Diapositiva 1

1. CONCEPTO DE CONTAMINACIN 2. MECANISMOS 3. FACTORES CONDICIONANTES EN LA ZNS 4. FACTORES CONDICIONANTES EN LA ZS 5. LOS AGENTES CONTAMINANTES Los hidrocarburos y sustancias orgnicas txicas Los detergentes Los pesticidas Los contaminantes qumicos minerales Los contaminantes orgnicos Los contaminantes biolgicos Las sustancias radiactivas Otros contaminantes 6. LA PROTECCIN DE LOS ACUFEROS Concepto de vulnerabilidad V-HIDROGEOQUMICA Y CONTAMINACIN TEMA 20.- CONTAMINACIN

Diapositiva 2

Introduccin directa o indirecta, como consecuencia de la actividad humana, de sustancias o calor en la atmsfera, el agua o el suelo, que puedan ser perjudiciales para la salud humana o para la calidad de los ecosistemas acuticos, o de los ecosistemas terrestres que dependen directamente de los ecosistemas acuticos, y que causen daos a los bienes materiales o deterioren o dificulten el disfrute y otros usos legtimos del medio ambiente (Directiva UE) CONCEPTO DE CONTAMINACIN

Diapositiva 3

Contaminacin es la modificacin de las caractersticas fsico y/o qumicas y/o bacteriolgicas de un agua, debida a la intervencin humana y que la inutiliza para un uso determinado. CONTAMINACIN DE AGUAS Agente contaminante Toda propiedad, organismo o sustancia que deteriora las caractersticas naturales de un agua Grupos de Agentes Contaminantes Detergentes Plaguicidas Hidrocarburos (NAPL,s) Microcontaminantes orgnicos Contaminantes biolgicos Contaminantes qumicos minerales Sustancias radioactivas CONCEPTO DE CONTAMINACIN

Diapositiva 4

Identificacin del FOCO DE CONTAMINACIN Comprensin de los procesos de MIGRACION Programacin del CONTROL Criterios para la REMEDIACION / REGENERACION No se trata de DETECTAR (anlisis qumicos, bacteriolgicos, determinaciones fsicas), sino de CONTROLAR (hidrogeoqumica) MECANISMOS

Diapositiva 5

Caracterizacin del proceso contaminante En funcin del espacio: Puntual Difusa Lineal En funcin del tiempo: Continuo (variable, constante) Instantneo Discontinuo Conc tiempo Conc tiempo Conc tiempo Conc tiempo Pulsacin Foco instantneo Foco continuo Concentracin constante Foco continuo Concentracin variable Foco continuo Concentracin descendente MECANISMOS

Diapositiva 6

MECANISMOS DE INTRODUCCION DE LA CONTAMINACION EN EL ACUIFERO MECANISMOS Flujo Subterrneo ZONA NO SATURADA ACUFERO III. Alteracin del rgimen de flujo CONTAMINANTE Contaminacin I. Arrastre de contaminantes desde la superficie II. Inyeccin directa al acufero Contaminacin CONTAMINANTE

Diapositiva 7

PROPAGACION DE UNA SUSTANCIA CONTAMINANTE MECANISMOS movimiento del agua difusin molecular Las sustancias disueltas, contaminantes o no, una vez incorporadas al sistema de flujo del acufero, pueden ser transportadas bien por el propio movimiento del agua, bien por difusin molecular, o por ambos medios simultneamente. Dispersin mecnica o hidrulica: Dispersin mecnica o hidrulica: los solutos tienden a separarse de la trayectoria ideal del agua y a moverse con diferente velocidad, a causa de las tortuosidades del terreno Dispersin hidrodinmica: Dispersin hidrodinmica: la dispersin se produce, adems, a consecuencia de una difusin molecular, simultnea al movimiento del agua. difusin En la difusin no se produce movimiento de solutos a travs del movimiento del agua. El movimiento es debido slo a la existencia de un gradiente de concentracin, no hidrulico. Su efecto es la tendencia a la igualacin de concentracin en cualquier parte del sistema. Los procesos combinados de dispersin y difusin, adems de la dilucin de las sustancias disueltas, provocan la formacin de un penacho de contaminacin cuya forma, extensin y velocidad de propagacin dependen tanto de las caractersticas del medio como de la sustancia que se propaga y de las caractersticas del foco emisor.

Diapositiva 8

* Adsorcin-Desorcin Depende tipo de contaminante y terreno. > a > superficie especfica. M.O. (10 a 100 > que sin). Arcillas < k. Reversible. * Intercambio inico Minerales arcillosos, grupo zeolitas, hidrxido frrico (anftero) humus, turba, carbn, lignito... (cationes) * Disolucin - precipitacin Depende de la solubilidad de los compuestos y de su equilibrio respecto a la saturacin. Afectan a carbonatos y a otras sales (fosfatos). Las sales precipitadas pueden ser nuevamente puestas en disolucin (fuerza inica, carbonato de cadmio) * Retencin capilar y Humedad del suelo "mojar saturacin residual f. lquido y poros medio Suelo seco, parte satura, y parte pasa * Degradacin Biodegradacin La biodegradacin que afecta a las sustancias orgnicas tiene lugar en los primeros centmetros del suelo donde tanto la presencia de oxgeno como la actividad biolgica es muy elevada. Esta biodegradacin provoca una rpida disminucin de la carga contaminante orgnica existente en el agua (descensos en la DBO5, DQO y materia orgnica ) * Litologa, Estructura y Textura* Franja capilar Franja no saturada FACTORES CONDICIONANTES EN LA Z.N.S.

Diapositiva 9

Densidad, solubilidad o miscibilidad: - Si contaminante < denso que el agua flota. - A = densidad se desplaza segn el sentido de flujo - > Densidad forma una lengua que se propaga con una componente vertical, en el sentido del desplazamiento, con aureola de concentracin decreciente al exterior Dispersin dinmica/molecular: Funcin de la velocidad de desplazamiento del fluido y de la ntza del medio Influencia de los bombeos En el rea de influencia del bombeo se dirige hacia dicho punto; en las paradas, el nivel sube y se permite una aireacin del agua contaminada. Efecto aireador e interceptador: descontaminacin de acuferos Persistencia y Degradabilidad Franja Saturada C = concentracin del soluto Di, j: componentes del tensor dispersin Ui: componentes velocidad direccin i Xi: coordenadas cartesianas FACTORES CONDICIONANTES EN LA Z.S.

Diapositiva 10

Los Hidrocarburos y sustancias orgnicas txicas Comprende todos los compuestos generalmente orgnicos- en cuya molcula interviene el carbono y el hidrgeno. La gran mayora procede de los derivados del petrleo. Cubren una amplsima gama de sustancias slidas, lquidas y gaseosas, con formulaciones muy variadas y con usos y aplicaciones muy diversas. Adems, incluimos aqu algunas sustancias orgnicas, especialmente aquellas txicas en concentraciones bajas. GRAN VARIEDAD NAPLsNAPLs non-aquous-phase-liquid- o fase lquida no acuosa, esencialmente referida a hidrocarburos, diferenciando los ligeros (LNAPLs) de los ms densos que el agua (DNAPLs); VOCVOC (compuestos orgnicos voltiles): se volatilizan de una fase lquida existente BTEXBTEX que incluye Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xileno La gran mayora es menos densa que el agua -luego flotan en ella-, ms viscosos y muy poco solubles. Cancergenos, transmiten gusto y olor LOS AGENTES CONTAMINANTES

Diapositiva 11

Los detergentes son sustancias tensoactivas (disminuyen la tensin superficial de las soluciones acuosas que los contienen). Ello se debe a que una parte de su molcula es hidrfoba y otra hidrfila.PROPIEDADES: - emulsionante - emulsionante (ayuda a la dispersin en agua de aceites, grasas, asfaltos, y plaguicidas) - espumante - espumante (mantienen una emulsin de aire y agua, de ah que se puedan emplear para separacin de minerales por flotacin) mojante detersivo - mojante (ayuda a la penetracin de tintes y antispticos), y detersivo (separa y mantiene en suspensin grasas y otras sustancias sin mediar fuerza mecnica; esta propiedad es la que hace que se empleen en lavado y limpieza). El principio activo puede ser un jabn o los surfactantes catinicos o con catin activo-, aninicos, los no inicos, y los anfteros. Coadyuvantes, reforzadores, aditivos, cargas y enzimas biodegradables. Esttica del agua. B y P Produccin de espuma a partir de 0,5 mg/L, Gusto y sabor 0,2 a 3 mg/L segn el tipo Impiden la coagulacin, floculacin y reoxigenacin. Los Detergentes LOS AGENTES CONTAMINANTES

Diapositiva 12

Se denominan as o tambin plaguicidas- a los productos artificiales que el hombre emplea para proteger su salud, productos agrcolas e industriales contra organismos animales o vegetales. Son extremadamente variados (varios centenares de tipos con ms de 100.000 formulaciones diferentes). Su clasificacin se puede hacer atendiendo a muchos criterios, uno de los cuales puede ser su finalidad (herbicida, molusquicida, insecticida, acaricida, funguicida, etc.) Hay 7 grupos ms importantes: organoclorados (el ms famoso grupo del D.D.T.) organofosforados; compuestos de la urea y tiourea; derivados nitrados, trinitrados y triazinas; carbamatos y tiocarbamatos; compuestos mezclados; y sustancias minerales tradicionales Los Pesticidas LOS AGENTES CONTAMINANTES

Diapositiva 13

Solubilidad algunos plaguicidas (mg/l) Pesticide Manual (Morell y Candela (1998) Cancergenos, mutagnicos, afectan a hgado, riones, aparato digestivo, piel, y ojos. PlaguicidaSolubilidadPlaguicidaSolubilidad Aldicarb6 (20C)Lindano7 (20) Atracina33 (25C)Glifosato12 (25C) Captan3.3 (25C)Malation145 (20C) Clorpirifos2 (25C)Metidation250 (20C) Dicofol0.8 (25C)Metoxurn678 (23C) Dimetoato25 (21C)Molinato900 (21 C) Diuron42 (25C)Simacina3,5 - 5 (20C) 2,4-DB46 (25 C)Tetradifon0.05 (10C) Fenitrotion21 (20)Trifularin< 1 (27C) LOS AGENTES CONTAMINANTES

Diapositiva 14

Txicos Plata Antimonio Arsnico Bario Cadmio Cromo Flor Plomo Mercurio Selenio No txicos Aluminio Hierro Cobre Manganeso Magnesio Cloruros Sulfatos Nitratos Calcio LOS AGENTES CONTAMINANTES Contaminantes qumicos minerales

Diapositiva 15 cuanto > pesado (emisores alfa) y > perodo (Ra, U, Pu) Biolgicos organotropismo Qumicos solubilidad LOS AGENTES CONTAMINANTES Sustancias radiactivas Efectos Somticos sarcomas de huesos y leucemias Genticos">

Ciertos istopos tienen ncleos inestables, por lo que tienden a desintegrarse para formar ncleos ms ligeros y estables, lo cual libera energa, con emisin de radiaciones. Esta desintegracin se efecta segn una ley exponencial. El perodo de semidesintegracin es muy variable de unos elementos a otros. Principales tipos de radiaciones: alfa, beta, gamma y X. La OMS considera que el 98 % de la radiacin que afecta al hombre tiene un origen natural, siendo el resto de origen antrpico, incluidos los tratamientos mdicos. Toxicidad Fsicos >cuanto > pesado (emisores alfa) y > perodo (Ra, U, Pu) Biolgicos organotropismo Qumicos solubilidad LOS AGENTES CONTAMINANTES Sustancias radiactivas Efectos Somticos sarcomas de huesos y leucemias Genticos

Diapositiva 21

LA PROTECCIN DE LOS ACUFEROS Es mucho ms barato tomar medidas para que no suceda la contaminacin de los acuferos que tratar de descontaminarlos una vez degradados. Los mtodos tendentes a evitar la contaminacin son del mximo inters. Mtodos que pretenden proteger al acufero (resource protection). Cartografas de vulnerabilidad a la contaminacin Mtodos que pretenden evitar la contaminacin de las captaciones (well head protection areas o source protection). Permetros de proteccin Vulnerabilidad a la contaminacin de los acuferos: Posibilidad de percolacin y difusin de contaminantes desde la superficie hacia los acuferos bajo condiciones naturales (Albinet y Margat, 1970). Grado de peligrosidad, determinado por las condiciones naturales e independientes de las fuentes de contaminacin existentes (Olmer y Rezac, 1974). Riesgo de que las sustancias qumicas -utilizadas o dispuestas sobre o cerca de la superficie- influencien la calidad de las aguas (Villumsen et al., 1983). Medida del riesgo de las aguas subterrneas a las actividades humanas y a la presencia de contaminantes (Palmquist, 1991). Vulnerability is an intrinsic property of a groundwater system that depends on the sensitivity of that system to human and/or natural impacts (Vrba y Zaporozec, 1994).

Diapositiva 22

LA PROTECCIN DE LOS ACUFEROS Los elementos cartografiables pueden ser rasgos hidrogeolgicos, relativos a las aguas subterrneas (isopiezas, direccin del flujo subterrneo, manantiales, grupo de manantiales, rea de infiltracin), a hidrologa y a rasgos krsticos (cauces perennes, estacionales, efmeros, prdidas krsticas, simas, dolinas -secas o inundadas-, lagos y embalses, lugares ecolgicos singulares como humedales), y los objetos a proteger (pozos, sondeos con especial atencin a los de uso urbano, reas de recarga, manantiales, galeras drenantes, y los permetros de proteccin de captaciones. En las primeras propuestas de cartografa se recomendaba la incorporacin de las actividades potencialmente contaminantes municipales (ncleos con y sin alcantarillado, colectores principales, plantas de tratamiento (primario, secundario y terciario) de residuos urbanos o industriales no tratados, vertederos, fosas spticas, reas de regado con aguas residuales, y otras actividades tales como industrias, minera y canteras, pipelines, centrales nucleares, autopistas, estabulaciones, etc. Mtodos: Mtodos: DRASTIC, SINTACS. GOD, EPIK, PI y COP

Diapositiva 23

DRASTIC (Aller et al., 1987): Se trata de un mtodo paramtrico que valora la vulnerabilidad en funcin de siete parmetros cuyas iniciales dan nombre al mtodo. Se trata de la profundidad del agua (Depth to water), la recarga neta (Net Recharge), el medio acufero (Aquifer Media), la naturaleza del suelo (Soil Media), la tipologa de la franja no saturada (Topography), la zona no saturada (Impact of Vadose -Unsaturated Zone- y la conductividad hidrulica del acufero (Hydraulic Conductivity of the Aquifer). Los parmetros en cuestin se ponderan en funcin de una serie de caractersticas del medio, obtenindose al final valores del ndice de vulnerabilidad para el rea estudiada. Esta metodologa se presta fcilmente al tratamiento de los datos mediante GIS. LA PROTECCIN DE LOS ACUFEROS

Diapositiva 24

LOS PERMETROS DE PROTECCIN DE CAPTACIONES Permite reducir el riesgo de contaminacin de las obras -sondeos, pozos, manantiales u otros esquemas de captaciones que se emplean en abastecimiento urbano. Los permetros de proteccin se pueden disear atendiendo a diversos parmetros: tiempo de trnsito, distancia al foco potencialmente contaminante, y los parmetros dimensionales del acufero. Se trata de limitar determinadas actividades contaminantes en las reas de influencia de las captaciones utilizadas para uso urbano, tanto ms restrictivas cuanta mayor es la proximidad al punto de captaciones y de acuerdo con las caractersticas del contaminante potencial. LA PROTECCIN DE LOS ACUFEROS