Imágenes del incendio de un almacén de disolventes orgánicos y de residuos, en el Puerto de Barcelona, el pasado mes de julio. En la foto inferior, el mismo incendio visto desde unos dos kilómetros de distancia, donde se observa el efecto de la contaminación sobre la atmósfera.
Hasta principios de los años setenta, en la etapa de desarrollo económico continuado que, con algunas pequeñas oscilaciones, sucedió a la segunda guerra mundial, el término desarrollo se definía a partir de conceptos económicos clásicos.
De forma implícita estos asumían la disponibilidad de una energía inagotable y barata (el petróleo y sus derivados) y la gran capacidad de asimilación del medio natural, capaz de eliminar todos los desechos humanos durante esta época, el desarrollo económico se calibraba por su gigantismo (grandes complejos industriales, grandes ciudades), y la contaminación o la extinción de algunas especies se consideraban consecuencia inevitable del mismo, que era prioritario por encima de cualquier otro tipo de consideraciones.
Este modelo simple y triunfalista se resquebraja en los años setenta con la crisis del petróleo.
Dicha crisis, además de su gran impacto económico a nivel mundial, mostró que el acceso a una energía segura, inagotable y barata se había convertido en una quimera. A partir de entonces el coste de la energía se transforma en un parámetro básico para la economía de todos los países, especialmente en aquellos con mayor dependencia energética exterior. Este problema supuso la búsqueda de fuentes alternativas de energía y el uso extensivo de la energía nuclear.
Sin embargo, la peligrosidad del proceso, combustibles y desechos asociados, dio lugar al planteamiento en amplias capas de la sociedad de todos los aspectos de riesgo ambiental relacionados con esta opción. Por primera vez, se valoró muchos más la seguridad y la minimización del impacto ambiental que el puro beneficio económico.
DESARROLLO SOSTENIBLE
Dicho planteamiento también se hizo extensivo a otros procesos industriales e incluso urbanos. Ello evidenció, entre amplia capas de la población, la fragilidad del medio natural y su limitada capacidad de asimilación de los desechos generados por el hombre. Se empezaban así a poner las bases de una nueva opción de desarrollo, el desarrollo sostenible, que reclama la compatibilidad entre el crecimiento económico y el respeto al medio ambiente.
En este momento también se hizo evidente que, más allá de los casos obvios de contaminación local, se desconocían muchos de los procesos básicos que rigen el funcionamiento de la atmósfera, la hidrósfera y la geósfera, y que, desde luego, el hombre era incapaz de predecir los efectos ambientales a largo plazo que resultan de sus actividades.
Este contexto estimuló la dedicación de un número creciente de científicos a este tipo de problemas y dio lugar a la aparición de la química ambiental como una nueva disciplina científica. Esta se puede definir como aquella rama de la ciencia que estudia la influencia de las actividades humanas en los procesos biogeoquímicos del planeta mediante métodos químicos.
La utilización de métodos químicos implica un uso elevado de métodos de análisis. En este sentido, hay que decir que el estudio de muchos problemas ambientales requiere el desarrollo de métodos específicos (compuestos traza en matrices complejas de composición desconocida). Estos son a menudo un objetivo científico interesante en sí mismo, lo que estimula el interés de muchos químicos analíticos hacia este tipo de problemas.
Sin embargo las diferencias entre química analítica y química ambiental son claras,. En cuanto a los objetivos, porque la justificación del trabajo ambiental se encuentra en la utilización de los métodos analíticos como herramienta de conocimiento. Y en el aspecto metodológico, porque, en el trabajo ambiental, el proceso de toma de muestras puede sere, y es, más relevante que el análisis posterior.
A menudo se deben desarrollar métodos de muestreo fiables que sean adecuados a las concentraciones de los elementos traza. Por otra parte, el diseño espacio-temporal del proceso de muestreo implica un conocimiento previo del problema que se quiere abordar y del sistema objeto de estudio.
La selección de los puntos y tiempos de muestreo, así como el tipo de compuestos a estudiar, predetermina el tipo de información que se podrá obtener del sistema.
Otra disciplina científica cercana a la química ambiental es la geoquímica. Un aspecto importante y diferenciador entre ambas es el énfasis de la química ambiental en el estudio de la influencia humana sobre los ciclos biogeoquímicos. Por ello, en esta se dedica una mayor atención a sistemas recientes y a los diversos compartimentos ambientales: aire, agua, sedimentos, suelos, mientras que una gran parte de la geoquímica está enfocada hacia el estudio de sistemas sedimentarios antiguos.
Asimismo, una parte importante de la química ambiental se dedica al estudio de elementos traza mientras que en geoquímica a menudo se estudian los elementos mayoritarios.
La bioquímica también proporciona metodologías de interés en química ambiental. Estas se utilizan, por ejemplo, para la detección de efectos subletales en organismos mediante el estudio de alteraciones hormonales en los mismos.
Una rama que se define bajo el nombre de ecotocxicología. Por otra parte, el estudio de las transformaciones microbiológicas de los contaminantes representa un área de confluencia con la microbiología.
La química ambiental tiene ante sí el reto de anticipar cuáles van a ser los principales efectos de la acción humana sobre el medio ambiente y determinar qué acciones deben establecerse de manera prioritaria para prevenirlos.
Evidentemente también se puede hablar de una física ambiental, esta última en coincidencia con la ecología.
El medio ambiente se convierte, así, en un punto de encuentro de numerosas disciplinas, si bien la química ambiental es la que se encuentra situada de forma más clara en la encrucijada de los problemas ambientales.
Por un lado, muchos de los contaminantes son compuestos químicos y su distribución y efectos en los distintos compartimentos ambientales dependen de sus propiedades físico-químicas; por otro, muchas alteraciones de los equilibrios básicos que definen los ecosistemas se manifiestan a través de cambios en las distribuciones de compuestos químicos, naturales o contaminantes.
APORTACIONES
En este sentido, la química ambiental ha hecho aportaciones importantes al estudio de los procesos globales, por ejemplo, el estudio de los cambios climáticos durante los últimos períodos de glaciación-interglaciación o algunos procesos de intercambio entre la columna de agua y la tropósfera que pueden influir en el albedo del planeta.
Por otra parte, esta disciplina también puede ofrecer aportaciones relevantes en toxicología, concretamente al estudio de los efectos de exposiciones crónicas a contaminantes en seres humanos.
Finalmente, quizás se pueda mencionar la tarea científica de uno de los químicos ambientales más relevantes de las últimas décadas, James Lovelock. Químico de profesión, fue el inventor del detector cromatográfico de captura de electrones.
La utilización de este equipo dentro de unas campañas oceanográficas llevadas a cabo en el Atlántico, le permitió poner de manifiesto la presencia generalizada de clorofluorocarburos en la atmósfera del planeta, y fue el primer que predijo, en unos artículos publicados en Nature en los años sesenta, su posible influencia sobre la capa de ozono. También en esta época puso de manifiesto la importante emisión de especies reducidas de azufre como consecuencia de la descomposición de las algas marinas y su posible rol como mecanismo de control climático. A pesar de que sus contribuciones científicas recientes, como la Teoría de Gaia, no han recibido una acogida favorable dentro de la comunidad científica, su trabajo anterior le sitúa como pionero en la descripción de muchos procesos relevantes para el medio ambiente. Entre otros éxitos, también cabe destacar que, basándose en la composición química de la atmósfera de Marte, predijo, antes de los vuelos espaciales que permitieron el estudio directo de la superficie del planeta, que en este no se encontraría vida.
CAMBIOS CLIMATICOS
Una aportación relevante de la química ambiental consiste en el desarrollo de un método para la determinación de las temperaturas de las aguas superficiales de los océanos a lo largo de los períodos de glaciación e interglaciación del Pleistoceno. Se basa en el análisis de mezclas de cetonas di- y triinsaturadas de 37 átomos de carbono que son sintetizadas por algunas algas primnesiofitas. La composición relativa de ambas cetonas en dichos organismos depende de la temperatura de las aguas en que se han desarrollado, lo que proporciona una señal inequívoca en el registro sedimentario.
TOXICOLOGIA
La mayoría de datos actualmente disponibles acerca de los efectos de exposiciones crónicas a contaminantes en seres humanos proviene de estudios con animales experimentales. El metabolismo de dichos animales es diferente del humano lo que limita la validez de las extrapolaciones de dichos experimentos.
El estudio epidemiológico del estado de salud de las poblaciones expuestas a contaminantes específicos, junto con la determinación de las tasas de acumulación de los compuestos de interés (por ejemplo, análisis en sangre) y la elucidación de las vías de incorporación de dichos compuestos en la población (aire, agua, alimentos), permiten aproximar de manera muchos más adecuada cuáles son los efectos nocivos de los contaminantes.
Obviamente, el desarrollo de este tipo de investigación requiere la participación de especialistas en medicina, pero la validez de los resultados depende del correcto planteamiento y ejecución.
