Contenido
Programa de Estudios
1. Ecosistemas marinos potencialmente contaminados
2. Factores ambientales que afectan a los contaminantes
3. Agentes contaminantes
4. Toxicología
5. Casos prácticos
1. ECOSISTEMAS MARINOS POTENCIALMENTE CONTAMINADOS
El estudio del funcionamiento de los ecosistemas marinos es la base para poder evaluar los impactos que sufre el medio biótico del mar. Siguiendo esta premisa, se abordarán temas de gran interés ecológico, desde la clasificación de los organismos que viven en nuestro litoral, hasta las relaciones existentes entre ellos. Asimismo, se identificarán los parámetros naturales que intervienen en la distribución de los organismos en nuestras costas.
Introducción a los organismos marinos
Plancton: fitoplancton, bacterioplancton, zooplancton, variación estacional del plancton. Bentos: productores bentónicos (plantas marinas, algas), diversidad del zoobentos, adaptaciones y estrategias de los organismos bentónicos (adaptaciones al tipo de sustrato, adaptaciones alimentarias).
Ecología marina básica
Conceptos básicos de ecología marina: ecología, organismos marinos, ambientes marinos. Comparación entre ecosistemas marinos y terrestres: diferentes factores físicos y químicos, diferencias en estructura y función de los ecosistemas. Ecología trófica: la producción primaria, factores que afectan a la producción primaria (luz, nutrientes, dinámica de las aguas), distribución geográfica de la producción primaria (áreas de afloramiento de aguas profundas, áreas costeras, frentes marinos, divergencias y convergencias oceánicas, áreas centrales de los océanos), los flujos de energía en los ecosistemas (cadenas y redes tróficas). Dinámica de poblaciones: crecimiento poblacional, estrategias de poblaciones.
Comunidades bentónicas costeras
Costas rocosas: zonación del litoral rocoso, causas de la zonación (factores físicos, factores biológicos). Costas arenosas: condiciones ambientales, organismos, zonación. Costas fangosas: factores ambientales, ecología.
Comunidades bentónicas submareales
Comunidades de fondos blandos: características, ecología de los fondos blandos. Comunidades sobre fondo rocoso: ecología de los fondos duros. Praderas de fanerógamas marinas: las fanerógamas, ecología de las praderas, importancia. Bosques de laminarias: las algas laminarias, ecología.
Estuarios y marismas
Estuarios: condiciones ambientales (salinidad y temperatura, sedimentos y turbidez, oleaje y mareas, oxígeno), productores primarios de los estuarios, fauna estuarina (animales estuarinos, adaptaciones de los animales estuarinos), ecología de los estuarios, los estuarios y el hombre.
Comunidades tropicales
Manglares: los mangles, distribución de los manglares y factores ambientales, ecología de los manglares (ambiente terrestre, ambiente marino), importancia y problemática de los manglares. Arrecifes de coral: estructura del coral, distribución y factores limitantes de los arrecifes, zonación del arrecife, diversidad en el arrecife de coral, producción primaria, destrucción y conservación de los arrecifes.
2. FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN A LOS CONTAMINANTES
En el seno del mar existen una serie de sistemas dinámicos que condicionan la presencia y la concentración de contaminantes antrópicos. Es imprescindible hacer una aproximación a dichos sistemas para poder comprender el impacto real de los mismos. En concreto, se exponen los procesos físicos que rigen la circulación y difusión de contaminantes y las reacciones químicas que tienen lugar en el medio.
Dinámica marina
Ciclo hidrológico: etapas del ciclo del agua, distribución del vapor de agua (renovación del vapor de agua en la atmósfera, movimientos atmosféricos de las masas, reservas en forma de hielos en los océanos, aguas subterráneas), criterios de explotación de las reservas de agua. Circulación oceánica: interacción atmósfera-océano, movimiento en el océano (la fuerza de Coriolis), circulación superficial, afloramientos o surgencias, frentes marinos.
Parámetros físicoquímicos del agua marina
Química del agua de mar: introducción, propiedades fisicoquímicas del agua (estructura molecular, enlace de hidrógeno), efecto de la sal en las propiedades fisicoquímicas del agua, importancia del agua, composición del agua de mar (tipos de constituyentes, constancia de la composición, excepciones de la regla de las proporciones constantes, origen de las sales en el océano). Principales parámetros hidrográficos: temperatura del agua del mar (temperatura superficial, estructura térmica de la columna de agua, variación estacional, distribución latitudinal y vertical), salinidad (medición, salinidad superficial, variación vertical y temporal, importancia hidrográfica), densidad (estructura vertical, distribución geográfica).
Química del agua del mar
Gases disueltos en el agua: procesos de capa límite (concentración de los gases en el agua marina, leyes de los gases), oxígeno disuelto (distribución en la columna de agua, ambientes anóxicos, determinación de oxígeno), dióxido de carbono (carbonatos, efecto invernadero, distribución en la columna de agua, pH del agua del mar). Elementos nutritivos del medio marino: ciclo del carbono, ciclo del nitrógeno (especiación, fijación, transformaciones heterotróficas, distribución geográfica, alteraciones del ciclo), silicatos (distribución del sílice), fósforo, oligoelementos (hierro, manganeso), materia orgánica en los ecosistemas marinos.
3. AGENTES CONTAMINANTES
Se hace una distinción de aquellos agentes contaminantes que alteran el equilibrio natural del medio marino. En particular, se identifican las principales fuentes, las formas químicas en las que se pueden presentar, los principales procesos físicos y biológicos que sufren, sus efectos sobre organismos y comunidades marinas y, si existen, las medidas correctoras que se aplican. Los contenidos abordan los siguientes temas: metales pesados, hidrocarburos, compuestos organoclorados, radiactividad, contaminación térmica, especies exóticas y aguas residuales.
Contaminación por metales pesados
Introducción. Fuentes. Transporte. Clasificación. Características de la contaminación: bioacumulación, biomagnificación. Especiación: métodos para establecer la especiación (separación física, especies lábiles a la voltametría de redisolución anódica, métodos de intercambio iónico, esquemas de especiación). Distribución en el medio marino: aguas oceánicas, sedimentos y estuarios. Metales pesados en organismos: toxicidad. Metales pesados más representativos. Clasificación de los cationes metálicos y ligandos orgánicos.
Mercurio
Fuentes naturales, fuentes antropogénicas. Especiación y reactividad: especiación del mercurio, metilación del mercurio. Distribución: mercurio en el medio marino, determinación en el medio ambiente, distribución en la atmósfera, distribución en los sedimentos y suelos, distribución en las aguas. Efectos ecológicos y en seres humanos.
Hidrocarburos
Introducción. Propiedades fisicoquímicas. Fuentes al océano: vertidos debidos a la actividad del hombre, afloramientos submarinos, hidrocarburos de origen biogénico. Interacciones con el agua de mar: procesos de dispersión, evaporación, fotooxidación, disolución, emulsificación, oxidación, sedimentación, degradación bacteriana, formación de bolas de alquitrán. Tratamiento de vertidos: tratamientos mecánicos (tipos de barreras, eficacia de las barreras, utilidad de las barreras), tratamientos físicoquímicos. Métodos de recuperación. Métodos de eliminación. Toxicidad de los hidrocarburos. Daños ecológicos de un vertido de petróleo.
Compuestos organoclorados
Introducción. Pesticidas. Bifenilos policlorados (PCB’s). Dioxinas y furanos. Naturaleza. Fuentes al océano. Contaminación de organismos marinos. Perspectivas futuras.
Contaminación radiactiva
Conceptos básicos de química nuclear: átomos e isótopos, radiactividad y unidades. Entradas de radiactividad a los océanos: radiactividad natural, explosiones nucleares, reactores nucleares, minería y enriquecimiento del uranio, reactores nucleares, reprocesamiento. Vertidos sólidos. Almacenamiento de residuos radiactivos en el mar. Fusión nuclear.
Contaminación térmica
Introducción. Fuentes. Efectos: alteración de la solubilidad de los gases, alteración de las propiedades físicas de la masa de agua receptora, alteración de la velocidad de las reacciones químicas, alteraciones de los ecosistemas biológicos, efectos indirectos. Medidas para evitar la contaminación térmica.
Contaminación por especies exóticas
Introducción. Antecedentes históricos. Vías de introducción. Etapas de la introducción de especies exóticas vegetales. Problemática de las introducciones. Efectos potenciales de las especies exóticas. Criterios para el reconocimiento de una especie exótica. Ejemplos de introducciones marinas: proliferaciones fitoplanctónicas, macroalgas, invertebrados bentónicos. Control de las especies exóticas.
Contaminación por aguas residuales
Introducción. Caracterización de aguas residuales: composición de las aguas residuales, materia orgánica biodegradable (demanda bioquímica de oxígeno DBO, demanda química de oxígeno DQO, Carbono orgánico total COT), microorganismos patógenos, nutrientes, metales pesados, detergentes, pH, salinidad, materia particulada. Impacto de las aguas residuales en el medio marino: eutrofización, contaminación microbiana, sustancias tóxicas. Depuración y tratamiento.
4. TOXICOLOGÍA
Este apartado pretende responder a las siguientes preguntas: ¿Qué ocurre cuando un contaminante entra en contacto con un organismo? ¿Cómo se puede evaluar si un entorno costero está contaminado por un cierto agente contaminante?. Para responder a estas y otras cuestiones, se realiza una descripción detallada de las pruebas toxicológicas que deben ser realizadas, los tipos de intoxicación posibles, y los factores que afectan a la toxicidad.
Introducción
Definición de toxicidad. Tipos de intoxicación. Definición y tipos de compuestos tóxicos. Factores que modifican la toxicidad. Fases y características del fenómeno tóxico: toxicocinética (absorción, distribución, biotransformación-metabolización, eliminación-excreción), toxicodinámica.
Evaluación toxicológica
Conceptos de IDA, LRM, ITSP, NOEL y Ci. Información previa. Pruebas toxicológicas: requisitos, toxicidad aguda, toxicidad crónica, toxicidad subaguda, estudios especiales, parámetros a valorar en las pruebas toxicológicas.
Toxicidad de los deshechos industriales
Hidrocarburos clorados: bifenilos policlorados PCB’s, dioxinas TCDD’s. Metales pesados: plomo, cadmio, mercurio, arsénico, estaño, aluminio. .
Toxicidad de los residuos de pesticidas
Definición y características de los pesticidas. Residuos de pesticidas: pesticidas organoclorados (características físico-químicas, acción y metabolismo, efectos tóxicos), pesticidas organofosforados, pesticidas carbamatos, residuos de pesticidas en los alimentos (factores que influyen en la presencia de residuos de pesticidas en los alimentos).
5. CASOS PRÁCTICOS
Ejemplo de toxicidad de los residuos de pesticidas en los alimentos. Ejemplo de toxicidad de los desechos industriales en los alimentos.
