NATURALEZA DEL MEDIO-AMBIENTE

La asunción de un ecosistema multifásico y como base de evaluación requiere del conocimiento de las características generales de estas fases: atmósfera, hidrosfera, suelos y sedimentos.

-Atmósfera.-

Aire:
La capa de aire en contacto con la superficie de la Tierra se denomina troposfera y abarca la porción de atmósfera hasta una altura de 10 Km de la superficie. Las disminuciones de densidad y temperatura en esta capa superficial dificultan el intercambio de materia con las capas superiores (estratosfera), salvo en el caso de los freones que por su baja temperatura de licuefacción pueden atravesar el límite superior de la troposfera (tropopausa) y acceder a la estratosfera donde catalizan la destrucción del ozono. Los intercambios de materia en la atmósfera son de naturaleza cinética lenta, lo que determina que de hecho la mayor parte de la parte los flujos de materia en la troposfera se desarrollen en los 6 Km inmediatamente por encima de la superficie; en esta zona próxima a la superficie la presión y la densidad se mantienen aproximadamente constantes. Por otra parte, a escala local las alturas concernidas por los intercambios de materia significativos son aun más pequeñas, unos 1.000 a 2.000 m de altura efectiva en áreas metropolitanas, cuyo volumen de aire equivalente es el que se considera accesible al contaminante durante el tiempo en que el aire reside en la región de interés.

Aerosoles:
El aire contiene una importante cantidad de materia particulada en forma de suspensión coloidal o aerosol formado por gotas de agua, partículas finas del suelo y humos de combustión. La concentración media de partículas en áreas urbanas es de 100 μg/m3 en tanto que en áreas rurales es de 5μg/m3.

Un elevado porcentaje de sustancias de interés ambiental tienen una elevada afinidad por eatas partículas en suspensión y en consecuencia tienen gran importancia para entender su transporte y destino ambiental, especialmente para aquellos contaminanes con baja presión de vapor como Bifenilos Policlorados (PCB) e Hidrocarburos Poliaromáticos (PAH). Por ej. el Benzo-pireno está completamente asociado al particulado.

La deposición de las partículas de los aerosoles puede ser seca cuando se deposita por gravedad, o húmeda cuando lo hace con las gotas de lluvia, si bien la deposición seca es mucho más lenta (1.89 m3/año) que la húmeda (3.2 m3/año).
-Hidrosfera

Agua:
El 70% de la Tierra está ocupada por agua lo que supone una superficie total de 700.000 m2. Como en el caso del aire sólo la superficie de la hidrosfera es accesible a los intercambios de materia respecto de los contaminantes. En los océanos esta profundidad puede llegar a 100 m, lo que supone un volumen de agua de 7×106 m3. En aguas continentales, especialmente en los ríos, la altura concernida es de sólo 10 m.

Materia particulada en suspensión:
Como en el caso del aire las partículas en suspensión juegan un papel fundamental en la acumulación de contaminantes en agua. Pensemos que un agua muy clara contiene aproximadamente 1 g/m3 de materia en suspensión, mientras que aguas muy turbias la materia en suspensión llega hasta 100 g/m3, si bien el rango medio es de 5-20 g/m3.
Esta materia engloba arcillas, materia orgánica (huminas, ac. húmicos y ac. fúlvicos) y su medida se puede realizar por las técnicas habituales como son Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), Demanda Química de Oxígeno (DQO), Carbono Orgánico Total (TOC), etc. Los ácidos fúlvicos pueden estar disueltos y es difícil diferenciar entre la fracción disuelta y la que se encuentra en suspensión. Estas fracciones orgánicas u organominerales adsorben fuertemente los contaminantes orgánicos y complejan los elementos metálicos por lo que tiene un elevado significado ambiental.

Peces y Biota acuática
Los peces acumulan los metales y los compuestos orgánicos disueltos en el agua por lo que son importantes bioacumuladores de contaminantes. Los cálculos medios conducen a valores de aproximadamente 1 ppm en volumen. Valores globales para los 7×106 m3 de agua son de 35 m3 de materia particulada y 7 m3 de peces o biota.
Es necesario tener en cuenta el volumen de plantas acuáticas o macrofitos que son un importante asiento de colonias de microbios con alta capacidad de adsorción de contaminantes y que normalmente no se consideran en el diagnóstico ambiental.

Procesos de deposición
La partículas en suspensión en agua tienen un coeficiente de reparto muy favorable para las sustancias hidrofóbicas y sus velocidades de sedimentación son medianamente rápidas (0.5- 2.0 m/día), aunque puede haber una resuspensión de esta materia por la acción de las corrientes o por la actividad de peces e invertebrados en los fondos.
En el caso de sedimentos profundos de lagos y mares, la capa de mayor interés ambiental es la que ocupa la interfase sedimento-agua, especialmente los 5 cm primeros donde transcurren la mayoría de los procesos de transferencia. El medio puede ser aerobio o anaerobio, lo cual no tiene mayor importancia respecto al transporte de los contaminantes orgánicos, pero sí es primordial aundo se consideran los contaminantes inorgánicos ya que el contenido en O2 del sistema determina el estado de oxidación y en buena medida el destino ambiental en los equilibrio de fase sólido/líquido de algunos elementos químicos. Los fenómenos más interesantes son los de deposición, resuspensión, sedimentación y transformación de la materia orgánica. La dependencia del transporte con la difusión (1ª y 2ª ley de Fick) determina que este tipo de procesos tenga mayor interés en mares poco profundos, plataformas costeras y lagos.
-Suelos
El suelo es una matriz organomineral compleja que consiste en un conjunto de de sólidos de naturaleza mineral, orgánica u organomineral en contacto conla solución del suelo y su atmósfera. Las condiciones climáticas variables determinan cambios en el contenido en agua, aire y materia orgánica. El transporte puede ser vertical u horizontal y la biota que cubre su superficie juega un importante papel en el transporte de contaminantes. Un suelo típico consiste en 50% de materia sólida, 20% de aire y 30% de agua en volumen. La materia sólida puede contener un 1-5% de nateria orgánica. De todos los horizontes los 15 cm primeros son los que se ven concernidos por los fenómenos de transporte hacia el aire, aguas de escorrentía y biota en el entorno del suelo.