Capitulo 2. Ambiente, Ciencia y Tecnología    2.1. Contaminación y contaminantes

La Crisis ambiental y la Contaminación

En la actualidad, la crisis ambiental que el Mundo Moderno y Postmoderno sufre en estos inicios del siglo XXI, se manifiesta como deforestación y destrucción de habitats, erosión, la disponibilidad y calidad de agua potable y la contaminación. Todas estas manifestaciones de la crisis ambiental, son resultado de los distintos impactos ambientales que los seres humanos han ejercido sobre los ecosistemas naturales, variando en caracteres e intensidades, ya sea afectando a nivel local o adquiriendo caracteres globales y extensos. En el mundo actual, la contaminación se ha convertido en uno de los problemas que más preocupa a los gobiernos y a la Sociedad, al grado de que para muchas personas, contaminación, deterioro ambiental y ecología, son palabras inseparables.

Concepto de Contaminación

Podemos definir a la contaminación, de varias formas como las dos definiciones siguientes:

- La introducción en el ambiente de sustancias o energía, susceptible de provocar el deterioro directo e indirecto de los ecosistemas y de los seres vivos, y que afectan las propiedades físicas y químicas del medio, los ciclos de materia y energía y la abundancia de los organismos vegetales y animales.- Es la adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidades tales, que causa efectos adversos en los seres humanos, animales o vegetales o materiales, que se encuentran expuestos a dosis (concentración por tiempo) que sobrepasan los niveles que se encuentran regularmente en la Naturaleza.

Sociedad y Contaminación

Desde el siglo XVIII hasta el siglo XXI, los seres humanos y la Sociedad han arrojado al ambiente que les rodea, una gran cantidad de productos químicos y de agentes físicos, como consecuencia del dominio humano sobre la Naturaleza, al extraer y transformar los seres, objetos y fenómenos naturales en satisfactores. Los especialistas han observado, que existe una relación muy importante entre el uso de los recursos naturales, específicamente de los elementos ambientales, con la población y los problemas de contaminación. En esta relación, entre mayor sea la densidad y crecimiento de las poblaciones en un área geográfica, mayores serán las necesidades de esta población creciente y por lo tanto para satisfacer estas necesidades, se requerirán numerosos satisfactores y por lo tanto una mayor extracción, transformación y utilización de los recursos naturales; esto provocara numerosos e importantes problemas ambientales, especialmente los de contaminación.

Eventos que conducen a la contaminación ambiental

Los eventos que han conducido al incremento de la contaminación ambiental los podemos sintetizar en tres básicos: Primero, la invención y aplicación de nuevas técnicas de producción (Revoluciones Tecnológicas), segundo, el aumento sostenido de la población humana y tercero, el crecimiento continuo de ciudades y poblaciones urbanas.

La humanidad ha poblado la Tierra solo durante los último 40, 000 años, de un total de 4.6millones de años; Durante los primeros 30, 000 años, los seres humanos se dedicó a la caza-recolección y en los últimos 10, 000 años, cambió sus hábitos debido, a dos eventos culturales y tecnológicos: la invención de la agricultura y la ganadería (hace 10, 000 años) y la Revolución industrial (hace 275 años). A partir de estos cambios socio-tecnológicos, los seres humanos conocieron nuevos desarrollos y tecnologías que sirvieron tanto para satisfacer sus necesidades como para crear otras nuevas, generando así más desechos. El aumento exponencial de la población humana del planeta en los últimos años, debido a mejores condiciones de vida y los continuos avances médicos y de higiene, ha hecho que la población del planeta se duplicara entre 1950-1980, pasando de 2.5 mil millones a 5.1 mil millones de habitantes, para luego pasar entre 1990 a 2007, de 5.5 mil millones a 6.6 mil millones de habitantes. En cuanto al aspecto urbano, la población de las ciudades representa alrededor del 42 % de la población mundial y crece aproximadamente a una tasa del 2.5 % anual promedio; esto implica la continua expansión física de la infraestructura urbana a costa del campo que le rodea, así como el aumento sostenido de la población urbana, que arriesga en conjunto la precaria situación ecológica mundial.

La contaminación del suelo

En el pasado, la mayoría de la basura que los seres humanos producían por sus actividades de extracción, modificación y consumo de recursos era biodegradable; esto es, que la basura y la mayoría de los desperdicios que los seres humanos producían, se descomponían de forma natural y eran totalmente consumidos por la acción de insectos, hongos y bacterias, para posteriormente ser reincorporados al suelo como humus. Actualmente, a principios del siglo XXI, se produce cada vez más basura y los nuevos productos sintéticos, como el plástico y los derivados del petróleo, no son biodegradables y se desechan generalmente en basureros o tiraderos a cielo abierto. Otro gran problema de la contaminación del suelo y del subsuelo, se presenta con la eliminación de desechos tóxicos industriales y la basura radioactiva.

La contaminación de agua

Muchas de las aguas interiores (lagos, lagunas, manantiales, ríos y arroyos) y de las zonas costeras del mundo, se encuentran fuertemente contaminadas. Una parte de esta contaminación es causada por accidentes, como los derrames de barcos petroleros o los incendios de industrias ubicadas junto a ríos. Sin embargo, la mayor parte de la contaminación de corrientes y cuerpos de agua, se debe a la eliminación descuidada e irresponsable de desechos urbanos e industriales y otras actividades humanas que realizan cerca de los cuerpos de agua, como tiraderos de basura a cielo abierto, laminería y extracción petrolera, la utilización de pesticidas y fertilizantes, la lluvia ácida que trae consigo los contaminantes atmosféricos, etc.

La contaminación de aire

La atmósfera siempre ha jugado el papel de depósito temporal de numerosos gases y partículas producidos naturalmente. En la Naturaleza existen mecanismos de regulación que permiten equilibrar las entradas y salidas de estas sustancias a través de los ciclos biológicos-químicos naturales de absorción y degradación. La atmósfera terrestre contiene cerca de 77 % de nitrógeno y 21 % de oxigeno, el 2 % restante esta constituido por otros gases. Algunos de estos gases son liberados en a atmósfera por las erupciones volcánicas, la vegetación o la descomposición bacteriana

Sin embargo, las actividades humanas han agregado a la atmósfera numerosas sustancias y en cantidades muy por encima de las que existían previamente. La contaminación atmosférica afecta principalmente las zonas urbano-industriales, pero los movimientos de las masas de aire, desplazan estas sustancias y afectan zonas rurales alejadas del área de emisión. De hecho actualmente toda la atmósfera del planeta se encuentra contaminada en mayor o menor grado, y esto afecta, entre otras cosas, la salud de las personas. Particularmente grave es su efecto en aquellos centros urbanos como la Ciudad de México, por sus condiciones topográficas o climáticas, no permiten la dispersión de los contaminantes. Uno de los aspectos más importantes acerca de los contaminantes atmosféricos es que pueden trasladarse a grandes distancias y modificar así, sus características químicas al reaccionar con otros elementos.

Tipos de contaminación

La contaminación se presenta en el aire, agua y suelo y se puede clasificar, ya sea por su origen o bien por la naturaleza de su acción sobre el medio. Si clasificamos a la contaminación por su origen tendremos dos tipos de contaminación, la contaminación natural y la contaminación antropogénica.

La contaminación natural es toda aquella contaminación causada por fuentes de contaminación de origen natural como serían volcanes, efectos geoclimáticos, etc. Su característica principal es que se encuentra dispersa en un área mayor, por lo que el efecto es diluido por los procesos naturales.

La contaminación antropogénica es la que es producida o distribuida por el ser humano, por ejemplo la basura, el smog, las descargas al aire, el agua y el suelo procedentes de procesos industriales, etc. Este tipo de contaminación ocurre en áreas cercanas a zonas urbanas y regiones industriales, donde los contaminantes están concentrados en pequeños volúmenes de aires, agua y suelo. Si clasificamos a la contaminación de acuerdo a la naturaleza de la alteración en el medio, podemos hablar de contaminación química, orgánica, térmica y atmosférica.

La contaminación química es toda aquella contaminación provocada por materia, especialmente por sustancias químicas, que pueden ser orgánicas e inorgánicas; la contaminación química es tan antigua como la humanidad, más sin embargo su impacto más notorio se presenta durante el auge industrial de 1950-1970. Este tipo de contaminación es el más difícil de controlar, debido a que las características físicas y químicas de las sustancias varían de magnitud y su control, depende de estas propiedades.

La contaminación orgánica o biológica, se presenta cuando existen en el ambiente, cantidades tales de microorganismos (bacterias, hongos, virus, protozoarios, etc.) que causan un desequilibrio en la naturaleza. Este aumento de microorganismos debe ser provocado por la acción del hombre y generalmente modifica las cadenas alimenticias del medio ambiente.

La contaminación física es toda aquella contaminación causada por factores físico-mecánicos relacionados principalmente con la energía. Por ejemplo, altas temperaturas, ruido, ondas electromagnéticas. Este tipo de contaminación por sus características incluye por ejemplo, la contaminación térmica que es producida por el vertimiento de aguas de refrigeración o residuales de centrales eléctricas, térmicas o nucleares en ríos, lagos o mares.

 Características de los contaminantes

Existen varias características importantes que se deben conocer sobre la manera en que los contaminantes (las sustancias que adicionadas al medio, lo afectan y eventualmente lo destruyen), afectan al ambiente o a la salud. Estas características son:-

El PH 

(potencial hidrógeno), que determina si la sustancia es corrosiva o no; para que una sustancia se pueda considerar corrosiva, debe tener un PH menor o igual a 2.0 y mayor o igual a12.5-

La volatilidad, que es la propiedad que poseen algunos compuestos de poder evaporarse a bajas temperaturas y afectar la atmósfera. Entre los principales compuestos volátiles se encuentran las sustancias orgánicas como el etileno, propileno, benceno y la acetona, que se evaporan y contribuyen directamente a la contaminación del aire o a través de reacciones químicas o fotoquímicas para producir compuestos secundarios.

La degradabilidad, que es la característica que tienen los compuestos que son reducidos por agentes naturales físicos, químicos y procesos biológicos a un estado neutral o a niveles aceptados por la Naturaleza. Si el compuesto es reducido por materia orgánica viva (bacterias especializadas) se le conoce como “biodegradable”. Este proceso puede realizarse en forma rápida o lenta, como ocurre en la mayoría de las sustancias introducidas al medio ambiente, por ejemplo, los insecticidas (DDT), plásticos, aluminio, clorofluorocarbonos, etc.

 La difusión que es la capacidad que poseen los contaminantes de poder distribuirse uniformemente en el medio que los rodea. Los gases tienen la propiedad de que pueden mezclarlas moléculas, sin necesidad de que exista una reacción química.

El tiempo de vida media, es el tiempo que puede durar el contaminante en el medio antes de ser degradado por los procesos naturales.

Tipos de daños medioambientales

Por sus propiedades, algunos elementos o compuestos químicos pueden generar diversos tipos de daños; el daño que pueden generar estos contaminantes se debe a la mezcla de estos contaminantes con otras sustancias. Este daño se puede clasificar en:

Sinergismo, que será la acción del aumento de los efectos de un contaminante a causa de la introducción o la presencia de otro. Ejemplo, el vapor de agua en presencia de óxidos de azufre, reacciona para producir lluvia ácida

 Antagonismo, que es la interacción de dos o más contaminantes, que tienen efectos opuestos en un ecosistema determinado, de tal manera, que uno de ellos reduce parcialmente el efecto del otro.

Efectos multiplicativos, que son las acciones que tienen algunos contaminantes, que al interactuar, producen un efecto exponencialmente mayor, que si actuaran de manera individual.

Neutralización, que es el resultado que se obtiene cuando, al interactuar dos contaminantes, reducen en su totalidad sus efectos.

 Fuentes de contaminantes

Como fuente de emisión de contaminantes o fuentes de contaminación, se entiende el origen físico o geográfico donde se produce una emisión contaminante al ambiente, ya sea al aire, al agua o al suelo. Estas fuentes de emisión se clasifican en fuentes móviles y fuentes fijas, que como su nombre indica, son aquellas fuentes que muestran respectivamente presencia o ausencia de movilidad dentro de un área determinada durante la emisión de los contaminantes. Ejemplo para fuentes móviles de contaminación serían autotransportes con motor de combustión interna y fuentes fijas de contaminación serían, las industrias petroquímicas También podemos clasificar las fuentes de contaminación por su origen (fuentes naturales y fuentes antropogénicas); las fuentes más importantes que generan contaminación de origen antropogénico, son las  fuentes industriales, agrícolas, comerciales, Domésticas y las  fuentes móviles .
Las fuentes industriales son muchas veces la fuente más importante de contaminación, donde se emiten desechos sólidos, emisiones al aire y/o a la hidrosfera. Sus principales contaminantes son los óxidos de azufre, los óxidos de nitrógeno, las partículas suspendidas, metales pesados, sales metálicas solubles, solventes, aceites, breas, colorantes, etc. 
Las fuentes comerciales (comercios y empresas de servicios) generan gran cantidad de desechos sólidos (envolturas, empaques, flejes, etc.) .

Las fuentes agrícolas se dan cuando en la agricultura comercial, de manera frecuente y masiva, plaguicidas, fungicidas y fertilizantes, que contaminan suelo y mantos freáticos con iones nitratos, compuestos clorados, clorofenoxiácidos, organofosfatos, etc. Las fuentes domésticas (los hogares urbanos preferentemente) generan alrededor de 90 mil sustancias químicas de uso cotidiano y que se desechan en la basura doméstica junto, que en cantidad y variación aumenta año con año (residuos alimenticios, papel, cartón, pañales desechables, vidrio, fibras vegetales, plásticos, sustancias químicas, etc.)
Las fuentes móviles (que incluyen a todo vehículo automotor generador de contaminación atmosférica) que originan el 70 % de la contaminación del aire; entre los contaminantes generados se encuentran los óxidos de nitrógeno, el monóxido de carbono,  hidrocarburos y partículas suspendidas.