Contaminantes del agua, el aire y el suelo, normas mexicanas y partes por millón (ppm)

Algunos contaminantes hacen daño aunque estén en cantidades diminutas. Para medirlos se usa una unidad especial, las partes por millón (ppm), y para controlarlos existen leyes y normas que fijan cuánto se puede verter al agua, al aire o al suelo.

En tu libro: este tema está en las páginas 170 a 177 de Saberes y pensamiento científico. Tercer grado (SEP).

Contaminantes del agua

Contaminantes del aire

• Partículas suspendidas: sólidos y gotitas de 0.005 a 100 micrómetros (un cabello mide unos 80 µm). Provienen de volcanes, incendios y la quema de combustibles; entran a los pulmones y pueden causar desde irritación hasta cáncer.
• Ozono troposférico ($\ce{O3}$): en la estratosfera nos protege de los rayos ultravioleta, pero a nivel del suelo se forma por la reacción de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos de los autos con la luz solar, y es tóxico: causa tos, dolor de cabeza y daño pulmonar.
• Óxidos de nitrógeno ($\ce{NO_x}$): irritantes, precursores del ozono; afectan sobre todo a personas con asma.
• Monóxido de carbono ($\ce{CO}$): gas incoloro e inodoro de la combustión incompleta. Es muy tóxico: causa mareo, pérdida de conciencia y puede causar la muerte.
• Dióxido de azufre ($\ce{SO2}$): con el agua forma ácidos sulfuroso y sulfúrico, y produce lluvia ácida.

Contaminantes del suelo

• Insecticidas, como el DDT: matan también insectos útiles, duran más de 10 años en el ambiente, se acumulan en la grasa de los organismos y su uso agrícola está prohibido.
• Herbicidas: sus residuos afectan los siguientes cultivos.
• Fungicidas: eliminan también los hongos benéficos que descomponen la materia orgánica o ayudan a las raíces a absorber nutrientes.

A estos se suman contaminantes «emergentes», como los antibióticos y otros medicamentos que llegan al ambiente con los desechos humanos.

Las leyes ambientales en México

A partir del Informe Brundtland de la ONU (1987), México construyó un marco legal ambiental:

• La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA) obliga a la Semarnat a crear programas para reducir emisiones, pide a los estados programas de calidad del aire y de verificación vehicular, y regula cómo tratar residuos, plaguicidas y suelos contaminados.
• Las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) fijan los límites máximos de contaminantes. Por ejemplo, la NOM-001-SEMARNAT-2021 regula las descargas de aguas residuales en ríos, lagos y otros bienes nacionales, y la NOM-003-SEMARNAT-1997 regula el agua residual tratada que se reutiliza en servicios al público. Su cumplimiento es obligatorio.

La dosis hace el veneno: partes por millón

En el siglo XVI, Paracelso enunció el principio básico de la toxicología: todo depende de la dosis. Algunas sustancias son tóxicas en cantidades minúsculas: unos 75 milmillonésimos de gramo de toxina botulínica pueden matar a una persona de 80 kg.

Para expresar concentraciones tan pequeñas se usan las partes por millón: cuántas unidades del contaminante hay en un millón de unidades de la muestra. Si en un millón de botones solo nueve son rojos, la concentración de botones rojos es de 9 ppm.

$$\text{ppm} = \frac{\text{masa del contaminante}}{\text{masa de la muestra}} \times 10^6$$

Ambas masas deben estar en la misma unidad. Una forma práctica de recordarlo: 1 ppm = 1 mg por kg (o 1 mg por litro de agua).

Algunos valores de referencia del libro: el monóxido de carbono es muy peligroso a 400 ppm en el aire, y con apenas 0.11 ppm de ozono ya conviene no respirar ese aire.

Página 177: cadmio en el suelo

Problema: en 1 kg de suelo se encontraron 5 mg de cadmio. ¿Cuántas ppm representa?

1. Se convierten las masas a gramos: $5 \text{ mg} = 0.005$ g y $1 \text{ kg} = 1000$ g.
2. Se sustituye:

$$\text{ppm} = \frac{0.005 \text{ g}}{1000 \text{ g}} \times 10^6 = 0.000005 \times 10^6 = 5$$

Respuesta: el suelo tiene 5 ppm de cadmio. Con el atajo: 5 mg en 1 kg = 5 ppm.

Comprueba lo aprendido

1. En 2 kg de pescado se encontraron 0.6 mg de mercurio. ¿Cuántas ppm hay?Ver respuestaOcultar respuesta

$\dfrac{0.6 \text{ mg}}{2 \text{ kg}} = 0.3$ mg/kg $= 0.3$ ppm.

2. ¿Qué tipo de contaminante del agua es el calor que desechan las fábricas?Ver respuestaOcultar respuesta

Un contaminante térmico: reduce el oxígeno disuelto y altera la vida acuática.

3. ¿Por qué el ozono es benéfico en la estratosfera y dañino a nivel del suelo?Ver respuestaOcultar respuesta

En la estratosfera filtra la radiación ultravioleta; a nivel del suelo, donde respiramos, es un gas tóxico que irrita y daña los pulmones.

Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:

Ejercicios de materia, mezclas y concentración

Temas relacionados: disoluciones y concentración y lluvia ácida en el curso de Saberes y pensamiento científico 3. Para profundizar, revisa contaminantes del aire y contaminación del agua en el curso de química de preparatoria.

Referencias

• Secretaría de Educación Pública (2024). Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Tercer grado. SEP, pp. 170-177.
• Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (1988, última reforma vigente). Diario Oficial de la Federación.
• Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (2022). NOM-001-SEMARNAT-2021. Diario Oficial de la Federación.
• Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (1987). Nuestro futuro común (Informe Brundtland). ONU.

Ver libro de texto (SEP)