Química ambiental

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Descripción:
El libro está escrito teniendo en mente al estudiante de licenciatura en su segundo o tercer año. Sin embargo, tratamos de presentar los temas de manera que también los estudiantes de química general –e incluso estudiantes de posgrado– puedan encontrar contenido de interés aplicable a su nivel.

Tabla de contenidos:

Front Matter
   PrÓlogo
   Prefacio
   Notas técnicas adicionales
   Agradecimientos
Parte 1: Conccepptos introducctorios
   1: IntroducciÓn a la quÍmica ambiental
   1.1: Química de los procesos naturales en la biósfera
   Figura 1.1
   1.2: Química asociada con los procesos de contaminación
   Figura 1.2
   Tabla 1.1: Transformación y características de diferentes contaminantes tóxicos.
   Tabla 1.2: Características de riesgo de compuestos derivados de transformaciones ambientales del percloroetileno.
   1.3: Química aplicada al análisis de contaminantes y compuestos naturales
   Figura 1.3
   1.4: Química aplicada al tratamiento y remediación de la contaminación
   1.5: Química verde
   1.6: Importancia de la química ambiental
   Referencias y lecturas adicionales
   Revistas principales de química ambiental
   2: Fundamentos de quÍmica: Parte A
   2.1: Equilibrio químico
   2.1.1: Valores y cálculos de equilibrio
   Ejemplo 2.1
   Ejemplo 2.2
   Ejemplo 2.3
   Ejemplo 2.4
   2.1.2: Equilibrio de reacciones de intercambio: sistemas del tipo MLn/MLn-1/…/ML/M
   Ejemplo 2.5
   Ejemplo 2.6
   2.2: Reacciones ácido-base
   Ejemplo 2.7
   2.2.1: Características ácido-base de especies químicas comunes
   Tabla 2.1: Contribución de cationes y aniones a las características ácido/base de soluciones acuosas
   Tabla 2.2: Sales y sus efectos en el pH de soluciones acuosas.
   2.2.2: Soluciones amortiguadoras (buffers o tampones)
   Ejemplo 2.8a
   2.2.2.1: Definición matemática de la capacidad de amortiguación
   Figura 2.1
   Ejemplo 2.8b
   2.2.3: Carácter ácido/base de los óxidos
   2.2.3.1: La relación empírica
   Tabla 2.3: Valores de acidez relativa (a) para algunos óxidos binarios de importancia ambiental.
   Ejemplo 2.9
   2.3: Procesos redox
   Tabla 2.4: Serie electroquímica que involucra algunas especies de importancia ambiental.*
   Ejemplo 2.10
   Ejemplo 2.11
   2.3.1: Diagramas de Latimer
   2.3.2: Diagramas de Frost
   Figura 2.2
   Tabla 2.5: Potenciales estándar para el equilibrio del manganeso.
   Ejemplo 2.12
   2.3.3: Ecuación de Nernst
   2.3.4: Diagramas de Pourbaix
   Tabla 2.6: Datos para el diagrama E vs. pH (de Pourbaix) para el agua.
   Figura 2.3
   Ejemplo 2.13
   Ejemplo 2.14
   Ejemplo 2.15
   2.3.5: La escala pE
   Ejemplo 2.16
   Ejemplo 2.17
   Ejemplo 2.18
   Referencias y lecturas adicionales
   3: Fundamentos de quÍmica: Parte B
   3.1: Complejos y su formación
   3.1.1: Definición y generalidades
   3.1.2: Modificación de las propiedades de iones metálicos
   Ejemplo 3.1
   Ejemplo 3.2
   3.1.3: Geometría de complejos metálicos
   Tabla 3.1. Geometrías de complejos metálicos comunes.
   Ejemplo 3.3
   Ejemplo 3.4
   Ejemplo 3.5
   3.1.4: Complejos de esfera interna y externa
   3.1.5: Ligantes mono y polidentados: el enfoque HSAB
   3.1.6: El efecto quelato
   Figura 3.1.
   Ejemplo 3.6
   3.1.7: Reacciones de complejos
   3.1.7.1: Reacciones de intercambio de ligantes
   3.1.7.2: Reacciones de intercambio de electrones
   3.2: Cinética química
   Figura 3.2.
   3.2.1: Factores que influyen en la velocidad de una reacción unidireccional
   3.2.1.1: Dependencia de la velocidad de reacción con la concentración: la ley de la velocidad
   3.2.1.2: La constante de velocidad
   3.2.2: Ecuaciones de velocidad integradas
   3.2.2.1: Reacciones de orden cero
   3.2.2.2: Reacciones de primer orden
   3.2.2.3: Reacciones de segundo orden
   3.2.2.4: Reacciones de orden superior
   Tabla 3.2. Ecuaciones de velocidad integradas para los tres tipos de reacciones de tercer orden.
   3.2.3: Reacciones complejas
   3.2.3.1: Reacciones consecutivas
   3.2.3.2: Reacciones opuestas (reversibles)
   3.2.3.3: Reacciones paralelas
   3.2.4: Aproximación al estado estacionario
   3.2.5 Catálisis
   Figura 3.3.
   3.2.6: Cinética de la disociación de un complejo metálico
   Figura 3.4.
   Figura 3.5.
   Ejemplo 3.7
   3.3: Procesos fotoquímicos
   3.3.1: Procesos fotoquímicos después de la absorción de la luz
   3.3.2: Ley de Beer
   3.3.3: Procesos homogéneos y heterogéneos
   3.4: Radioquímica
   Tabla 3.3. Principales tipos de radiaciones ionizantes.
   Ejemplo 3.8
   Ejemplo 3.9
   3.4.1: Cinética del decaimiento
   Ejemplo 3.10
   3.4.2: Unidades de radiación
   3.4.3: Dispositivos de detección de radiaciones ionizantes y protección contra radiación
   3.4.3.1: Contador Geiger o ionización en tubos de gas
   3.4.3.2: Dispositivo de centelleo
   3.4.3.3: Películas fotográficas
   3.4.3.4: Semiconductores
   3.4.3.5: Termohimmiscenria
   Referencias y lecturas adicionales
Parte 2: QuÍmica de los procesos ambientales naturales
   4: QuÍmica de los procesos atmosfÉricos
   4.1: Aire
   Figura 4.1
   4.2: ¿Cómo se formó la atmósfera de la Tierra?
   4.3: Cantidades de los componentes de la atmósfera
   Tabla 4.1: Proporciones de mezcla de algunos gases atmosféricos importantes.
   Ejemplo 4.1
   Tabla 4.2: Tiempos de residencia aproximados de algunos componentes del aire.
   4.4: Química troposférica
   4.5: Principios físicos del efecto invernadero
   Figura 4.2
   Tabla 4.3: Eficiencia invernadero de gases claves.
   4.6: Química estratosférica
   Figura 4.3
   4.7: Aerosoles
   Figura 4.4
   Referencias y lecturas adicionales
   Experimentos y actividades
   5: QuÍmica de los procesos en la litÓsfera
   5.1: La litósfera y sus componentes
   5.1.1: Estructura de la Tierra sólida
   5.1.1.1: Núcleo
   5.1.1.2: Manto
   5.1.1.3: Corteza
   5.1.2: Clasificación de las rocas
   5.1.2.1: Rocas ígneas
   Figura 5.1
   5.1.2.2: Rocas sedimentarias
   5.1.2.3: Rocas metamórficas
   5.1.2.4: Minerales formadores de rocas
   Tabla 5.1: Los minerales más comunes en la formación de rocas.
   5.2: Formación y diferenciación de los minerales y las menas
   Figura 5.2
   Figura 5.3
   Figura 5.4
   5.3: Intemperizado
   5.3.1: Intemperizado físico
   5.3.2: Intemperizado químico
   Ejemplo 5.1
   Ejemplo 5.2
   Ejemplo 5.3
   5.3.2.1: Disolución y precipitación de sólidos
   Figura 5.5
   Ejemplo 5.4
   Figura 5.6
   Figura 5.7
   5.3.2.2: Disolución de óxidos naturales
   5.3.2.3: Fases sólidas estables y metaestables
   Figura 5.8
   Ejemplo 5.5
   5.3.3: Intemperizado biológico
   5.4: Características del suelo
   5.4.1: Taxonomía de los suelos
   Tabla 5.2: Ejemplos de composición de suelos.
   5.4.2: Sustancias húmicas (SH)
   5.4.3: Descomposición de materia orgánica adsorbida en el suelo
   Referencias y lecturas adicionales
   Experimentos y actividades
   6: La quÍmica de procesos en la hidrosfera
   6.1: Aguas naturales: tipos y composición
   Figura 6.1
   Figura 6.2
   6.1.1: Procesos que afectan la composición del agua
   6.1.2: Agua de lluvia
   Figura 6.3
   6.1.3: Aguas superficiales
   Tabla 6.1: Características de ácidos orgánicos naturales complejos encontrados en aguas superficiales.
   6.1.3.1: Agua de ríos y arroyos
   Tabla 6.2: Concentración promedio (mg/L) de los principales componentes disueltos en ríos importantes.*
   Tabla 6.3: Concentraciones de nutrientes y silicatos en ríos seleccionados, en μmoles/L.
   6.1.3.2: Agua de lagos
   Tabla 6.4: Clasificación de lagos eutróficos.
   6.1.4: El agua subterránea
   Figura 6.4
   6.1.5: Agua de mar
   Tabla 6.5: Principales iones que definen la salinidad en el agua del océano.
   6.1.6: Aguas salobres/aguas saladas
   Tabla 6.6: Promedio de la composición del agua del Mar Muerto, Gran Lago Salado y el océano abierto.
   Tabla 6.7: Clasificación de aguas salinas.
   6.2: Interacciones del agua con aire y sedimentos; efectos químicos sobre los organismos acuáticos
   6.2.1: Disolución de gases y acidificación de aguas naturales
   Tabla 6.8: Fuentes principales de gases presentes en aguas naturales.
   6.2.1.1: Ley de Henry
   Tabla 6.9: Constantes de la ley de Henry para los gases más comunes presentes en el agua (a 25°C y 1 atm).
   Ejemplo 6.1
   Tabla 6.10: Distintas fórmulas y unidades para la ley de Henry.
   6.2.1.2: Oxígeno disuelto en agua
   Ejemplo 6.2
   Figura 6.5
   6.2.1.3: Disolución del CO2 en agua
   Ejemplo 6.3
   Ejemplo 6.4
   6.2.2: Interacción entre agua y sedimentos/suelo
   6.3: Procesos fisicoquímicos en los sistemas acuáticos
   6.3.1. Procesos químicos en sistemas acuáticos
   6.3.1.1: Reacciones ácido-base
   El pH de sistemas acuáticos
   Capacidad amortiguadora en el medio ambiente
   Figura 6.6
   Alcalinidad o capacidad para neutralizar
   Determinación experimental de alcalinidad o ANC
   Figura 6.7
   Tabla 6.11: Clasificación de un sistema acuático de acuerdo a su capacidad para neutralizar una descarga ácida.
   Ejemplo 6.5
   Ejemplo 6.6
   6.3.1.2: Reacciones redox
   Tabla 6.12: Rangos típicos de pH y E de sistemas naturales.
   6.3.1.3: Formación de complejos
   Adsorción de complejos y ligantes metálicos en superficies sólidas
   Oxidación natural de complejos metálicos disueltos
   6.3.1.4: Especiación
   Figura 6.8
   6.3.1.5: Coloides: propiedades, tipos, fuentes y formación
   Figura 6.9
   Tabla 6.12: Cargas en los coloides naturales comunes.
   6.3.1.6: Reacciones fotoquímicas
   a) Fotodegradación de materia orgánica disuelta
   b) Fotólisis de nitratos y nitritos
   Fotólisis de complejos metálicos
   6.3.2: Eliminación natural de especies en sistemas acuosos por procesos físicos y químicos
   6.3.2.1: Sorción en sedimentos coloidales, suspendidos o asentados
   6.3.2.2: Intercambio iónico en sedimentos y en materia coloidal y suspensión acuosa
   6.3.2.3: Reacciones de precipitación y coprecipitación
   6.3.2.4: Procesos de solidificación y deposición debidos a la evaporación
   6.3.2.5: Transporte coloidal y de sedimentos en aguas superficiales
   6.3.2.6: Volatilización de compuestos orgánicos e inorgánicos
   Referencias y lecturas adicionales
   Experimentos y actividades
   7: Procesos bioquÍmicos naturales y organismos en la biosfera
   7.1: Clasificación de los seres vivos
   Figura 7.1
   Tabla 7.1: Clasificación general de los organismos.
   Figura 7.2
   Tabla 7.2: Propiedades fenotípicas de los diferentes dominios de los organismos.
   7.2: Clasificación nutricional de los organismos
   Figura 7.3
   7.3: Aspectos básicos de ecología
   Tabla 7.3: Definiciones importantes relacionadas con la biósfera.
   7.3.1: Los hábitats de la vida: aire, tierra y agua
   7.3.1.1: Atmósfera
   7.3.1.2: Tierra
   7.3.1.3: Agua
   7.3.2: Niveles tróficos
   Figura 7.4
   7.3.3: Relaciones no alimenticias entre especies
   7.3.3.1: Cooperación
   7.3.3.1.1: Comensalismo
   7.3.3.1.2: Sinergismo
   7.3.3.1.3: Mutualismo
   7.3.3.1.4: Simbiosis
   7.3.3.2: Competencia
   7.3.3.2.1: Amensalismo
   7.3.3.2.2: Parasitismo
   7.3.3.2.3: Depredación
   7.3.4: Sostenibilidad de ecosistemas
   7.4: Ciclos biogeoquímicos
   7.4.1: Ciclo del agua
   Tabla 7.4: Potenciales de reducción de algunas semirreacciones de importancia biológica (25°C, pH = 7).
   7.4.2: Ciclo del hidrógeno
   Ejemplo 7.1
   7.4.3: Ciclo del carbono
   Figura 7.5
   Figura 7.6
   Ejemplo 7.2
   7.4.4: Ciclo del oxígeno
   7.4.5: Ciclo del nitrógeno
   Figura 7.7
   7.4.5.1: Fijación
   7.4.5.2: Amonificación
   7.4.5.3: Nitrificación
   Ejemplo 7.3.
   7.4.5.4: Reducción de nitratos y desnitrificación
   Ejemplo 7.4
   7.4.6: Ciclo del azufre
   Figura 7.8
   7.4.6.1: Mineralización del azufre
   Figura 7.9
   7.4.6.2: Oxidación de sulfuro y del azufre elemental
   7.4.6.3: Sulfato disimilativo o reducción del azufre
   7.4.6.4: Reducción asimilativa de sulfato o inmovilización del azufre
   7.4.7: Ciclo del fósforo
   Figura 7.10
   7.4.8: Ciclo del hierro
   Ejemplo 7.5
   7.4.8: Interrelaciones entre los ciclos
   Figura 7.11
   Tabla 7.5: Rendimiento relativo de energía de los receptores de electrones.
   Referencias y lecturas adicionales
   Experimentos y actividades
Parte 3: Efectos, tratamiento y prevenciÓn de la contaminaciÓn
   8: Efectos de los contaminantes en la quÍmica de la atmÓsfera, la hidrosfera y la litosfera
   8.1: Importancia de la fabricación y uso de sustancias químicas
   Tabla 8.1: Producción de los principales productos químicos orgánicos e inorgánicos.
   Tabla 8.2: Ejemplos de producción de bienes derivados de la industria química.
   8.2: Fuentes de sustancias químicas como contaminantes
   a Tipos naturales y fuentes de contaminantes
   b Tipos y fuentes antropogénicas de contaminantes
   Tabla 8.3: Categorías de contaminantes convencionales y no convencionales según la Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos (EPA), Código de Regulaciones Federales, Título 40.
   Tabla 8.4. Principales tipos y ejemplos de contaminantes antropogénicos.
   c Fuentes de contaminación puntuales y no específicas (o multimedia)
   8.3: Transporte, movilidad y partición de los contaminantes
   8.3.1: Partición o coeficientes de distribución
   Ejemplo 8.1
   8.4: Contaminación del aire, agua, suelos y sus efectos
   8.4.1: Efectos de los contaminantes en la atmósfera
   8.4.1.1: Principales contaminantes del aire
   8.4.1.2: Los procesos de combustión como la fuente principal de contaminación del aire
   Figura 8.1
   8.4.1.3: El efecto invernadero
   8.4.1.4: La formación de esmog
   8.4.1.5: Destrucción del ozono estratosférico (agujero en la capa de ozono)
   Figura 8.2
   8.4.1.6: Lluvia ácida
   8.4.1.7: Contaminación interior
   a Radón
   b Óxidos de carbono
   c Óxidos de nitrógeno
   d Humo de tabaco
   e Formaldehído
   f Otros compuestos orgánicos volátiles
   g Partículas
   8.4.2: Efectos de los contaminantes en la hidrósfera
   Tabla 8.5: Principales contaminantes del agua.
   8.4.2.1: Materiales demandantes de oxígeno
   Ejemplo 8.2
   Ejemplo 8.3
   8.4.2.2: Nutrientes
   8.4.2.3: Organismos patógenos
   Tabla 8.6. Agentes infecciosos presentes en aguas residuales contaminadas.
   8.4.2.4: Sólidos en suspensión
   Figura 8.3
   8.4.2.5: Derrames de petróleo y grasas
   8.4.2.6: Compuestos de metales y metaloides
   8.4.2.7: Radionúclidos
   Tabla 8.7. Isótopos radioactivos utilizados en la medicina.*
   8.4.2.8: Los detergentes (surfactantes) y el enriquecimiento de nutrientes
   Figura 8.4
   8.4.2.9: Sales
   8.4.2.10: Calor
   8.4.2.11: Otras contribuciones
   8.4.2.12: Contaminación de las aguas subterráneas
   8.4.2.13: Aguas superficiales
   8.4.3: Efectos de los contaminantes sobre la litósfera
   8.4.3.1: Transformación de contaminantes en los suelos
   8.4.3.2: Transporte, movilidad y reparto de los contaminantes en los suelos
   Figura 8.5
   8.4.3.3: La agricultura y la química de los suelos
   8.4.3.4: Los metales y los procesos mineros
   Tabla 8.8: Soluciones extremadamente ácidas en el medio ambiente.
   8.4.3.5: Otros residuos y contaminantes en los suelos
   Referencias y lecturas adicionales
   Experimentos y actividades
   9: Efectos de los contaminantes en las biÓsfera: biodegradabilidad, toxicidad y riesgos
   9.1: Tipos de contaminantes de acuerdo con su capacidad de biotransformación
   9.1.1: Sustancias biodegradables y los procesos de biodegradación
   9.1.2: Reacciones de transformación biótica
   9.1.2.1: Condiciones aerobias
   9.1.2.1.1: Compuestos alifáticos
   Figura 9.1
   Figura 9.2
   9.1.2.1.2: Alifáticos halogenados
   Figura 9.3
   9.1.2.1.3: Hidrocarburos alicíclicos
   Figura 9.4
   Figura 9.5
   9.1.2.1.4: Hidrocarburos aromáticos
   Figura 9.6
   Figura 9.7a
   Figura 9.7b
   Figura 9.8
   Figura 9.9
   Figura 9.10
   Figura 9.11
   9.1.2.2: Condiciones anaerobias
   9.1.2.3: Transformación biótica de metales pesados y radionúclidos
   Figura 9.12
   9.1.3: Recalcitrancia y compuestos recalcitrantes
   9.1.3.1: Sustituciones inusuales
   Figura 9.13
   Figura 9.14
   Figura 9.15
   9.1.3.2: Hidrocarburos aromáticos muy condensados
   Figura 9.16
   9.1.3.3: Enlaces inusuales o secuencias de enlaces (por ejemplo, los carbonos terciarios o cuaternarios en los surfactantes)
   Figura 9.17
   9.1.3.4: Tamaño molecular excesivo
   Tabla 9.1: Polímeros sintéticos resistentes a la degradación microbiana.
   Tabla 9.2: Polímeros biodegradables.
   9.1.3.5: Biotransformaciones parciales
   Figura 9.18
   Figura 9.19
   Figura 9.20
   9.2: Sustancias o contaminantes peligrosos y no peligrosos
   9.2.1: Clasificación de sustancias peligrosas
   9.2.2: Toxicidad y definiciones relacionadas
   9.2.3: Factores que afectan la toxicidad de las sustancias químicas
   9.2.3.1: Estructura y actividad
   Tabla 9.3: Diferencias estructurales que afectan a la toxicidad.
   9.2.3.2: Dosis
   9.2.3.3: Susceptibilidad de los organismos
   Figura 9.21
   9.2.3.4: Relación dosis-respuesta
   Figura 9.22
   Figura 9.23
   Figura 9.24
   Figura 9.25
   9.2.3.5: Relación dosis-tiempo o exposición
   9.2.3.5.1: Toxicidad aguda
   Ejemplo 9.1
   9.2.3.5.2: Toxicidad subcrónica
   Tabla 9.4: Valores aproximados de DL50 para algunos agentes químicos.
   9.2.3.5.3: Toxicidad crónica
   9.2.3.6: Diferenciación de especies
   Figura 9.26
   9.2.3.7: Edad
   9.2.3.8: Sexo
   9.2.3.9: Vía de exposición
   9.2.3.10: Toxicocinética
   Figura 9.27
   9.2.3.10.1: Absorción
   9.2.3.10.2: Distribución
   9.2.3.10.3: Almacenamiento
   9.2.3.10.4: Biotransformación y eliminación
   Figura 9.28
   Figura 9.29
   Figura 9.30
   9.2.3.11: Interacciones debido a la presencia de otras sustancias químicas
   Tabla 9.5: Tipos de interacciones relacionadas con la toxicidad entre sustancias químicas.
   9.2.3.12: Resultado o final del efecto tóxico
   Tabla 9.6: Efectos tóxicos en órganos específicos.
   9.2.3.12.1: Genotoxicidad
   9.2.3.12.1.1: Carcinogenicidad
   9.2.3.12.1.2: Toxicidad en el desarrollo
   Tabla 9.7: Selección de sustancias clave y sus efectos tóxicos.
   9.3: Evaluación de riesgos a la salud humana
   Figura 9.31
   9.3.1: Identificación del peligro
   Figura 9.32
   9.3.2: Evaluación dosis-respuesta
   9.3.2.1: Evaluación de riesgo no cancerígeno
   Tabla 9.8: Factores de incertidumbre o seguridad.
   9.3.2.2: Evaluación de riesgo de cáncer
   Tabla 9.9: Categorías de cancerígenos.
   Figura 9.33
   Figura 9.34
   9.3.3: Evaluación de la exposición
   9.3.4: Caracterización del riesgo
   9.3.5: Gestión del riesgo
   Tabla 9.10: Ejemplos de las principales legislaciones de Estados Unidos sobre la regulación de sustancias tóxicas.
   9.3.5.1: Estándares y normas de exposición
   9.4: Ecotoxicología
   Figura 9.35
   9.4.1: Métodos de la ecotoxicología
   9.4.1.1: Criterios de valoración de los efectos tóxicos
   9.4.1.2: Bioensayos
   9.4.2: Determinación de la ecotoxicidad
   9.4.2.1: Pruebas de toxicidad a corto plazo
   Tabla 9.11: Ejemplos de razones tóxicas selectivas (RTS).
   9.4.2.2: Pruebas de toxicidad a largo plazo
   9.4.3: Bioconcentración, bioacumulación y biomagnificación
   9.4.4: Biomarcadores y bioindicadores
   Tabla 9.12: Ejemplos de biomarcadores.
   9.4.5: Monitoreo in situ
   9.4.6: Evaluación de riesgos ecológicos
   9.4.6.1: Caracterización de la ecología de base y la identificación de poblaciones receptoras potenciales
   9.4.6.2: Evaluación de la toxicidad ecológica
   9.4.6.3: Evaluación de las exposiciones potenciales
   9.4.6.4: Caracterización del riesgo
   9.4.7: Evaluación del riesgo
   Referencias y lecturas adicionales
   Experimentos y actividades
   10: Tratamientos fisicoquÍmicos y fÍsicos de contaminantes y residuos
   10.1: Procesos fisicoquímicos
   10.1.1: Procesos redox
   Tabla 10.1: Potenciales redox de algunos químicos oxidantes, reductores y especies radicales de interés en el tratamiento de residuos o procesos de desinfección.
   10.1.2: Oxidación química e incineración
   10.1.2.1: Oxidantes químicos, desinfección química
   10.1.2.1.1: Cloro, hipoclorito y cloraminas
   10.1.2.1.1.1: Formación de cloraminas
   Figura 10.1
   10.1.2.1.1.2: Cloro disponible (o cloro residual)
   Ejemplo 10.1
   Figura 10.2
   10.1.2.1.2: Dióxido de cloro
   10.1.2.1.3: Ozono
   10.1.2.1.4: Peróxido de hidrógeno
   10.1.2.1.5: Permanganato
   10.1.2.1.6: Ferrato
   10.1.2.2: Incineración
   Figura 10.3
   10.1.2.3: Oxidación húmeda
   10.1.2.4: Procesos avanzados de oxidación
   10.1.2.4.1: Procesos fotoasistidos
   10.1.2.4.1.1: Fotólisis homogénea
   Figura 10.4
   Figura 10.5
   10.1.2.4.1.2: Fotólisis heterogénea
   10.1.2.4.2: La reacción de Fenton
   10.1.2.5: Reducción química
   10.1.2.5.1: Agentes reductores a base de azufre
   10.1.2.5.1.1: Dióxido de azufre e iones sulfito
   10.1.2.5.1.2: Ditionita
   10.1.2.5.1.3: Sulfuro
   10.1.2.5.1.4: Tiosulfato
   10.1.2.5.2: Agentes reductores a base de nitrógeno
   10.1.2.5.2.1: Hidracina
   10.1.2.5.2.2: Hidroxilamina
   10.1.2.5.3: Agentes reductores a base de carbono
   10.1.2.5.3.1: Carbón activado (carbón vegetal activado)
   10.1.2.5.3.2: Aldehidos
   10.1.2.5.4: Agentes reductores basados en metales
   10.1.2.5.4.1: Metales con valencia-cero (zero-valent metals, ZVM)
   10.1.2.5.4.2: Ion ferroso
   10.1.2.5.5: Otros agentes reductores
   10.1.2.5.5.1: Peróxido de hidrógeno
   10.1.2.5.5.2: Hidrógeno molecular
   10.1.2.5.5.3: Borohidruros
   10.1.2.5.5.4: Electrones solvatados
   10.1.3: Precipitación/inmovilización, hidrólisis/ácido-base, y procesos de intercambio iónico
   10.1.3.1: Precipitación química/inmovilización de metales
   Tabla 10.2: Criterios de selección en los procesos de vitrificación.
   10.1.3.2: Procesos de hidrólisis/ácido-base
   10.1.3.3: Intercambio iónico
   Figura 10.6
   10.1.4: Procesos de complejación
   10.1.4.1: Contaminantes gaseosos
   10.1.4.2: Contaminantes acuosos
   10.1.4.2.1: Separación metálica por intercambio de ligante polimèrico (metal separation by polymeric ligand exchange, PLE)
   10.1.4.2.2: Dendrímeros
   10.1.4.2.3: Descontaminación radiactiva
   10.1.4.2.4: Extracción de metales por flotación de complejos
   10.1.4.2.5: Solubilización por complejación selectiva
   10.1.4.3: Contaminantes del suelo
   Ejemplo 10.2
   10.1.5: Procesos electroquímicos
   10.1.5.1: Procesos directos e indirectos
   10.1.5.1.1: Oxidaciones directas
   10.1.5.1.2: Reducciones directas
   10.1.5.1.3: Oxidaciones indirectas
   10.1.5.1.4: Reducciones indirectas
   10.1.5.2: Procesos electroquímicos basados en el intercambio de iones
   10.1.5.3: Tratamiento electroquímico de gases
   Tabla 10.3: Tratamiento electroquímico de diversos gases contaminantes.
   10.1.5.4: Tratamiento electrocinético de suelos
   10.1.5.5: Producción electroquímica de desinfectantes para agua
   10.1.5.6: Procesos híbridos que involucran etapas electroquímicas para el tratamiento de desechos acuosos
   Ejemplo 10.3
   10.1.6: Otros procesos químicos
   10.1.6.1: Disolución selectiva en CO2
   10.1.6.2: Extracción con otros gases licuados
   10.1.6.3: Extracción con disolventes líquidos (extracción líquido-líquido)
   10.1.6.4: Hidrodecloración catalítica
   10.2: Procesos físicos
   10.2.1: Procesos de adsorción
   10.2.2: Incorporación de contaminantes en materiales sólidos
   10.2.2.1: Incorporación de arcilla
   10.2.2.2: Materiales superabsorbentes
   10.2.2.3: Vitrificación
   10.2.3: Procesos basados en radiación
   10.2.3.1: Energía de microondas
   10.2.3.2: Haz de electrones
   10.2.3.3: Ultrasonido
   10.2.3.4: Métodos fotoquímicos
   10.2.4: Métodos basados en campos magnéticos
   10.2.4.1: Tratamiento magnético
   10.2.4.2: Partículas magnéticas
   10.2.5: Métodos de filtración
   Figura 10.7
   10.2.6: Evaporación
   10.2.7: Burbujeo de aire/vapor
   10.3: Tratamientos combinados
   Referencias y lecturas adicionales3
   Procesos redox
   Acido-base, precipitación y procesos de intercambio iónico
   Procesos de complejación
   Procesos electroquímicos
   Otros procesos químicos
   Procesos físicos
   Tratamientos combinados
   Experimentos y actividades
   11: Tratamiento biolÓgico de contaminantes y desechos
   11.1: Eliminación de contaminantes de aguas residuales
   Tabla 11.1: COD y BOD5 (definidas en el capítulo 8) de aguas residuales seleccionadas.
   11.1.1: Tratamientos preliminares
   11.1.2: Tratamiento primario
   11.1.3: Tratamientos secundarios
   11.1.3.1: Procesos aerobios
   11.1.3.1.1: Proceso aerobio basado en biomasa suspendida
   Figura 11.1
   11.1.3.1.2: Modificaciones al proceso de lodos activados
   Tabla 11.2: Modificaciones al proceso de lodo activado.
   11.1.3.1.3: Procesos aerobios basados en la formación de una biopelícula
   Figura 11.2
   Figura 11.3
   Figura 11.4
   i) Filtros por goteo o percoladores
   Figura 11.5
   ii) Contactores biológicos rotatorios
   Figura 11.6
   11.1.3.2: Tratamiento anaerobio de aguas residuales
   Figura 11.7
   Figura 11.8
   11.1.3.2.1: Tanques sépticos
   11.1.3.2.2: Reactor anaerobio de lecho de lodos de flujo ascendente (UASB, por sus siglas en inglés)
   11.1.3.2.3: Filtros anaerobios
   11.1.3.2.4: Reactores anaerobios de lecho expandido y fluidizado
   11.1.3.2.5: Contactor biológico rotatorio anaerobio
   11.1.3.3: Eliminación biológica de nutrientes
   11.1.3.3.1: Nitrificación en reactores de crecimiento suspendido
   Figura 11.9
   Figura 11.10
   11.1.3.3.2: Procesos de desnitrificación
   Figura 11.11
   Figura 11.12
   Figura 11.13
   11.1.3.3.3: Eliminación biológica de fósforo
   11.1.3.3.3.1: Phoredox (A/O)
   Figura 11.14
   11.1.3.3.3.2: Proceso UCT
   Figura 11.15
   11.1.3.3.3.3: Bardenpho modificado
   Figura 11.16
   11.1.4: Tratamiento terciario
   11.1.5: Desinfección química y física
   11.2: Opciones de tratamiento de lodos
   11.2.1: Digestión anaerobia de lodos
   11.2.2: Composteo
   11.2.3: Pasteurización y secado
   11.2.4: Estabilización con cal
   11.3: Reutilización de aguas residuales
   11.4: Tratamiento biológico del suelo y las aguas subterráneas
   11.4.1: Biorremediación in situ
   11.4.2: Composteo
   11.4.3: Reactores de lodos
   11.4.4: Estrategias de tratamiento de acuíferos
   11.4.4.1: Contención física
   11.4.4.2: Biorrestauración in situ
   11.4.5: Biorreactores en la superficie (tecnología de bombeo y tratamiento)
   11.4.6: Derrames de petróleo en el mar
   11.5: Tratamiento biológico de compuestos volátiles
   Referencias y lecturas adicionales
   Experimentos y actividades
   12: MinimizaciÓn y prevenciÓn de la contaminaciÓn; quimica verde
   12.1: Ecología industrial
   12.2: Evaluación del ciclo vital
   12.3: Química verde
   Tabla 12.1: Los 12 principios de la química verde.
   12.3.1: Prevenir la producción de residuos
   12.3.2: Diseñar productos eficaces, no tóxicos
   Figura 12.1
   12.3.3: Diseñar buenas síntesis
   Figura 12.2
   Figura 12.3
   Figura 12.4
   Figura 12.5
   12.3.4: Usar fuentes de materia prima y materias primas alternativas
   Figura 12.6
   Figura 12.7
   12.3.5: Minimizar los residuos mediante reacciones catalíticas
   12.3.5.1: Las enzimas como catalizadores verdes
   Figura 12.8
   Figura 12.9
   12.3.6: Evitar las modificaciones temporales
   12.3.6.1: Grupos protectores
   Figura 12.10
   Figura 12.11
   Figura 12.12
   12.3.6.2: Formación de sales
   12.3.6.3: Derivados halogenados para reacciones selectivas
   12.3.7: Maximizar el uso de materias primas
   Figura 12.13
   Tabla 12.2: Materiales que participan en la síntesis tradicional del ibuprofeno.
   Figura 12.14
   Tabla 12.3: Materiales que participan en la síntesis verde del ibuprofeno.
   Ejemplo 12.1
   Síntesis tradicional
   Síntesis verde
   Ejemplo 12.2
   Ejemplo 12.3
   12.3.8: Minimizar el uso de productos químicos auxiliares
   12.3.8.1: Líquidos iónicos
   Figura 12.15
   Tabla 12.4: Propiedades físicas de algunos líquidos iónicos.
   Tabla 12.5: Varias enzimas usadas con líquidos iónicos como disolventes.
   12.3.8.2: Compuestos y disolventes fluorosos
   Figura 12.16
   Figura 12.17
   12.3.8.3: Fluidos supercríticos
   Figura 12.18
   Figura 12.19
   Figura 12.20
   12.3.8.4: Reacciones sin disolvente
   Figura 12.21
   12.3.8.5: Sistemas acuosos
   Figura 12.22
   Figura 12.23
   12.3.8.6: Biodisolventes
   Figura 12.24
   12.3.9: Requerimientos de energía
   12.3.9.1: Radiación de microondas
   Figura 12.25
   Figura 12.26
   12.3.9.2: Fotoquímica verde
   Figura 12.27
   12.3.10: Diseñar productos benignos
   12.3.10.1: Polímeros sintéticos biodegradables
   Figura 12.28
   Figura 12.29
   12.3.10.2: Plásticos biodegradables basados en el almidón
   12.3.11: Optimizar la supervisión y el control
   12.3.12: Minimizar la posibilidad de accidentes
   Referencias y lecturas adicionales
   Experimentos y actividades