelo y la calidad del agua. Perspectivas a futuro y promoción del desarrollo urbano sostenible en la zona.

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, requisitos para garantizar su seguridad?, entonces, ¿Qué tipo de tratamiento sugieres, considerando viabilidad económica y logística bajo normatividad mexicana?

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. Descripción de las características únicas de la zona, importancia ecológica, funcionalidad como hábitat y servicios ecosistémicos. 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 reuso de recursos, tratamiento de aguas residuales, manejo de residuos sólidos y medidas de conservación. Participación comunitaria y transparencia en toma de decisiones.

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, descripción y eficiencia de la red de distribución?, Problemas relacionados suministro, sobreexplotación de acuíferos, degradación de fuentes de agua, ¿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 desbasto de líquido en la ciudad de México, cuáles serían sus repercusiones inmediatas y a mediano plazo?. ¿Qué alternativas y tecnologías pueden usarse para mejorar la eficiencia? Cooperación entre diferentes niveles de gobierno en la gestión hídrica

También se aceptarán temas sugeridos por los alumnos, siempre y cuando estén relacionados al tema de contaminación ambiental.

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