Analisis

Artículo de Divulgación

Pacheco J. et. al. / Ingeniería 6-3 (2002) 73-81

Análisis del ciclo del nitrógeno en el medio ambiente con relación al agua subterránea y su efecto en los seres vivos
Julia Pacheco Avila1, Roberto Pat Canul2 y Armando Cabrera Sansores1

RESUMEN Debido al ciclo del Nitrógeno, la presencia de nitratos y nitritos en el ambiente se da de manera natural; sin embargo,las actividades humanas modifican sus concentraciones y pueden hacer que estos compuestos sean potencialmente peligrosos para la salud humana y animal. Los nitratos en el suelo y en las aguas subterráneas se originan de la descomposición natural por microorganismos de materiales nitrogenados orgánicos como las proteínas de las plantas, animales y excretas de humanos y de animales. Las fuentesambientales más importantes son el uso de fertilizantes nitrogenados, la disposición de excretas y la disposición de desechos municipales e industriales. Aunque el nitrito es el compuesto tóxico, debido a que se forman a partir de los nitratos, un factor determinante en la incidencia de la toxicidad es la concentración de nitratos en el agua. El principal mecanismo de toxicidad de los nitritos es laoxidación del ion ferroso a ion férrico, lo que puede producir metahemoglobinemia, efectos cardiovasculares y efectos respiratorios. El riesgo para la salud debido a los nitratos y nitritos es función de la exposición, la existencia de condiciones favorables para la reducción de nitratos a nitritos y algunos factores inherentes al individuo, por lo que no se puede formular una relacióndosis-respuesta con respecto a la presencia de nitratos en el agua.

El Nitrógeno es un elemento diatómico y se encuentra en estado gaseoso a temperatura y presión ordinaria, comprende el 78% de la atmósfera terrestre y en su forma elemental es relativamente inerte. La química del Nitrógeno es compleja debido a los muchos estados de oxidación que puede asumir y al hecho de que ese cambio en el estado deoxidación puede ser llevado a cabo por organismos vivos. Este cambio en el estado de oxidación producido por las bacterias, puede ser positivo o negativo, dependiendo de las condiciones aeróbicas o anaeróbicas prevalecientes (Sawyer y Mc. Carty, 1978). Desde el punto de vista de la química inorgánica, el Nitrógeno puede existir en siete estados de oxidación (Tabla 1).
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Tabla 1. Estados deoxidación de los compuestos del Nitrógeno Compuesto NH3 N2 N2O NO N2O3 NO2 N2O5 Estado de oxidación -III 0 I II III IV V

Debido a que los estados I, II y IV, tienen poca significancia en los procesos biológicos, la química del

Profesor Investigador del Cuerpo Académico de Ingeniería Ambienta, FIUADY (pavila@tunku.uady.mx) Técnico Académico, colaborador del Cuerpo Académico de la Facultad deIngeniería de la UADY

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Pacheco J. et. al. / Ingeniería 6-3 (2002) 73-81 Tabla 2. Compuestos nitrogenados de interés para el medio ambiente Compuesto NH3 N2 N2O3 N2O5 Estado de oxidación -III 0 III V

Nitrógeno de interés para el medio ambiente, puede resumirse en cuatro estados de oxidación (Tabla 2). Las relaciones que existen entre las formas de los compuestosdel Nitrógeno y los cambios que ocurren en la naturaleza, se ilustran en la Figura 1.

En este diagrama, puede observarse que la atmósfera sirve como un reservorio desde el cual el Nitrógeno es constantemente removido por la acción de las descargas eléctricas y por la fijación del nitrógeno por bacterias y algas. Durante las tormentas eléctricas, grandes cantidades de nitrógeno son oxidadas a N2O5y 74

su unión con el agua produce Ácido Nítrico, el cual es llevado a la superficie de la tierra con la lluvia. Por otra parte, los compuestos de Nitrógeno son liberados en los productos de desechos del cuerpo durante toda la vida; así por ejemplo, la orina contiene el Nitrógeno resultante del desdoblamiento metabólico de las

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