química del aire, suelo, rrss

8/16/2019 Química Del Aire, Suelo, RRSS

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Química del Aire, Suelo,

RRSSMg. Quím. Lizardo Visitación

Figueroa



Química del Aire

• Propiedades Físicas• Reacciones Químicas



Propiedades

• Composición atmos!rica• Variación de la Presión " la densidad

con la altitud• #strati$cación de la atmósera• %ranserencia de energía

• %ranserencia de masa• &n'ersión de %emperatura



Composición atmos!rica

#n el aire seco ( en 'olumen)• Ma"oritarios) * + -.- ( / + 0.12 (.

• Minoritarios) Ar + .13( C/0 + .32(

• 4ases no5les)

*e+6.-7683 (, 9e+2.0:768: (, ;r

;r+6.6:768: (, <e+-.768= (, ;r• #lementos traza



Variación con la Presión " la>ensidad con la altitud.

La presión de laatmósera desciendeen orma de unción

e7ponencial con laaltitud. &dealmente,en ausencia demezclas " a unatemperatura a5soluta

constante, la presióna cual?uiertemperatura est@dada por la siguienteecuación)

MghRT

h e P P 0

=

P+ presión a cual?uier altura

P + presión al ni'el del mar.

M+ promedio de masa molar delaire 0-,1gBmol en

la tropósera+ altura en cm.

g+ aceleración de la gra'edad1-6cmBs0

R+ constante de los gases.-.36 6ergB; .molD



Variación con la Presión " la

temperatura con la altitud.

%ropopausa

#stratopausa

%roposeraCapa de mezcla

EstratosferaCapa de/zono680 ppm'D



#strati$cación de laatmósera

• %ropósera ;m a 6 E 6=;m• #stratósera 6 E 6= ;m a

2;m• Mesósera 2;m a -2 m• %ermósera -2 ;m a 60;m

• #spacio e7terior60 a m@s



#strati$cación de atmósera



%ranserencia de energía en laatmósera

• &solación• %ransporte de energía



&solación

• #l GuHo de energía solar ?ue alcanza laatmósera es enorme apro7imadamente 6.3:63IBm0 , este es un 'alor constanteconocido como isolación, se entiende como

radiación solar ?ue ingresa a la super$cieterrestre.

• La ma"or parte de la energía solar ?uealcanza la super$cie es a5sor5ida " est@ es

retornada al espacio para mantener el5alance de calor, menos del 6( de la energíadel sol ?ue alcanza la tierra calienta al mantoterrestre " se pierde en !ste.



%ransporte de energía

– Conducción – Con'ección – Radiación



Conducción

• La conducción de energía ocurrecuando se da una interacción de@tomos o mol!culas sin elmo'imiento de toda la materia.



Con'ección

• &n'olucra el mo'imiento de grandesmasas de aire ?ue pueden serrelati'amente calientes o rías.

• #ste es el mecanismo por el cual seproduce a5ruptas 'ariaciones detemperaturas cuando grandes masas

de aire se mue'en a tra'!s de un@rea.



Radiación

• /curre a tra'!s de radiaciónelectromagn!tica en el espectroinraroHo.

• La radiación electromagn!tica ?uesale de la tierra es de ma"or longitudde onda ?ue la ?ue llega del sol a la

tierra.



Radiación

http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://w3.dwm.ks.edu.tw/bio/activelearner/55/images/ch55c3.gif&imgrefurl=http://w3.dwm.ks.edu.tw/bio/activelearner/55/ch55c3.html&h=367&w=396&sz=27&hl=es&start=56&tbnid=g56IRFumCQ1acM:&tbnh=115&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3Dgreenhouse%2Beffect%26start%3D40%26ndsp%3D20%26svnum%3D10%26hl%3Des%26sa%3DN



%ranserencia de masa

• Mo'imiento de masa de aire• Circulación glo5al



Mo'imiento de masa de aire

• #l mo'imiento de las masas de aire es eldesplazamiento del aire de una región dealta presión a una región de 5aHa presión.

• J@sicamente el clima es el resultado deeectos interacti'os) – Redistri5ución de la energía solar. – Mo'imiento orizontal " 'ertical de masa de

aire con 'ariación en su contenido. – #'aporación " condensación de aguaacompaKado con toma " li5eración de calor.



c u e r p o d e a g u a l í q u i d o

E n e r g i a l i b e r a d a p o r l a c o n d e n s a c i ó n d e l a g u a

a g u a e v a p o r a d a p o r a b s o r c i ó n d e e n e r g í as o l a r s e m o v i l i z a e n u n a m a s a d e a i r e d e s d eu n a r e g i ó n d e a l t a ` r e s i ó n a u n a z o n a d e b a j ap r e s i ó n

a i r e h u m e d o c a l i e n t e s e e n f r i a a l s u b i r

a i r e f r i o s e c o s e d e s p l a z a d ea l t a p r e s i ó n a u n a z o n a d eb a j a p r e s i ó n

Mo'imiento de masa de ai



Circulación glo5al

• La circulación del aire sigue unpatrón ?ue se denomina celda de9adle" ?ue resultan en regiones

clim@ticas e7tintas de la super$cie dela tierra pero es reGectado por larotación de la tierra en el

denominado eecto de coriolisis ?ueresulta en mo'imientos en espiralllamados ciclónicos o anticiclónicos



D i r e c c i ó n d e r o t a c i ó n d e l a t i e r r a

P o l o o r t e

! i e n t o s p o l a r e s d e l e s t e

! i e n t o s p r e v a l e c e n d e l o e s t e

! i e n t o s d e l n o r t e

E c u a d o r

Circulación glo5al



Circulación glo5al



&n'ersión de la temperatura

• Aun?ue la temperatura del aire cercano ala tierra normalmente desciende con laaltitud ciertas condiciones atmos!ricaspuedan resultar en una condición opuestaincrementando la temperatura con elincremento de la altitud tales condicionesson caracterizadas por gran esta5ilidadatmos!rico " se conoce como in'ersiónde la temperatura, esta limita lacirculación 'ertical del aire atrapando loscontaminantes en @reas localizadas.



&n'ersión de la temperatura



Reacciones Químicas

• Reacciones oto?uímicas• Formación de radicales li5res

• Reacciones @cido85ase• Reacciones del o7ígeno atmos!rico• Reacciones del nitrógeno atmos!rico



Reacciones Foto?uímicas

• La a5sorción de luz por especies ?uímicaspuede lle'ar a ca5o ciertas reaccionesdenominadas reacciones oto?uímicas.

• La reacciones oto?uímicas ?ue sonproducidas por una radiación solar intensa Huegan un rol mu" importante en ladeterminación de la naturaleza " destino$nal de las especies ?uímicas en la

atmósera.• #l */0 es la especie acti'a oto?uímica m@s

importante encontradas en atmóserascontaminadas.

*22 NOh NO → +

ν




• P!rdida de energía• >isociación• Reacción >irecta

• Lumiscencia – Fluorescencia – Fosorescenia – Químioluminiscenia

)(2

*

2 onal transalacienergíaalta M O M O + → +

OOO + → *

2

OOOO + → + 23

*

2 2

υ h NO NO + → 2

*

2

)(2

*

23 energíaaltaO NO NOO + → +




• %ranserencia de energía

&ntermolecular

• %ranserencia de energía

&ntramolecular

• &somerización #spont@nea

• Fotoionización

)´(´* oxidacióndeestadootrodenotadonde XY XY →

"#

$

"

% hv

"#

"$

"

−+

+ → e N N 2

*

2

*

2

*

2 NaO NaO + → +



Formación de radicalesli5res

• Adicionalmente a las reaccionesoto?uímicas la radiaciónelectromagn!tica en la atmósera puede

producir @tomos o un grupo de @tomoscon cantidad impar de electronesllamados radicales li5res

• Los radicales li5res est@n in'olucradoscon mucas enómenos ?uímicos

signi$cantes en la atmósera.• Son altamente reacti'os " toman parte

en cadena de reacciones donde elproducto $nal es un radical.



( )

⋅ → +

+ → <+

+⋅ → +

+⋅ → +

HOO H O

OhO

NO HOh HONO

H HOhO H

2*

*315

2

3

2

λ ν

ν

ν

Formación de radicalidro7ilo

H CO HOCO

O H C H HOCH

+ → ⋅+

+⋅ → ⋅+

2

234Remoción de radicalidro7ilo

⋅ → +⋅ COO H OC H 323

Formación de radicalmetilpero7il



222

22

OO H HOO HOO

OO H HO HOO

+ → ⋅+⋅

+ → ⋅+⋅

222

22

2

OO H HOO HOO

OO H HO HOO

HOOO H

+ → ⋅+⋅

+ → ⋅+⋅

⋅ → +

CO HOOOOC H

OC H H h HCHO

+⋅ → +

+ → +

⋅

⋅

2

ν

⋅+ → +⋅

⋅+ → +⋅

HOOO HOO

HO NO NO HOO

23

2

2

Formación de radical

idropero7il

%erminación de radicalidropero7il

Regeneración radical idro7ilo

>isociación de ormaldeído



Reacciones @cido 5ase

( ) ( )

( )−+ + → +

→

322

22

HCO H O H CO

CO g CO

aq

aq

agua

( ) −+

+ → + 322 HSO H O H g SO

>isolución del dió7ido de car5ono en

gotas de agua

>isolución de dió7ido deazure

Formadores delluvia ácida



( ) ( ) ( ) ( ) O H CaSOaqSO H OH CaS S 24422 + → +

( ) { } ( ) ( ) O H CO g NH H biomasaOCH aq NO 22323 22 ++ → ++ −−

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )aq HSO NH aqSO H aq NH

aq NO NH aq HNOaq NH

44423

3433

→ +

→ +

Reacciones @cido 5aseMaterial particulado de Ca/, idró7ido " car5onatos pocoscomunes en la atmósera pueden neutralizar la llu'ia @cida

#l amoniaco es la principal especie 5@sica en la atmósera, laprincipal uente es la 5iodegradación del nitrito.

La disolución del amoniaco en las gotas de agua permite laneutralización de @cidos



Reacciones del /7ígeno

( ) O H COOnatural gasenCH 2224 22 + → +

322 24 O eO eO → +

{ } 2222

OOCH hO H CO + → ++

ν

A ni'el tropos!rico las reacciones m@s importantes son las decom5ustión de com5usti5le ósiles, corrosión, " retorno porotosíntesis




( ) 23 *308 OOnmhO + → <+ λ ν

*2 OOOOO + → ++

OOhO + → + ν 2

#l /0 es casi ine7istente a alturas mu" ele'adas termóserasD estoes de5ido principalmente a la otodisociación del /0

Los @tomos de o7ígeno pueden e7istir en orma atómica 5asal /" e7citado /




N NO N O

OOOO

+ → +

+ → +

++

++

2

22

−+ + → + eOhO 22 ν

++ + → + 2222 O N O N

−+

+ → + eOhO ν

#l / puede ser producido por la radiación ultra'ioleta en la regiónde la &onósera " !sta reacciona con el /0 " el *0




⋅+ → ⋅+

+ → +

+ → +

HOOO HOO

OOOO

OOhO

23

223

23 ν

23 32 OO →

Aun?ue el mecanismo " 'elocidad de la producción oto?uímicadel ozono en la estratósera es conocido, los caminos naturales dereno'ación del ozono no son mu" 5ien entendidos




22 O NOO NO + → +

NOOO N 22 → +

223

2

O NO NOO

O HOO HOO

+ → +

+⋅ → +⋅

Mecanismos de reacción del ozono



O NOh NO

e N h N

e NOh NO

N NOO N

e N h N

N NO N O

O N e NO

N NOO N

+ → +

+ → +

+ → +

+ → +

+ → +

+ → +

+ → +

+ → +

−

−+

+−

−−

++

−+

++

ν

ν

ν

ν

2

22

2

22

2

2

Reacciones del *itrógeno

N N h N + → + ν 2

Producción de *itrógenomonoatómico en la termósera

Formación del */ en

la &onósera

Formación del smogoto?uímico



Química del suelo

• Compartimentos del suelo• 9orizontes del suelo

• Propiedades del suelo• Reacciones del suelo



Compartimentos del suelo



9orizontes del suelo

• >e$nición• %ipos de 9orizonte



>e$nición

• Los orizontes constitu"en las unidadespara el estudio " para la clasi$cación delos suelos.

• Los orizontes ed@$cos son capasapro7imadamente paralelas a la super$ciedel terreno. Se esta5lecen en unción decam5ios de las propiedades "

constitu"entes ?ue son el resultado de laactuación de los procesos de ormación delsueloD con respecto a las capas inmediatas



%ipos de 9orizontes

• 9orizonte /) es el m@s super$cial " en !l se acumulan oHas,restos de plantas muertas, de animales, etc.

• 9orizonte A)acumula el umus por lo ?ue su color es mu"oscuro. #l agua de llu'ia lo atra'iesa, disol'iendo " arrastrandoacia a5aHo iones " otras mol!culas. A esta acción se le llamala'ado del suelo " es ma"or cuando la plu'iosidad es alta " la

capacidad de retención de iones del suelo es 5aHa suelos pocoarcillososD. #n los climas @ridos el la'ado puede ser ascendente,cuando la e'aporación retira agua de la parte alta del suelo, lo?ue pro'oca la llegada de sales a la super$cie salinización delsueloD.

• 9orizonte J)acumula los materiales ?ue proceden del A.• 9orizonte C)est@ ormado por la roca madre m@s o menos

disgregada• 9orizonte #) puede e7istir o no, " representa un

empo5recimiento de componentes del suelo, materia org@nica,ó7idos de ierro "Bo aluminio, etc. Se le denomina tam5i!norizonte elu'ial.



9orizontes del suelo



Propiedades del suelo

• Físicas• Químicas

• Solución suelo



Propiedades Físicas

• La textura • La estructura

• La consistencia • La densidad • La aireación

• La temperatura • El color



%e7tura

>epende de la proporción de partículas minerales de di'ersotamaKo presentes en el suelo. Las partículas minerales seclasi$can por tamaKo en cuatro grupos)

Fragmentos rocosos) di@metro superior a 0 mm, " sonpiedras, gra'a " cascaHo.Arena) di@metro entre ,2 a 0 mm. Puede ser gruesa, $na "mu" $na. Los granos de arena son @speros al tacto " noorman agregados esta5les, por?ue conser'an suindi'idualidad.

Limo) di@metro entre ,0 " ,2 mm. Al tacto es como la

arina o el talco, " tiene alta capacidad de retención de agua.Arcilla) di@metro inerior a ,0 mm. Al ser umedecida espl@stica " pegaHosaO cuando seca orma terrones duros



%riangulo te7tural

%est de Jou"oucos



#structura

• #s la orma en ?ue las partículas delsuelo se renen para ormaragregados. >e acuerdo a esta

característica se distinguen suelos deestructura eseroidal agregadosredondeadosD, laminar agregados en

l@minasD, prism@tica en orma deprismaD, 5locosa en 5lo?uesD, "granular en granosD.



Consistencia

• Se re$ere a la resistencia para ladeormación o ruptura. Segn laresistencia el suelo puede ser suelto,

sua'e, duro, mu" duro, etc. #stacaracterística tiene relación con lala5ranza del suelo " los instrumentos

a usarse. A ma"or dureza ser@ ma"orla energía animal, umana o dema?uinariaD a usarse para la la5ranza.



>ensidad

• se re$ere al peso por 'olumen delsuelo, " est@ en relación a laporosidad. n suelo mu" poroso ser@

menos densoO un suelo poco porososer@ m@s denso. A ma"or contenidode materia org@nica, m@s poroso "

menos denso ser@ el suelo.



>ensidad de suelos



>ensidad

• >ensidad real) #n general para la ma"oría de lossuelos agrícolas, se pueden considerar 'alores dedensidad de partícula de alrededor de 0,=2 grBcc.La materia org@nica presenta 'alores cercanos a,0 grBcc.

• >ensidad aparente) Se re$ere a la relación entre elpeso seco de una muestra de suelo " el 'olumen?ue ocupó dica muestra a campo, con suordenamiento natural. Por lo tanto la dap 'ariar@

en unción de la te7tura, del estado de agregación,del contenido de materia org@nica, del maneHo ?uereci5ió el suelo, del contenido de umedad so5retodo en suelos con materiales e7pandi5lesD.



Aereación

• Se re$ere al contenido de aire del suelo " esimportante para el a5astecimiento de o7ígeno,nitrógeno " dió7ido de car5ono en el suelo. La

aireación es crítica en los suelos anegados. SemeHora con la la5ranza, la rotación de culti'os, eldrenaHe, " la incorporación de materia [email protected] representamos como porosidad

100×−= ρ ρ ρ a P

Suelos ligeros) 3 E :2 (Suelos medios) :2 E 22 (Suelos pesados) 2 E =2 (Suelos tur5osos) 2 E 1 (



%emperatura

• del suelo es importante por?uedetermina la distri5ución de lasplantas e inGu"e en los procesos

5ióticos " ?uímicos. Cada plantatiene sus re?uerimientos especiales.#ncima de los 2 C es posi5le la

germinación.



Color

• del suelo depende de sus componentes "puede usarse como una medida indirectade ciertas propiedades. #l color 'aría con elcontenido de umedad. #l color roHo indica

contenido de ó7idos de $erro " manganesoOel amarillo indica ó7idos de $erro idratadoOel 5lanco " el gris indican presencia decuarzo, "eso " caolínO " el negro " marrón

indican materia org@nica. Cuanto m@snegro es un suelo, m@s producti'o ser@, porlos 5ene$cios de la materia org@nica.



Color

• Sistema Munsell) >escri5e todos losposi5les colores en t!rminos de trescoordenadas) matiz 9ueD ?ue mide la

composición crom@tica de la luz ?uealcanza el oHoO claridad ValueD, el cualindica la luminosidad o oscuridad de uncolor con relación a una escala de gris

neutroO " pureza CromaD, ?ue indica elgrado de saturación del gris neutro por elcolor del espectro.



Color

#n suelos se utiliza sólo alrededor de la?uinta parte del rango total de matices.La ta5la Munsell est@ compuesta deoHas, representando cada una de ellas

un matiz 9ueD especí$co ?ue aparece enla parte superior dereca de dicap@gina. Cada oHa presenta una seriepla?uitas o cips dierentementecoloreados " sistem@ticamentearreglados en la oHa, ?ue representan laclaridad ValueD " la pureza CromaD. Lasdi'isiones de claridad ValueD sepresentan en sentido 'ertical,incrementando su 'alor aci!ndose m@sclaroD de a5aHo acia arri5aO las di'isionesde pureza CromaD se presentan ensentido orizontal, en la parte inerior dela oHa, increment@ndose de iz?uierda adereca



%a5la de Munsell



Marrón uerte T.2UR :B-



Propiedades Químicas

• Capacidad de &ntercam5io iónico• Adsorción

Capacidad de &ntercam5io



Capacidad de &ntercam5io&ónico

• Se de$ne el cam5io iónico como losprocesos re'ersi5les por los cualeslas partículas sólidas del suelo

adsor5en iones de la ase acuosali5erando al mismo tiempo otrosiones en cantidades e?ui'alentes,

esta5leci!ndose el e?uili5rio entream5as ases.





• Segn el tipo de iones ?ue seintercam5ien,

• Cam5io de cationes)

Suelo8M <M Suelo8< MM

• Cam5io de aniones)

Suelo8* U8

Suelo8U *8





• Las causas de lacapacidad de cam5io demateria org@nica son)

• >isociación de los /9.• >isociación de los C//9.





Importancia de la capacidad de cambio• Controla la disponi5ilidad de nutrientes

para las plantas) ; , Mg, Ca, entreotros.

• &nter'iene en los procesos de Goculación 8dispersión de arcilla " por consiguiente enel desarrollo de la estructura " esta5ilidadde los agregados.

• >etermina el papel del suelo comodepurador natural al permitir la retenciónde elementos contaminantes incorporadosal suelo.



Adsorción

• Mecanismo por el cual ciertossustancias contaminantes ?uedanretenidos en la super$cie de las

partículas del suelo.



Adsorción

Los mecanismos de Adsorción de contaminación)• &ntercam5io &onico Ecationico• >ipolo8dipolo entre grupos uncionales ?ue

presentan carga neta, con mol!culas org@nicas

polares pte 9.• &nteracción Van >er Waals, atracción entre dipolos

inducidos " dipolos permanentes e inducidos• CompleHación Super$cial, ormación de enlace

co'alente de coordinación con la super$cie concationes estructurales

• Puentes cationicos• Partición idróo5ica) diseminación ?uímica



Adsorción

Factores• Características de los

compuestos – %endencia a ormar cationes – 4rupos uncionales

• Características del adsor5ente

– Suelo po5re en materia org@nica,poca super$cie para adsor5er – Características de la solución suelo



Adsorción



Adsorción

Para la descripción seemplea las isotermasde adsorción)

C !

C ! b

q .1

..

+=

C bb ! q

C ×+=

1

.

1

FreundlicLangmuir

β C "q .=

C "q logloglog β +=

m

# C C q

$ i

obs

×−

=

)(

ó



Solución suelo

• #s el agua presente en el suelo• #l agua procedente de las precipitaciones ?ue comienza a ser

a5sor5ida " a mo'erse acia el interior del suelo se conocecomo agua de infltración. Conorme sigue llo'iendo ocontinuamos regandoD el agua 'a ocupando todos los poros " se'a mo'iendo acia a5aHo por el per$l del suelo. La ?ue se

mue'e por los poros de ma"or tamaKo macroporos de m@s de6 micras de di@metroD es arrastrada por la uerza de lagra'edad " es conocida como agua de gravitación. #sta agua, sillue'e muco o los riegos son e7cesi'os, atra'iesa el per$l delsuelo asta llegar a las capas re@ticas proundas. #n el caso de?ue se encuentre con o5st@culos, como una capa impermea5leen los orizontes ineriores del suelo generalmente una caparica en arcillas u orizontes endurecidos) XcretasYD " si lapendiente es d!5il o nula, se orma una capa de aguasuspendida temporal. #sta capa saturada de agua se mantienesólo durante los períodos medos, agot@ndose en los secos. Setrata de las conocidas carcas.

ó



Solución suelo

• La ma"or parte del agua de gra'itación,la denominada de GuHo r@pido, drenadurante las primeras oras a tra'!s de

las grietas " poros m@s grandesma"ores de 2 micras de di@metroD./tra parte, la de GuHo lento, puedetardar 'arios días en descender a tra'!s

de los macroporos de menor tamaKoentre 2 " 6 micrasD.

l ió l



Solución suelo

• Al ca5o de unos días, cuando "a a drenado elagua de gra'itación, el suelo presenta unadeterminada umedad o capacidad de retención de agua. #ste agua es la ?ue se ?ueda en los porosm@s pe?ueKos microporos menores de 6 micras

de di@metroD. Se ?ueda retenida por las uerzas deadsorción ?ue aparecen entre las partículas " lasdelgadas capas de agua ?ue se encuentran enestos microporos es la misma uerza ?ue ace?ue las gotas de agua ?ue se ?ueden pegadas alos cristales " la ?ue permite ?ue el agua su5a por

los tu5os de pe?ueKo di@metro o capilaresD. #staagua retenida, despu!s de ?ue a drenado el aguagra'itacional, la podemos di'idir en) agua capilar " agua ligada.

l ió l



Solución suelo

• #l agua capilar es la racción delagua retenida por el suelo ?ue puedeser a5sor5ida por las raíces de las

plantas, mientras ?ue el agua ligada orma una capa tan $na alrededor delas partículas del suelo " est@ tan

uertemente unida a ellas ?ue nopuede ser apro'ecada por lasplantas.

S l ió l



Solución suelo

R i d l l



Reacciones del suelo

• Acido 5ase• Redo7• CompleHos• Precipitación• Jiotransormación

A id 5



Acido 5ase

• Segn el tipo de reacción @cido5ase ?ue predomine en el suelo, !stepuede ser @cido, neutro o alcalino, lo

?ue 'iene determinado tam5i!n porla roca madre " condicionaestrecamente las especies

'egetales ?ue pueden 'i'ir so5re elmismo.

Z id 5



Zcido 5ase

#l p9 del suelo se re$ere al p9 de la aselí?uida, así ?ue si la racción acti'a es laresponsa5le del control de T9, ?uieredecir ?ue es la controladora del p9 Segn

este par@metro un suelo puede ser•Mu" @cido [ p.9.\ 2,2•Zcido [ 2,=\ p.9.\ =,2

•*eutro [ =,=\ p.9\ ,2•Alcalino [ ,= \ p.9 \ -,2•Mu" alcalino [ p.9.]-,=

A id 5



Acido 5ase

#n los suelos @cidos a" un aumento de ladisponi5ilidad de otros metales como el Mn" de$ciencias de P " de elementos alcalinos" alcalinot!rreos Ca, Mg,...D por?ue estos

elementos son @cilmente li7i'iados por lallu'ia uera de la zona radicular. Se ?uedanen el suelo el Fe " Al. Por tanto se produceen suelos @cidos )

%o7icidad Al. %o7icidad Mn.>!$cit de P.>!$cit Ca " Mg.

A id J



Acido Jase

%o7icidad de aluminio %o7. de Manganeso

>e$ciencia de Ca

>e$ciencia de P

A id 5



Acido 5ase

• #l maneHo de suelos @cidos esutilizando lime

CaC/3 90/ en sueloD Ca0M 0/98 C/0 gasD

0Ca0M soil8Al soil8Ca Al3M 0Ca0M soil89 soil8Ca 9M

Al3M 3/98 Al/9D3 sD

9M

/98

90/

>i i5ilid d



>isponi5ilidad

Z id 5



Zcido 5ase

La alcalinidad del suelo es un enómeno natural ?ue sepuede e7tender por la acti'idad umana. #l desarrollonatural de la alcalinidad es de5ido al lanzamiento delcar5onato de sodio con el desgaste por la acciónatmos!rica de los minerales del suelo. La alcalinidad

se puede inducir con el uso de los ertilizantes " delagua de la irrigación ?ue son altos en 5icar5onatos desodio. Los pro5lemas de la alcalinidad son mascomunes en suelos de la arcilla ?ue en suelosmargosos, silt" o arenosos. Cuando los suelos son

uertemente alcalinos, puede tener implicacionesserias para la salud del suelo " el crecimiento de la'egetación. La alcalinidad del suelo se asocia amenudo a los suelos salinos " a los suelos sodio.

Z id 5



Zcido 5ase

Los suelos alcalinos son a5undantes en nuestro medio am5iente02(D " distinguimos dos tipos de suelos alcalinos)

1 Suelos con pH entre 7 ! " rendsinosa. >!$cit de Fe, ^n, P " MnD.5. #7ceso de 9C/3

8, car5onatados.

c. >!$cit ídrico.d. &mpedimentos mec@nicos.

# Suelos con pH entre ! $ " salnet%&a. %o7icidad *a " J.5. >e$ciencia ^n, Fe, P " Ca, 9, 9gD.c. Po5re aireación.

d. #7ceso de 9C/38.e. >!$cit ídrico.. &mpedimentos mec@nicos.

#n los suelos alcalinos uno de los pro5lemas importantes

es la 5aHa disponi5ilidad de Fe.

R d



Redo7

• #l comportamiento de los materiales ed@$cosaectados por los procesos de o7idación8reducción puede reGeHarse en unos diagramasen los ?ue en 5ase a los 'alores de # " p9 se

delimitan los respecti'os campos deesta5ilidad.

• Los am5ientes aireados son o7idantes " lescorresponden altos 'alores de #, mientras

?ue los am5ientes saturados en agua suelenser medios reductores " se de$nen por 5aHos'alores de #.

Redo



Redo7

CompleHos



CompleHos

• #s nota5le la acilidad con la ?ue lamateria org@nica tiende a unirse conla racción mineral, en particular con

los cationes, arcillas " ó7idos deierro " aluminio, ormandocompleHos organominerales cu"as

características se relacionan con lama"or parte de las propiedadesísicas " $sico?uímicas de los suelos.

CompleHos



CompleHos

Precipitación



Precipitación

• #stas reacciones se lle'an a ca5o enla solución suelo " se rige con lasmismas reglas ?ue en el agua.

Precipitación



Precipitación

• 'uimiosorción mediada por microorganismos>entro de este t!rmino se pueden descri5ir a?uella clasede reacciones en donde los microorganismos5iomineralizan un metal, ormando un depósito primario.#ste depósito primario unciona como ncleo decristalización, con la su5secuente deposición del metal de

inter!s, promo'iendo " acelerando así el mecanismo demineralización.• n eHemplo de este proceso es el agregado de Fe en un

eGuente a tratar, en presencia de 5acterias reductoras delsulato. #stos microorganismos producen suluros ?ueprecipitan en orma de FeS, so5re la super$cie celular. Losotros metales contaminantes utilizan el FeS ormado comosoporte " cristalizan so5re sus cristales. Luego,apro'ecando las propiedades magn!ticas del Fe, puedensepararse @cilmente de la ase solu5le, decontaminandoasí el material

Precipitación



Precipitación

Jiotransormación



Jiotransormación

• %ransormación de contaminantes delsuelo utilizando organismos omicroorganismos

Jiotransormación en microorganismos



Jiotransormación en microorganismos

• Meta5olismo• Cometa5olismo

• Polimerización• Acumulación• #ectos

Secundarios deActi'idadMicro5iana

Meta5olismo



Jiodegradación

#l m@s interesante " 'alioso aspecto am5iental dela transormación de pesticidas por micro5ios es lacompleta 5iodegradación de ciertas mol!culas de

7eno5ioticos.Si un pesticida puede ser usado de orma ?ue unoo mas microorganismos interacten, este puedeser meta5olizado a C/0 " otros componentes

inorg@nicos " los microorganismos pueden o5tenersus re?uerimientos para desarrollo " energía.

Cometa5olismo



Cometa5olismo

• La degradación de compuestos sint!ticosen el am5iente in'olucra grandemente elcometa5olismoO est@ es la ormapre'alente del meta5olismo micro5iano.

• #n el cometa5olismo, los microorganismosdurante su creciemiento a e7pensas de unsustrato de desarrollo, est@n permitiendola transormación de un compuesto sin la

deri'ación de nutrientes o energía para sudesarrollo del proceso .

Cometa5olismo



Cometa5olismo

• #s un meta5olismo ortuito, en donde las enzimasin'olucradas en catalizar la reacción inicial est@nuertemente altas de sustrato especí$co.

• #l cometa5olismo generalmente no resulta en unadegradación e7tensi'a de cierto sustrato, pero esposi5le ?ue dierentes microorganismos puedantransormar una mol!cula por su5secuentesata?ue cometa5ólicos o ?ue productos

cometa5ólicos de un organismo pueda ser usadopor otro como sustrato de desarrollo.

Polimerización



Polimerización

• #n mucos casos, los pesticidas sontransormados no por 5iodegradación, sinopor polimerización o conHugación mediadapor microorganismos.

• #s un proceso de reacciones deacoplamiento o7idati'o donde un pesticidao sus intermediarios se com5inan entreestos o con otro residuo de 7eno5iotico, o

con compuestos ?ue ocurren naturalmentepara ormar un gran polímero molecular.

Polimerización



Polimerización

• #n las reacciones de conHugación,pesticidas o sus intermediarios sonligados Hunto con otros sustratos

endogenos resultando en laormación de metilados, acetilados, ocompuestos al?uilados, glicósidos, o

amino@cidos conHugados.

Acumulación



Acumulación

• Acumulación de contaminantes en elinterior del suelo " plantas.

#ectos Secundarios de la acti'idad



micro5iana

• La acti'idad micro5iana en laormación de productos reacti'os " laalteración de par@metros

am5ientales tales como el p9,potencial redo7 u otros actoresconducen a la transormación no

enzimatica de mol!culas depesticidas.

Principales Reacciones Jio?uímicas de



meta5olismo de Pesticidas

• Reacciones /7idati'as• Reacciones de Reducción• Reacciones 9idrolíticas• Reacciones de Síntesis

Reacciones /7idati'as



Reacciones /7idati'as

• 9idro7ilación• *8>eal?uilación• β8o7idación• >ecar5o7ilación• >eeteri$cación• #po7idación• Acoplamiento

/7idati'o• Sulo7idación

• Ruptura de anilloarom@tico

• Ruptura de anilloeterocíclico

9idro7ilación RCOH RCH →



9idro7ilación

• #s recuentemente el primer paso en ladegradación de pesticidas.

• La idro7ilación puede ocurrir en anillosarom@ticos " grupos ali@ticos. #n todoslos casos se a encontrado ?ue el o7ígenomolecular " el *A>P9 son necesarios en

orden para la mezcla de unción o7idassa" permitir el ata?ue del compuesto

"rOH "rH →

9idro7ilación



9idro7ilación

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(E)"*+&$*",

actinomycetos

*8>eal?uilación



• #7iste una sustitución de un grupoal?uil so5re una mol!culaarom@tica, son recuentemente elprimer paso por donde unmicroorganismo inicia la

transormación cata5olica de un7eno5iotico molecular

*8>eal?uilación

11

3232

RR "rN "rNRR

CHOCH RNH CH RNCH

+ →

+ →

*8>eal?uilación



*8>eal?uilación

Nocardia sp

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+trazina

C93C9/

β8o7idación



β o7idación

• Los er5icidas eno7ialcanoatos, tienencadenas de @cidos grasos ?ue puedenser meta5olizados por β8o7idación.

• #st@ reacción procede por lasendiduras de los ragmentos de doscar5onos de un @cido grasoO la cadenade @cido graso m@s corta puede serdegradado de la misma manera.

β8o7idación



β o7idación

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.cido #/01 Diclorofeno2ihe2anoico

actinomycetos

β8o7idación



β o7idación

>ecar5o7ilación



>ecar5o7ilación

• Consiste en el reemplazo del grupocar5o7ilo por el 9. #s otra reacciónenzimatica catalizada pormicroorganismos.

• #n el caso de @cidos car5o7ílicos ali@ticos,el grupo car5o7ilo puede ser degradado

dependiendo de la inGuencia de lacon$guración " sustitu"entes de lamol!cula

>ecar5o7ilación



>ecar5o7ilación

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&lorobenzilato .cido 0/031Diclorobenzilico 0/03Diclorobenzofenona

Rhodotorula gracilis

Ruptura del enlace !ter




• La ruptura del enlace !ter enpesticidas puede signi$car undescenso en su to7icidad.

• #n tal ruptura, la separación delidrocar5uro de un @tomo de / ?ueest@ ligado del otro lado de una

mol!cula es de gran importancia enla transormación micro5iana





• #studios sugieren ?ue la ruptura escatalizada por unción mi7ta o7idasasen presencia de nucleótidos

piridínicos reducidos " o7ígenomolecular





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&$"1&""$%

.cido 01cloro1#1metilfeno2ietanoico (&P+

Pseudomonas sp

#po7idación



#po7idación

• Consiste en la inserción de un @tomode o7ígeno en un do5le enlacecar5ono E car5ono, recuentemente

resultan en la ormación deproductos de gran to7icidadam5iental

$

, ,3

$ "

,3

$

,

$

Acoplamiento /7idati'o




• %am5i!n llamado reacción decondensación son catalizados porenol o7idasas tales como lacasas o

pero7idasas.• #n el acoplamiento o7idati'o del

enol, los arilo7i o radicales enolatos

son ormados por remoción de unelectrón " protón del grupo idro7ilo.





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.cido #/0 1 Dicloroetanoico

#/0 1 Diclorofenol

Laccasa del hongo Rhizoctonia praticola

Ruptura de Anillo arom@tico



Ruptura de Anillo arom@tico

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4

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4

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4

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015metilmercapto61fenolNocardia sp

Ruptura de anillo t í li



eterocíclico

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P+,+78+)% %

(aleamate

Sulo7idación



Sulo7idación

• &mplica la con'ersión enzim@tica decompuestos di'alentes a sulo7idos "ocasionalmente a sulonas.

• La o7idación de suluros org@nicos tio!terD" sul$tos a los correspondientes sulo7idos "sulato puede ser catalizado por minerales.

• Frecuentemente es diícil distinguir entrereacciones 5iológicas " ?uímicas

Sulo7idación



Sulo7idación

4

" &$'

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" $

4

" &$'

&

" $"

&arbo2ina

Ustilago maydis

Reacciones de reducción



eacc o es de educc ó

• Reducción del grupo nitro• Reducción del do5le o triple enlace• Reducción del sulo7ido• >ealogenación Reducti'a

Reducción del grupo nitro



g p

" P "&$#&$

'

4

"&$#&$

'

"# " P "&$

#&$

'

4

"&$#&$

'

$#

Paratión

Reducción del do5le o tripleenlace



enlace

$$

Reducción del sulo7ido



´´)( RSR RO RS →

>ealogenación Reducti'a



g

&$

&&l'

"(e(e" &$

&$&l#

"(e(e"

(etho29chloro

Klebsiella pneumoniae

Reacciones de 9idrólisis



• 9idrólisis de !ter

• 9idrólisis de !ster

• 9idrólisis de oso!ster

• 9idrólisis deamidas

• >ealogenaciónidrolítica

OH R ROH O H ROR ´´ 2 + → +

OH ROH O RC O H ORO RC ´)(´)( 2 + → +

OH ROH O P ROO H ORO P RO ´)()(´)()( 222 + → +

´´´)(´´´)( 2 R HNROH O RC O H R NRO RC + → +

HCl ROH O H RCl + → + 2

Reacciones de Síntesis



• ConHugación) in'olucra la unión dedos sustancias

• Condensación) in'olucra productos

oligom!ricos o polim!ricos

Reacciones de Síntesis



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"(e

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%

acoplamiento del #/0/- 1 triclorofenol 9 el .cido s9ringico



Q_M&CA ># L/S

R#S&>/S S`L&>/SMg. Quím. Lizardo Visitación F.

Residuos Sólidos



• Propiedades• Reacciones Químicas

Propiedades



p

• 4S06• A%:• Composición ísica• Composición ?uímica• Poder Calórico

4S06



• Suma de los gases generados en el test deermentación en 06 días. Se mide en *lBg MS

4S06



A%:



• Acti'idad Respiratoria e'aluada en : días, La5otella de reacción es conectada con ungenerador de o7ígeno " control de presión. #lsistema es colocado en un 5aKo de agua 0 CD.#l C/0 producido por los microorganismos

aeró5icos es a5sor5ido por el idró7ido de sodio.La presión negati'a inicia la generación deo7ígeno ?ue produce o7ígeno asta alcanzar lapresión normal. La producción de o7ígeno esreportado por la computadora

• Se mide en mg/0Bg MS

A%:



Composición Física



Composición Física

Composición Química



Poder Calórico



Poder Calórico Superior8&nerior



&nerior

Reacciones Químicas



• Jiodegradación• 4eneración de li7i'iados• 4eneración de gases• Metano o7idación

Jiodegradación



4eneración de li7i'iados



4eneración de 4ases



Metano /7idación



M#%A*/ /<&>AC&/*

química del aire, suelo, rrss

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