CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS · Contaminación de ríos y lagos: conceptos de eutrofización y...

Unidad 9. La contaminación de las aguas A. La contaminación del agua: contaminación puntual y difusa. B. Principales contaminantes físicos, químicos y biológicos. C. Parámetros de medida de calidad del agua: físicos, químicos y biológicos. D. Contaminación de ríos y lagos: conceptos de eutrofización y autodepuración. E. Contaminación de los mares. -Efectos del vertido de hidrocarburos. -Mareas rojas. F. Sobrexplotación de aguas superficiales y subterráneas. Causas y consecuencias. -Contaminación, y salinización de acuíferos. G. Detección y prevención de la contaminación hídrica. H. Medidas de corrección de la contaminación de las aguas. -Las aguas residuales urbanas: características y producción. -Tratamientos primario, secundario y terciario. -Lodos de depuradora.

• Antes de describir los contaminantes químicos veamos unos conceptos previos

– Sustancias BIODEGRADABLES son aquellas que pueden ser metabolizadas por los componentes de las biocenosis.

– Las NO BIODEGRADABLES no pueden ser eliminadas por los seres vivos y pueden tener un efecto tóxico sobre los seres vivos.

– BIOACUMULACIÓN (o biomagnificación) es el efecto de concentración de las sustancias tóxicas en los seres vivos que se encuentran en los niveles superiores de las cadenas tróficas

Contaminación de las aguas

Bioacumulación de DDT en cadenas tróficas marinas


Plancton

krill

Bacalao

Foca

Osos Polar

Principales tipos de contaminación de las aguas y su relación con las actividades humanas

• Contaminantes químicos – De tipo Inorgánico

• Cloruros : Infiltración salina de los acuíferos, salmueras de ablandamiento y desalinización


Principales tipos de contaminación de las aguas y su relación con las actividades humanas

• Contaminantes químicos – De tipo Inorgánico

• Cloruros : Infiltración salina de los acuíferos, salmueras de ablandamiento y desalinización

• Metales pesados: Cadmio, Cromatos, Aluminio, Arsénico, Mercurio….Producidos por la industria y ciertos usos domésticos como las pilas de botón

Tienen un potente efecto bioacumulativo


RECOMENDACIONES DE LA AGENCIA ESPAÑOLA DE SEGURIDAD ALIMENTARIA Y NUTRICIÓN PARA POBLACIONES SENSIBLES: MUJERES EMBARAZADAS O EN PERIODO DE LACTANCIA Y POBLACIÓN INFANTIL

Se recomienda a las mujeres embarazadas o que puedan llegar a estarlo, mujeres en periodo de lactancia y a niños de corta edad (entre 1 y 30 meses) consumir una amplia variedad de pescados, por sus grandes beneficios nutritivos, evitando consumir las especies más contaminadas con mercurio cuyo consumo debe limitarse en determinadas etapas.

Las recomendaciones para el consumo de Pez espada, Tiburón, Atún rojo (Thunnus thynnus: especie grande, normalmente consumida en fresco o congelada y fileteada) y Lucio son las siguientes:

– Mujeres embarazadas o que puedan llegar a estarlo o en período de lactancia. Evitar el consumo

– Niños < 3 años. Evitar el consumo

– Niños 3-12 años. Limitar a 50 gr/semana o 100gr/ 2 semanas (No consumir ningún otro de los pescados de esta categoría en la misma semana).


Para medir la calidad del agua se utilizan multitud de parámetros agrupados por familias…

• Parámetros organolépticos

– Olor

– Color

– Sabor

– Turbidez


• Parámetros Físicos

– Conductividad

– Temperatura

– Sólidos y sustancias flotantes

– Radiactividad


• Parámetros químicos

– Inorgánicos

•Gases disueltos: O2, y otros: NH3, SH2…

•pH

•Alcalinidad

•Dureza: presencia de sales de Ca y Mg

•Cloruros

•Na+ y K+

•Al

•Residuo seco


ANÁLISIS QUÍMICO DE AGUAS MINERALES


MARCA HCO3- SO4

2- Cl- Ca2+ Mg2+ Na+ F K+ R.S.

FONT VELLA 135 11,6 6,9 33,5 6,6 12,2 -- -- --

VILADRAU 106,5 11,5 5 26,7 4,3 13,2 1,0 -- 136

VALTORRE 183 16,9 33,9 23,2 20,9 33,1 -- -- --

FUENTE LIVIANA 252,4 21,3 2,1 62,1 18,2 0,7 -- 0,5 --

FUENTE Primave 295,3 43 39,7 86,6 23,3 20,7 -- -- --

BEZOYA 10,4 -- 0,7 2,1 0,3 2,5 -- -- --

FUENSANTA 222.2 56.5 9.3 71.3 10.9 15.9 -- 4.4 --

VERI 207,0 13,9 1,0 74,4 1,4 0,6 -- -- --

CARDÓ 412,1 -- -- -- 36,3 7,2 -- -- --

CORTES 268,4 17,6 8,7 81,9 7,2 6,4 -- -- --

LANJARON 145,8 25,9 -- 38,1 11,4 6,8 -- -- --

BONAQUA 314,3 29,3 46,4 86,6 29,7 18,4 -- -- 397

ZAMBRA 245,6 -- -- 93,8 25,3 21,3 -- -- 428

SOLAN DE CABRAS 278 19 8 60 25 5 -- -- 259

• Parámetros químicos – Orgánicos

•DBO5 (DBO24h): Demanda Bioquímica de Oxígeno. Es un parámetro muy importante , mide la cantidad de O2 necesario para oxidar la materia orgánica biodegradable

•DQO: Demanda Química de Oxígeno. Es el O2 consumido para oxidar la contaminación por métodos químicos

•COT: Carbono Orgánico Total es un parámetro mucho menos utilizado


• Medida de la DBO Contaminación de las aguas

• La relación DBO/DQO es muy importante para valorar el tipo de contaminación del agua

– DBO/DQO ≤ 0.2 Vertido poco biodegradable

– DBO/DQO ≥0.6 Vertido con fuerte componente orgánico y muy biodegradable


• Parámetros biológicos

– Son muy utilizados los índices de calidad basados en el tipo de biocenosis del agua: Bioindicadores

– Son los llamados Índices Bióticos de Calidad.

– El más utilizado es el de los saprobios que estudiaremos en el punto G: Detección de la contaminación..


• La contaminación y autodepuración de las aguas continentales

– En los cauces naturales la contaminación puede ser absorbida por las biocenosis fluviales mediante un proceso de autodepuración natural

– De forma que, a cierta distancia de un vertido, las aguas pueden alcanzar un nivel de calidad aceptable para ciertos usos


• La Eutrofización de las aguas

[P]↓ [N]↓

La disponibilidad de fósforo y nitrógeno son factores limitantes de la producción primaria en los ecosistemas acuáticos

Hay poca fotosíntesis


• La Eutrofización de las aguas

[N] ↑

Con días largos, templados y aportes de N y P aumenta la producción primaria

[N]↑

[P]↑

Hay mucha fotosíntesis


O2 O2

O2

O2

O2

Muchos organismos vivos mueren Por falta de O2 y se descomponen produciendo fermentaciones y malos olores


Durante la noche las algas respiran y consumen el O2 produciendo condiciones de anoxia

Muchos organismos vivos mueren Por falta de O2 y se descomponen produciendo fermentaciones y malos olores


O2 O2

O2

O2

O2 O2


FOTODEGRADACIÓN

EVAPORACIÓN

SEDIMENTACIÓN

DISPERSIÓN Y MEZCLA (EMULSIÓN)

BIODEGRADACIÓN

PROCESOS NATURALES QUE CONTRIBUYEN A ELIMINAR LOS VERTIDOS

• Contaminación de los mares

Para prevenir estos siniestros se puede actuar de diferentes formas:

Petroleros de doble casco


• Contaminación de los mares

Como medidas correctoras:

-Barreras flotantes

-Dispersantes

-Quema del vertido

-Facilitar la sedimentación: agentes floculantes

-Biorremediación:Las bacterias utilizadas en la biorremediación son Pseudomonas putida y P. oleovorans, y Methylbacterium


• Contaminación de aguas subterráneas

– Tiene un origen, principalmente, agrícola y ganadero, pero puede ser producida por otras muchas actividades: industria, vertederos, minería…

– Es un tipo de contaminación muy persistente

– Los nitritos (NO2-) son un indicador de procesos de

contaminación de tipo orgánico en aguas subterráneas


• Contaminación de aguas subterráneas


–Un caso particular es la presencia de cloruros por intrusiones marinas en acuíferos sobreexplotados

El uso de bioindicadores para medir la calidad del agua está muy extendido. Existen muchos índices de calidad pero el más utilizado es…

– Índice de los Saprobios

•Clase I: Oligosaprobia

•Clase II: β Mesosaprobia

•Clase III: α Mesosaprobia

•Clase IV: Polisaprobia



•Clase I: Oligosaprobia

–Aguas de muy buena calidad aptas para cualquier uso

–Ricas en O2 disuelto

–Sin materia orgánica en suspensión, transparentes

–Biocenosis pobres y con especies características muy sensibles a la contaminación


– Índice de los Saprobios •Clase II: β Mesosaprobia

– Poca carga contaminante, pequeño número de bacterias.

– Aguas ricas en O2 disuelto

– Aceptablemente claras: ligera turbidez

– Mucho plancton y vegetación en las orillas

– Biocenosis ricas pero poco tolerantes a la disminución del O2 disuelto o a variaciones del pH.

– Pueden sufrir episodios de Eutrofización

– Aguas aptas para la potabilización y el baño


– Índice de los Saprobios •Clase III: α Mesosaprobia

–Aguas turbias y frecuentemente coloreadas

–Presentan una carga bacteriana alta y bastante materia orgánica

–DBO ↑

–Aunque tienen O2 disuelto abundante, este se consume rápidamente produciendo episodios de anoxia

–Poca presencia de animales y plantas superiores. Muchas algas.

–Se asimilan a aguas con fuerte eutrofización.

–No son aptas para el baño ni la potabilización



•Clase IV: Polisaprobia

–Aguas muy contaminadas

–DBO ↑ ↑ ↑

–O2 disuelto muy bajo o inexistente

–Muy turbia y con olores intensos

–Mucha carga bacteriana (↑ de 106 bacterias ml)

–Muy poca diversidad biológica, aunque las pocas especies son muy abundantes

–Son las aguas residuales sin depurar



Porcentaje de tratamiento de las aguas residuales en el mundo


El ciclo integral del agua implica desde la captación y potabilización hasta su vertido a un cauce una vez depuradas

ETAP

EDAR

Vertido

Captación

• El ciclo integral del agua en Ciudad Real


Captación de agua

ETAP

Depósitos de agua

EDAR Río Guadiana

Análisis tipo para aguas residuales urbanas

Parámetro (mg/l) Contaminación

fuerte Contaminación

media Contaminación

ligera

Sólidos totales 1200 720 350

Sólidos en suspensión 500 220 100

Sólidos disueltos 700 500 250

DBO 400 220 110

DQO 1000 500 250

Nitrógeno Total 85 40 20

Nitrógeno orgánico 35 15 12

Nitrógeno Amoniacal 50 25 1.2

Nitrógeno Nitrato 0.1 0.05 0.0

Nitrógeno Nitrito 0.4 0.2 0.1

Fósforo total 15 8 4

Fósforo Orgánico 5 3 1

Fósforo Inorgánico 10 5 3

Cloruros 100 50 30

Alcalinidad (como CaCO3) 200 100 50

Grasas 150 100 50

Esquema del funcionamiento general de una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas


Funcionamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas

• LINEA DE AGUA

Pretratamiento


http://es.wikibooks.org/wiki/Imagen:Esquema_pretratamiento.png


• LINEA DE AGUA

• Tratamiento primario: esquema de un decantador


Entrada del agua

Salida del agua por rebosamiento

Lodos primarios

• LINEA DE AGUA

• Tratamiento secundario o biológico.

• El método más utilizado es el de los LODOS o FANGOS ACTIVADOS

• Permite eliminar la materia orgánica biodegradable mediante una biocenosis de descomponedores

• Es un proceso aeróbico, pues consiste en “respirar” los contaminantes por parte de microorganismos (bacterias) que a su vez sirven de alimento a otros, principalmente protozoos. Esencialmente es un proceso de Autodepuración acelerado.

• Para poder entender el proceso de depuración debemos describir la formación de los flóculos que forman los fangos o lodos activados…



Los fangos o lodos activados están formados por una combinación de bacterias, restos de materia orgánica, protozoos y microinvertebrados como nematodos, rotíferos…

Bacterias de un flóculo teñidas con un colorante rojo y un conjunto de ciliados (Vorticelas )

Formación de los flóculos o los Biofilms bacterianos

http://vimeo.com/30571458



Aire

Lodos en exceso

Agua depurada

Tratamiento biológico Decantador secundario

Decantador primario

Este proceso requiere un aporte de materia orgánica (DBO) y una importante cantidad de O2 que se puede hacer mediante turbinas o difusores, y que además permiten mantener en suspensión los lodos


Recirculación de lodos


• LINEA DE AGUA

• Tratamiento secundario o biológico



• LINEA DE AGUA

– Aunque el tratamiento más utilizado es el de los fangos activados existen otros métodos de depuración biológica como los llamados lechos bacterianos, más apropiados para volúmenes más pequeños de agua residual.



• LINEA DE AGUA

-Un proceso parecido son los llamados Biodiscos. Más eficaz , pero para volúmenes aún más pequeños


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