Química Ambiental

Esta área tiene como objetivo generar conocimiento que contribuya a la resolucion de problemas asociados a la resolución de problemas asociados a la contaminación ambiental y ha enfocado parte importante de sus esfuerzos a estudiar como evolucionan en la atmósfera, la litósfera y la criósfera diversos contaminantes inorgánicos y orgánicos. Dicho estudio ha estado motivado por el hecho de que muchas de las sustancias presentan propiedades tóxicas tanto para la salud de la poblacion como para el medio ambiente, aun cuando estén presentes a nivel de trazas en dichas matrices. Por la complejidad y amplitud de los múltiples temas que se investigan en esta área se han desarrollado las siguientes sub-áreas:

-Química Atmosférica: En esta área se estudian los fenómenos de contaminación presentes en la atmósfera con énfasis en la evaluación de la calidad química del aire tanto para grupos de contaminantes orgánicos como inorgánicos: Compuestos orgánicos volátiles (COVs) y Semi volátiles (COSVs), como los hidrocarburos aromaticos policíclicos (HAPs) y los ANhidrosacáridos (ANHS), tanto en la fase gaseosa como particulada, y en el caso de los contaminantes inorgánicos se estudian iones y elementos presentes en hidrometeoros y aerosoles. Adicionalmente se estudian las concentraciones de gases atmosféricos como : Compuestos organicos volatiles totales (COVT), Metano (CH₄), Hidrocarburos No metánicos (NHM), Dióxido de azufre (SO₂), Óxidos de nitrógeno (NOx), Amoniaco (NH₃), Ozono (O₃), entre otros. Adicionalmente se determina la concentración de partículas atmosfericas (PM10, PM2,5, PM1), distribución y tamaño de particulas (10 nm-34um, 41 canales distintos), material particulado sedimentable y la concentracion de Black y Brown Carbon (BC+BrC)(Hollín, en 7 longitudes de onda distintas).

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-Química Analítica Ambiental: Se estudian y optimizan los principios básicos del tratamiento y análisis de muestras de diversas matrices ambientales (aire, suelo, agua, nieve, hielo, sedimentos, material biológico, entre otros): toma, transporte y almacenamiento de muestras; métodos de extracción, concentración y purificación; optimización de nuevos métodos de análisis instrumental para la determinación de especies químicas a nivel de trazas; tratamiento estadístico de datos asi como validación de metodologías mediante estándares y materiales de referencia para aseguridad la calidad analítica de los resultados obtenidos.

-Contaminación y combustión: En esta área se determinan los factores de emisión, marcadores moleculares específicos de fuentes y cocientes de concentración para contaminantes seleccionados generados por los procesos de combustión controlada(patente propia; en Chile -CL47665/2011 y CL42603/2019- y en el extranjero -US 13/997,825 y EP 2660587/2019, concedida en Austria, Francia, Suiza y Reino Unido) equipoada con dispositivos y métodos de monitoreo para identificar y cuantificar diversos contaminantes asociados a gases y/o partículas, como NOx, SO₂, CO, CO₂, O₂, COVs, H₂S, concentración de material particulado de diferentes granulometrías (PM10, PM2.5, PM1.0), distribución y tamaño de partículas (10 nm-34 um, 41 canales distintos), concentración de black carbon (BC-hollín, en 7 longitudes de onda distintas) iones, elementos, incluso especies mas complejas como HAPs, ANHS y carbonilos.

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-Evaluación Toxicológica y biomonitoreo: Los efectos de los contaminantes sobre los seres vivos tambien pueden ser evaluados por técnicas como el biomonitoreo. En esta línea de investigación se ha hecho uso del vegetal superior Tradescantia pallida, validado internacionalmente como una manera eficiente, confiable y rápuda de evaluar la genotoxicidad de contaminantes ambientales en diferentes medios (aire, agua, suelo). Por otra parte, la dendroquímica, usando testigos de árboles y sus hojas, son excelentes medios para evaluar en distintas escalas temporales la acumulación de contaminantes orgánicos e inorgáncos, sobre todo en lugares altamente industrializados. Ambas técnicas son valiosas herramientas para complementar estudios de calidad química de diversas matrices ambientales.

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- Monitoreo y tratamiento de muestras: Con el fin de obtener una muestra representativa y un análisis reproducible y confiable que asegure un buen resultado analítico, es necesario investigar y desarrollar nuevos principios y estrategias de recolección y tratamiento de muestras ambientales los que se aplican en la generación, diseño y contrucción de nuevos dispositivos con alto grado de automatización y control. Estas innovaciones se desarrollan y patentan gracias a la colaboracion con otras disciplinas científicas y tecnológicas existentes en CETAM.

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-Cambio Climático : En esta área se evalúan los cambios temporales en los contaminantes químicos de distintas matrices ambientales (agua, aire, suelo) sometidas a alteraciones por actividades antropogénicas y/o naturales como incendios y erupciones volcánicas, integrando gran parte de las líneas de investigación antes descritas. De esta forma, estudiando cambios temporales en contaminantes atmosféricos transportados desde las ciudades a zonas nevadas y glaciares en la cordillera de los Andes, mediante reconstrucción de caudales hídricos superficiales y/o subterráneos (Dendrocronología), determinando línea de base ambiental histórica mediante Dendroquímica, midiendo contaminantes ambientales en distintas matrices ambientales y ciudades del país, o determinando factores de emisión para fuentes móviles o fijas para distintos tipos de combustibles sólidos o líquidos y en distintas condiciones de operación, se obtiene información relevante para evaluar desde distintas aristas y con diferentes herramientas y tecnologías el impacto sobre el cambio climático global. Esto permite realizar una interrelación natural y biunívoca entre las distintas líneas de investigación del CETAM-UTFSM.