Contaminación del agua. Riesgo ecológico, económico...

Contaminación del agua. Riesgoecológico, económico y socialAutor: Beatriz Soledad

1

mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes

http://www.mailxmail.com


Presentación del curso

La contaminación de las aguas depara un gran riesgo ecológico, económico ysocial. El agua, origen y base de la vida, se ha consolidado como medioindispensable para cualquier alternativa de futuro y como uno de los grandessustentos de la ecología y el medio ambiente. No existe actividad humana,económica, industrial, social o política que pueda prescindir de este vitalrecurso.

Conoce ahora, en profundidad, el problema de la contaminación del agua: los tiposde contaminación, lo agentes de contaminación, los principales contaminantes delagua, la composición de las aguas residuales y las enfermedades transmitidas por lacontaminación; sepa cómo evitarlas y cómo cuidar el agua. Asimismo, estudiaremoslos diversos tratamientos para la purificación de las aguas y los distintos tiposde plantas de tratamientos residuales, entre otros.

2




1. Problema de contaminación de aguas. Tipos decontaminación (1/2)

I. INTRODUCCIÓN

1. PROBLEMA DE CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS

El agua, origen y base de la vida, se ha consolidado como medio indispensable paracualquier alternativa de futuro. No existe actividad humana, económica, industrial,social o política que pueda prescindir de este vital recurso. Sobre esta realidad, sehan desatado todas las vocaciones, ideas y acciones para su control, uso y dominio.

Su esencialidad para la vida y su multiplicidad de usos, generan grandes conflictosentre diversos sectores e intereses de la sociedad.

Sin embargo, las inundaciones, las sequías, la pobreza, la contaminación, eltratamiento inadecuado de los desechos y la insuficiencia de infraestructuras para ladesinfección del agua plantean serias amenazas a la salud pública, al desarrolloeconómico y social de los países en vías de desarrollo.

1.1. TIPOS DE CONTAMINACIÓN

Se deben diferenciar dos tipos de contaminación:

-Contaminación natural: es la que existe siempre, originada por restos animales yvegetales o por minerales y sustancias que se disuelven cuando los cuerpos de aguaatraviesan diferentes terrenos.

-Contaminación artificial: va apareciendo a medida que el hombre comienza ainteractuar con el medio ambiente y surge con la inadecuada aglomeración de laspoblaciones y como consecuencia del aumento desmesurado y sin control alguno,de industrias, desarrollo y progreso. Es gravísima.

Se puede decir que es preocupante el uso del agua para fines tales como: lavado deautomóviles, higiene, limpieza, refrigeración, y procesos industriales en general, yaque si no son debidamente tratados retornan al ciclo con distintos niveles decontaminación.

Son algunas enfermedades transmitidas por el agua el cólera, la fiebre tifoidea, ladisentería, la poliomielitis, la meningitis y las hepatitis A y B, entre otras. Los lugaresque carecen de instalaciones de saneamiento apropiadas favorecen la rápidapropagación de estas enfermedades debido a que las heces expuestas a cielo abiertocontienen organismos infecciosos que contaminan el agua y los alimentos.

La mayoría de estas enfermedades se pueden prevenir con la mejora delsaneamiento público, la provisión de agua limpia y medidas de higiene como lavarselas manos después de ir al baño o antes de preparar la comida. La construcción deletrinas sanitarias y el tratamiento de las aguas servidas para permitir labiodegradación de los desechos humanos ayudarán a contener las enfermedadescausadas por la contaminación.

3




La falta de agua adecuada para el consumo, es una fuente directa de enfermedades,por lo que para proteger la salud no basta con tener agua. La capacidad del aguapara transmitir enfermedades depende de su calidad microbiológica. Lasenfermedades pueden ser causadas por virus, bacterias o protozoarios.

4




2. Problema de contaminación de aguas. Tipos decontaminación (2/2)

Las bacterias patógenas que contaminan el agua y causan enfermedades seencuentran en las excretas de los seres humanos y de los animales de sangrecaliente (mascotas, ganado y animales silvestres).

Pueden transmitirse a través del agua, de los alimentos, de persona a persona y deanimales a seres humanos. Las bacterias que más afectan la salud pública son Vibriocholerae, causante del cólera; Escherichia coli, Campylobacter jejuni y Yersiniaenterocolitica, causantes de gastroenteritis agudas y diarreicas; Salmonella typhi,que produce fiebres tifoideas y paratifoideas; y Shigella, causante de disentería.

Estas bacterias llegan a los cursos de agua a través de las descargas de aguasresiduales sin tratar o con tratamiento deficiente, del drenaje de lluvias, de lasdescargas provenientes de plantas de procesamiento de carne de ganado y aves, yde escorrentías que pasan por los corrales de ganado.

En las zonas rurales, la práctica de la defecación a campo abierto también constituyeuna fuente de contaminación de las aguas superficiales.

Las bacterias patógenas representan un serio riesgo para la salud pública y esprioritario eliminarlas del agua de consumo humano, debido a que su ingestiónpodría ocasionar una epidemia con graves consecuencias para la salud de lapoblación.

La cuarta parte de la población mundial no tiene acceso al agua potable. Más de lamitad de la humanidad carece de un saneamiento adecuado del agua.

La mala calidad del agua, la falta de higiene y la contaminación ambiental figuranentre las principales causas de epidemias, enfermedades intestinales y muerte.

Con el crecimiento de las ciudades, los pobladores comenzaron a utilizar los ríos,junto a los cuales habían vivido, no sólo para abastecerse de agua y alimento, sinotambién para deshacerse de los desperdicios domésticos.

También las industrias vaciaron sus residuos en los ríos aumentando lacontaminación del agua y el peligro para la salud. Se puede tomar como ejemplo ladescarga de arsénico en las aguas.

La intoxicación por el consumo de aguas contaminadas con arsénico provocaalteraciones cardíacas y vasculares, alteraciones neurológicas, lesiones hepáticas yrenales, repercusiones en el aparato respiratorio y lesiones cutáneas que avanzanprogresivamente hasta la neoplasia.

Por otro lado, la existencia de arsénico en aguas y suelos tiene que ver con laposible contaminación de alimentos de origen vegetal y animal que crecen y se críanen esas regiones.

El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación, pero esta mismafacilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el

5




facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea elvertedero habitual en el que arrojamos los residuos producidos por nuestrasactividades. Pesticidas, desechos químicos, metales pesados, y residuos radiactivos.

Muchas aguas están contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas para lasalud humana y dañinas para la vida.

Por eso a partir de hoy es necesario actuar antes de contaminar la fuente de agua, ypara ello cada uno debe ser responsable de los desechos que genere y encargarsede su tratamiento. Desarrollo y medio ambiente limpio deben ir de la mano.

Y esto es lo más difícil, concientizar -a los industriales principalmente- que incluyanen la inversión de su fábrica el costo de tratamiento de sus efluentes (sólidos,líquidos y emisiones gaseosas) el cual deben asumir. Lo mismo ocurre para lasplantas de tratamiento cloacales de las ciudades.

6




3. Agua. Contaminantes

1.2. LOS PROBLEMAS DE LA CONTAMINACIÓN.

El mar Negro y el Mediterráneo contienen algunas de las aguas más contaminadasdel mundo, pero los pases caribeños han formado un grupo para estudiar ycontrolar la contaminación.

1.2.1. Aguas mortales.

Los desechos industriales, incluso en concentraciones muy pequeñas, sonextremadamente tóxicos para la vida marina, las aguas contaminadas puedenproducir también brotes de hepatitis, cólera y disentería en los seres humanos.

1.2.2. Demasiadas algas.

El vertido de alcantarillas y fertilizantes origina un desarrollo rápido de algasllamado floraciones algales. Al principio, esto produce un aumento de la cantidad depeces en la zona. Sin embargo, cuando las algas mueren, su descomposiciónconsume una gran cantidad de oxigeno del agua, causando posteriormente lamuerte de muchos organismos.

Los nutrientes de algunas sustancias provocan las floraciones algales y un aumentode bacterias, lo que puede matar la flora y la fauna, al gastar el oxígeno del aguacuando se descomponen. Las toxinas se desarrollan en los animales marinos ydebilitan sus sistemas inmunes, dificultan la reproducción y provocan el desarrollodel cáncer y la destrucción de las aletas.

1.3. LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AGUA.

El hombre, le ha dado diferentes utilidades como por ejemplo para regadío, recreo,así como usos domésticos e industriales entre otros. El mal aprovechamiento deeste recurso natural así como su uso para la vida del hombre y la naturaleza,olvidándose de que es un recurso no renovable y vital para el hombre.

El hombre moderno ha cambiado el color cristalino radiante a borroso marrón.Accidentalmente o a propósito, le ha arrojado millones de toneladas de suciedad.

En el intento de blanquear su ropa las amas de casa solo han logrado, llenar deespuma con detergente de fosfatos, por ejemplo algunas de la causa hacen creceralgas y otros vegetales acuáticos volviendo pantanosos los lagos agregan mal sabory mal olor al agua.

Con sus desechos químicos y derrames de petróleo el hombre ha contaminado lasaguas y matado cientos de especies y tal vez ha propiciado el que algunos de ellosse desarrollen desproporcionadamente, provocando un desequilibrio ecológico.

El agua es el medio de vida para muchas especies, si su composición se ve alteradaentonces los organismos animales y vegetales sufren cambios en sus metabolismos.

Los océanos del mundo están enfermos por la contaminación, se han encontrado

7




cangrejos muertos, envenenados por cadmio, peces infectados por mercurio, DDT, yotros venenos fabricados por el hombre, esta es una de las muchas causas que noshan dejado los avances tecnológicos.

El resultado del análisis hecho por los técnicos industriales detectó varios agentescontaminantes que tienen su origen en las aguas usadas, entre los que seencuentran materias orgánicas biodegradables (grasa, proteínas, glúcidos y ciertosdetergentes).

Los técnicos indican que los jabones y productos de limpieza contienen unporcentaje importante de sales inorgánicas muchas de las cuales también poseenvarios componentes químicos con efecto contaminante.

Están incluidos igualmente los compuestos provenientes de la alimentación y queson eliminados por el organismo tales como el amonio, nitratos, fosfatos y otros.

8




4. Composición de las aguas residuales (1/2)

II. COMPOSICIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES

Para determinar la composición de las aguas residuales se realizan diversas medidasfísicas, químicas y biológicas, entre las que se incluyen la determinación de lademanda bioquímica de oxígeno (DBO5), la demanda química de oxígeno (DQO), elpH, el nitrógeno total, los detergentes, los sólidos suspendidos totales, losorganismos coliformes totales y los organismos coliformes fecales.

La DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) (COVENIN 2634: 89), es la cantidad deoxígeno requerida para la degradación bioquímica del material orgánico presente(demanda carbonácea), así como también la cantidad de oxígeno necesario paraoxidar el material inorgánico (sulfuros, iones ferrosos, etc.). El ensayo tambiénpuede medir el oxígeno empleado en oxidar formas reducidas de nitrógeno(demanda nitrogenosa) a menos que su oxidación sea inhibida.

La fórmula para calcular la DBO5 es:

Donde.

D1: Oxígeno Disuelto de la muestra diluida inmediatamente después de supreparación

D2: Oxígeno Disuelto de la muestra después de cinco (5) días

P: fracción decimal de muestra usada

Las unidades utilizadas para medir la DBO5 es mg/L

La concentración de materia orgánica se mide con los análisis DBO5 y DQO.

La DQO: es la demanda química de oxigeno y se obtiene al someter la muestra a uncalentamiento con reflujo en presencia de acido sulfúrico (H2SO4).

Y una cantidad conocida de dicromato de potasio. El exceso de dicromato se valoracon sal ferrosa. La cantidad de materia oxidable es proporcional al dicromato depotasio (K2Cr2O7) consumido.

La DQO se expresa en mg/L y se calcula por medio de la siguiente expresión:

Vo: volumen de hierro (II) gastado en la titilación del blanco.Vm: volumen de hierro (I) gastado por la muestra.N: normalidad de la solución de hierro (II).V: volumen de la muestra (50 ml)

El método se basa en la siguiente ecuación

9




El método se basa en la siguiente ecuación

Nota: Continuamos con la composición de las aguas residuales en el siguientecapítulo.

1 0




5. Composición de las aguas residuales (2/2)

La DBO5 es la cantidad de oxígeno empleado por los microorganismos a lo largo deun periodo de cinco días para descomponer la materia orgánica de las aguasresiduales a una temperatura de 20 °C. De modo similar, la DQO (Demanda Químicade Oxígeno) (COVENIN 2634: 89) es la cantidad de oxígeno requerido para oxidar lamateria orgánica e inorgánica en la muestra con un oxidante químico fuerte(normalmente se emplea dicromato de potasio en medio ácido). El valor de la DQOes siempre superior al de la DBO5 porque muchas sustancias orgánicas puedenoxidarse químicamente, pero no biológicamente. La DBO5 suele emplearse paracomprobar la carga orgánica de las aguas residuales municipales e industrialesbiodegradables, sin tratar y tratadas. La DQO se usa para comprobar la cargaorgánica de aguas residuales que, o no son biodegradables o contienen compuestosque inhiben la actividad de los microorganismos.

El pH mide la acidez de una muestra de aguas residuales.

En las aguas residuales, se encuentra gran cantidad de materia orgánica y muchasde ellas contienen nitrógeno, por lo que el agua residual puede presentar nitrógenoamoniacal y nitrógeno orgánico, la suma de ambos es el nitrógeno total.

Los microorganismos que están presentes en las aguas residuales son muy diversos,sin embargo, la determinación del número más probable de microorganismos (NMP)Coliformes Fecales y Coliformes Totales en 100 ml de muestra da un indicio delgrado de contaminación del agua residual. El Método de Numero Mas Probable(NMP) es una estrategia eficiente de estimación de densidades poblacionalesespecialmente cuando una evaluación cuantitativa de células individuales no esfactible. La técnica se basa en la determinación de presencia o ausencia (pos o neg)en réplicas de diluciones consecutivas de atributos particulares de microorganismospresentes en muestras de agua. El estimado de densidad poblacional se obtiene delpatrón de ocurrencia de ese atributo en diluciones seriadas y el uso de una tablaprobabililística.

Los residuos sólidos comprenden los sólidos disueltos y en suspensión. Los sólidosdisueltos son productos capaces de atravesar un papel de filtro, y los suspendidoslos que no pueden hacerlo. Los sólidos en suspensión se dividen a su vez endepositables y no depositables, dependiendo del número de miligramos de sólidoque se depositan a partir de 1 litro de agua residual en una hora. Todos estossólidos pueden dividirse en volátiles y fijos, siendo los volátiles, por lo general,productos orgánicos y los fijos materia inorgánica o mineral.

Se determinan diferentes tipos de sólidos:

Los sólidos totales se dividen en: sólidos totales suspendidos (porción de sólidostotales que permanece retenida al atravesar un filtro GF/C) y sólidos totalesdisueltos (porción de sólidos que pasa a través de un filtro GF/C). Estos últimosestán generalmente asociados con la cantidad de sales inorgánicas, materiaorgánica y materiales disueltos presentes.

A su vez los sólidos totales se dividen en:

1 1




Sólidos totales: residuos de material que quedan en un recipiente después de laevaporación en estufa a 103-105 °C durante 2 horas.

Sólidos totales fijos: corresponden a los residuos sólidos remanentes del muflado a550 ± 50 ºC durante 2 horas.

Sólidos totales volátiles: corresponden a los compuestos perdidos durante lacalcinación a 550 ± 50 ºC y se determinan por diferencia de peso.

Los sólidos suspendidos al igual que los totales se dividen en:

Sólidos suspendidos totales: residuos de material que quedan en un recipientedespués de la evaporación en estufa a 103-105 °C durante 2horas.

Sólidos suspendidos fijos: corresponden a los residuos sólidos remanentes delmuflado a 550 ± 50 ºC durante 1 hora.

Sólidos suspendidos volátiles: corresponden a los compuestos perdidos durante lacalcinación a 550 ± 50 ºC se determinan por diferencia de peso.

1 2




6. Enfermedades transmitidas por la contaminacióndel agua. Cómo evitarlas

III. ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA.

La contaminación de las aguas es responsable de numerosas enfermedadestrasmitidas por los diversos microorganismos que se encuentran en las aguascontaminadas. En la tabla I, se presentan las diferentes enfermedades transmitidaspor la contaminación de las aguas.

Tabla I. Enfermedades transmitidas por la contaminación de las aguas.

1. CÓMO EVITAR ENFERMEDADES

- Evitar la contaminación de las fuentes de agua (preservación del ambiente),primordialmente la contaminación de ríos y todos los cursos del agua (riego).

- Tener procesos adecuados de tratamiento y una buena distribución que alcance atoda la población y en los casos que no se pueda llegar por redes, instalar tanquespara la depuración domiciliaria y enseñar los procedimientos.

- Educar para la salud: enseñar a la población las normas de asepsia apropiadas.

- Evitar el agua estancada es evitar el dengue.

2. CÓMO CUIDAR EL AGUA

- Cerrar las canillas cuando no se necesite el agua. Una canilla que gotea derrocha46 litros de agua potable cada 24 horas.

- Revisar el estado del flotante y las válvulas del depósito de los inodoros, evitaráperdidas de agua.

1 3




perdidas de agua.

- Cuidar los sistemas cloacales. Evitar que sean arrojados en el hogar a través deellos pañales, trapos, envases, productos contaminantes, algodones, esponjas ytierra.

- Enseñar a los niños que no se deben arrojar juguetes en los inodoros o rejillas.

1 4




7. Contaminación del agua: naturales y artificiales.Contaminantes industriales

IV. CONTAMINANTES DEL AGUA

1. CONTAMINANTES NATURALES

Algunas fuentes de contaminación del agua son naturales. Por ejemplo, el mercurioque se encuentra naturalmente en la corteza de la Tierra y en los océanoscontamina la biosfera mucho más que el procedente de la actividad humana. Algosimilar pasa con los hidrocarburos y con muchos otros productos.

Normalmente las fuentes de contaminación natural son muy dispersas y noprovocan concentraciones altas de polución, excepto en algunos lugares muyconcretos. La contaminación de origen humano, en cambio, se concentra en zonasconcretas y, para la mayor parte de los contaminantes, es mucho más peligrosa quela natural.

2. CONTAMINANTES DE ORIGEN HUMANO

Hay cuatro focos principales de contaminación antropogénica.

2.1. INDUSTRIA.

Según el tipo de industria se producen distintos tipos de residuos. Normalmente enlos países desarrollados muchas industrias poseen eficaces sistemas de depuraciónde las aguas, sobre todo las que producen contaminantes más peligrosos, comometales tóxicos. En algunos países en vías de desarrollo la contaminación del aguapor residuos industriales es muy importante. En la tabla II se presentan lassustancias contaminantes según el sector industrial.

Tabla II. Sustancias contaminantes según el sector industrial

1 5




1 6




8. Vertidos urbanos. Navegación. Agricultura yganadería

2.2. VERTIDOS URBANOS

La actividad doméstica produce principalmente residuos orgánicos, pero elalcantarillado arrastra además todo tipo de sustancias: emisiones de los automóviles(hidrocarburos, plomo, otros metales, etc.), sales, ácidos, etc.

La Directiva 91/271/CEE de la Unión Europea sobre el Tratamiento de las AguasResiduales Urbanas, aprobada en mayo de 1991, urge a los estados miembros atomar las medidas para lograr que todas las aguas residuales sean adecuadamenterecogidas y sometidas a tratamientos secundarios o equivalentes antes de servertidas. Marca diversos objetivos, dependiendo del tamaño de las poblaciones, quese deben cumplir entre el año 1995 y el 2005. También exigía a los estadosmiembros la identificación de las llamadas áreas sensibles -las sujetas aeutrofización y las que se van a dedicar al consumo humano y no cumplen lascondiciones de las anteriores directivas europeas- antes de 1993.

La obligada construcción de depuradoras en los municipios está reduciendo deforma importante este tipo de contaminación, pero en España la depuración deaguas residuales es todavía muy insuficiente. Menos de la mitad de la poblaciónespañola trataba sus aguas residuales como lo manda la Directiva Comunitaria alcomienzo de los noventa y se calcula que en el periodo 1995- 2005, será necesarioinvertir más de dos billones de pesetas para cubrir las necesidades de saneamientoy depuración conforme a la legislación comunitaria.

2.3. NAVEGACIÓN

Produce diferentes tipos de contaminación, especialmente con hidrocarburos. Losvertidos de petróleo, accidentales o no, provocan importantes daños ecológicos.

Según el estudio realizado por el Consejo Nacional de Investigación de los EEUU, en1985 se vertieron al mar unas 3.200.000 Toneladas de hidrocarburos. A lo largo dela década de los ochenta se tomaron diversas medidas para disminuir lacontaminación de los mares y la Academia de las Ciencias de EEUU estimaba que sehabían reducido en un 60% los vertidos durante estos años. Se puede calcular queen 1989 se vertieron al océano algo más de 2.000.000 toneladas. De esta cifra elmayor porcentaje corresponde a las aguas residuales urbanas y a las descargasindustriales (en total más del 35%). Otro tercio correspondería a vertidosprocedentes de buques (más por operaciones de limpieza y similares, aunque suvalor va disminuyendo en los últimos años, que por accidentes) y el resto afiltraciones naturales e hidrocarburos que llegan a través de la atmósfera.

Convenios como el Marpol (Disminución de la polución marina procedente de tierra)de 1974 y actualizado en 1986 y otros, han impulsado una serie de medidas parafrenar este tipo de contaminación.

2.4. AGRICULTURA Y GANADERÍA

Los trabajos agrícolas producen vertidos de pesticidas, fertilizantes y restos

1 7




Los trabajos agrícolas producen vertidos de pesticidas, fertilizantes y restosorgánicos de animales y plantas que contaminan de una forma difusa pero muynotable las aguas.

La mayoría de los vertidos directos (el 65% de los 60 000 vertidos directos que hay),son responsabilidad de la ganadería. Se llama directo a los vertidos que no se hacena través de redes urbanas de saneamiento, y por tanto son más difíciles de controlary depurar.

En la Tabla III se presentan los equivalentes de población según la fuente dedesecho.

Tabla III. Equivalentes de población (contaminantes expresados en DBO osimilar)

1 8




9. Purificación de aguas. Preliminar, secundario yavanzado

3. TRATAMIENTOS PARA LA PURIFICACIÓN DE LAS AGUAS

3.1. TRATAMIENTO PRELIMINAR

Entre los procesos empleados en el tratamiento de las aguas residuales en lasplantas depuradoras municipales se pueden señalar al de los enrejados.

Dado que las aguas residuales que entran en una depuradora contienen materialesque podrían atascar o dañar las bombas y la maquinaria, estos materiales seeliminan por medio de enrejados o barras verticales.

En un tratamiento preliminar, el agua residual pasa a continuación a través de unatrituradora, donde las hojas y otros materiales orgánicos son triturados para facilitarsu posterior procesamiento y eliminación.

3.2. EL TRATAMIENTO SECUNDARIO

Una vez eliminados de un 40 a un 60% de los sólidos en suspensión y reducida deun 20 a un 40% la DBO5 por medios físicos en el tratamiento primario, eltratamiento secundario reduce la cantidad de materia orgánica en el agua. Por logeneral, los procesos microbianos empleados son aeróbicos, es decir, losmicroorganismos actúan en presencia de oxígeno disuelto. El tratamientosecundario supone, de hecho, emplear y acelerar los procesos naturales deeliminación de los residuos. En presencia de oxígeno, las bacterias aeróbicasconvierten la materia orgánica en formas estables, como dióxido de carbono, agua,nitratos y fosfatos, así como otros materiales orgánicos. La producción de materiaorgánica nueva es un resultado indirecto de los procesos de tratamiento biológico, yesta materia debe eliminarse antes de descargar el agua en el cauce receptor.

Hay diversos procesos alternativos para el tratamiento secundario, como los quese describen a continuación.

Filtro de goteo: En este proceso, una corriente de aguas residuales se distribuyegoteando intermitentemente sobre un lecho o columna de algún medio porosorevestido con una película gelatinosa de microorganismos que actúan como agentesdestructores. La materia orgánica de la corriente de agua residual es absorbida porla película microbiana y transformada en dióxido de carbono y agua. El proceso degoteo, cuando va precedido de sedimentación, puede reducir cerca de un 85% laDBO5.

Fango activado: Se trata de un proceso aeróbico en el que partículas gelatinosas delodo quedan suspendidas en un tanque de aireación y reciben oxígeno. Laspartículas de lodo activado, están compuestas por millones de bacterias encrecimiento activo aglutinadas por una sustancia gelatinosa, estas absorben lamateria orgánica y la convierten en productos aeróbicos. La reducción de la DBO5fluctúa entre el 60 y el 85 por ciento.

Un importante acompañante en toda planta que use lodo activado o un filtro de

1 9




Un importante acompañante en toda planta que use lodo activado o un filtro degoteo es el clarificador secundario, que elimina las bacterias del agua antes de sudescarga.

Estanque de estabilización o laguna: Otra forma de tratamiento biológico es elestanque de estabilización o laguna, que requiere una extensión de terrenoconsiderable y, por tanto, suelen construirse en zonas rurales. Las lagunasopcionales, que funcionan en condiciones mixtas, son las más comunes, con unaprofundidad de 0,6 a 1,5 m y una extensión superior a una hectárea. En la zona delfondo, donde se descomponen los sólidos, las condiciones son anaerobias; la zonapróxima a la superficie es aeróbica, permitiendo la oxidación de la materia orgánicadisuelta y coloidal. Con este tratamiento puede lograrse una reducción de la DBO5de un 75 a un 85 por ciento.

3.3. EL TRATAMIENTO AVANZADO

Si el agua que ha de recibir el vertido requiere un grado de tratamiento mayor que elque puede aportar el proceso secundario, o si el efluente va a reutilizarse, esnecesario un tratamiento avanzado de las aguas residuales. A menudo se usa eltérmino de tratamiento terciario como sinónimo de tratamiento avanzado, pero noson exactamente lo mismo.

El tratamiento terciario, o de tercera fase, suele emplearse para eliminar el fósforo,mientras que el tratamiento avanzado podría incluir pasos adicionales para mejorarla calidad del efluente eliminando los contaminantes recalcitrantes. Hay procesosque permiten eliminar más de un 99% de los sólidos en suspensión y reducir laDBO5 en similar proporción. Los sólidos disueltos se reducen por medio deprocesos como la ósmosis inversa y la electrodiálisis. La eliminación del amoníaco,la desnitrificación y la precipitación de los fosfatos pueden reducir el contenido ennutrientes.

Si se pretende la reutilización del agua residual, la desinfección por tratamiento conozono es considerado el método más fiable, excepción hecha de la cloraciónextrema. Es probable que en el futuro se generalice el uso de estos y otros métodosde tratamiento de los residuos a la vista de los esfuerzos que se están haciendopara conservar el agua mediante su reutilización.

2 0




10. Plantas de tratamientos residuales

V. TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTOS RESIDUALES

En la actualidad existen diversos tipos de plantas de tratamiento de aguas servidascomo lo son:

· Sistemas de tratamientos biológicos· Estanques de lodos activos· Tratamiento anaerobio· Humedales artificiales

1. SISTEMAS DE TRATAMIENTO BIOLÓGICO

Los objetivos del tratamiento biológico son tres:

(1º) reducir el contenido en materia orgánica de las aguas.(2º) reducir su contenido en nutrientes.(3º) eliminar los patógenos y parásitos.

Estos objetivos se logran por medio de procesos aeróbicos y anaeróbicos, en loscuales la materia orgánica es metabolizada por diferentes cepas bacterianas.

2. ESTANQUES DE LODOS ACTIVOS

El tratamiento se proporciona mediante difusión de aire por medios mecánicos en elinterior de tanques. Durante el tratamiento los microorganismos forman floculosque, posteriormente, se dejan sedimentar en un tanque, denominado tanque declarificación. El sistema básico comprende, pues, un tanque de aireación y untanque de clarificación por los que se hace pasar los lodos varias veces.

Los dos objetivos principales del sistema de lodos activados son:

(1º) la oxidación de la materia biodegradable en el tanque de aireación.(2º) la floculación que permite la separación de la biomasa nueva del efluentetratado.

Este sistema permite una remoción de hasta un 90% de la carga orgánica pero tienealgunas desventajas: en primer lugar requiere de instalaciones costosas y lainstalación de equipos electromecánicos que consumen un alto costo energético.Por otra parte produce un mayor volumen de lodos que requieren de un tratamientoposterior por medio de reactores anaeróbicos y/o su disposición en rellenossanitarios bien instalados.

3. TRATAMIENTO ANAEROBIO

Consiste en una serie de procesos microbiológicos, dentro de un recipientehermético, dirigidos a la digestión de la materia orgánica con producción demetano. Es un proceso en el que pueden intervenir diferentes tipos demicroorganismos pero que está dirigido principalmente por bacterias. Presenta unaserie de ventajas frente a la digestión aerobia: generalmente requiere de

2 1




instalaciones menos costosas, no hay necesidad de suministrar oxígeno por lo queel proceso es más barato y el requerimiento energético es menor. Por otra parte seproduce una menor cantidad de lodo (el 20% en comparación con un sistema delodos activos), y además este último se puede disponer como abono y mejorador desuelos. Además es posible producir un gas útil.

Para el tratamiento anaerobio a gran escala se utilizan rectores de flujo ascendenteo U.S.B. (Por sus siglas en ingles) con un pulimento aerobio en base de filtrospercoladores y humedales.

4. HUMEDALES ARTIFICIALES

Este sistema consiste en la reproducción controlada, de las condiciones existentesen los sistemas lagunares someros o de aguas lenticas los cuales, en la naturaleza,efectúan la purificación del agua. Esta purificación involucra una mezcla de procesosbacterianos aerobios-anaerobios que suceden en el entorno de las raíces de lasplantas hidrófilas, las cuales a la vez que aportan oxígeno consumen los elementosaportados por el metabolismo bacterial y lo transforman en follaje.

Este sistema es el más amigable desde el punto de vista ambiental ya que norequiere instalaciones complejas, tiene un costo de mantenimiento muy bajo y seintegra al paisaje natural propiciando incluso refugio a la vida silvestre.

Quizás se podría mencionar como única desventaja la mayor cantidad de superficienecesaria.

2 2




11. Tratamiento de aguas a nivel domiciliario (1/2)

5. TRATAMIENTO DE AGUAS A NIVEL DOMICILIARIO

Existen plantas de tratamiento de aguas a nivel domiciliario que si bien no tiene lasofisticación de las plantas depuradoras industriales, también cumplen con suobjetivo de tratar las aguas contaminadas.

El tratamiento a nivel domiciliario obedece a los mismos principios que las grandesplantas depuradoras, sin embargo es posible mejorar la eficiencia en la relacióncosto x m3 de agua tratada, si se observan algunos principios básicos tales como laseparación de las aguas grises y negras, el consumo racional y limitado dedetergentes y la exclusión de productos químicos agresivos en la limpieza cotidiana.Es claro que la complejidad de un sistema apropiado de tratamiento a nivel caseroesta en relación directa con nuestra cultura de consumo.

Es conveniente hacer una clasificación previa de las aguas utilizadas en estossistemas de tratamiento de aguas.

5.1. AGUAS GRISES

Las aguas grises son todas aquellas que son usadas para nuestra higiene corporal ode nuestra casa y sus utensilios. Básicamente son aguas con jabón, algunos residuosgrasos de la cocina y detergentes biodegradables.

Es importante señalar que las aguas grises pueden transformarse en aguas negras sison retenidas sin oxigenar en un tiempo corto. El tratamiento es sencillo sicontamos con el espacio verde suficiente, aprovechando la capacidad deoxigenación y asimilación de las plantas del jardín o el huerto mediante un sistemade "drenaje de enramado".

En caso de no contar con el espacio suficiente, las aguas grises deben ser sometidasa un tratamiento previo que reduzca el contenido de grasas y de materia orgánicaen suspensión, para posteriormente ser mezcladas con las aguas negras y pasar aun tren de tratamiento.

5.2. AGUAS NEGRAS

Las aguas negras son las que resultan de los sanitarios y que por su potencial detransmisión de parásitos e infecciones conviene tratar por separado con sistemas debirreactores.

5.3. SISTEMAS BÁSICOS DE TRATAMIENTO CASERO

Generalmente al construir se piensa poco en la disposición de las aguas residuales,por este motivo se suele recurrir a referencias de ultima pagina en los manuales deconstrucción o se enfrenta uno a una variedad de recetas y métodos en los que noexiste una verdadera comprensión de los procesos que se promueven y que sepresentan como soluciones infalibles. Por otra parte algunos sistemas biendiseñados para condiciones especificas medioambientales no se adaptan otrascondiciones o son interpretados y adaptados de manera poco escrupulosa. Un

2 3




ejemplo claro de esta situación es el de las fosas sépticas.

Es importante comprender que el sistema de tratamiento más adecuado debe ser elque considere las condiciones específicas del medio ambiente e incluso de lasculturales. La instalación de los sistemas de tratamiento no solo debe contemplareficacia en si de la depuración, sino también debe analizar la relación de loselementos circundantes, las necesidades particulares, el costo, el mantenimiento, elrehúso, y la utilización o disposición de los sub. Productos de la depuración.

5.4. LA FOSA SÉPTICA

Es común encontrar una gama muy amplia de formas de disponer el agua con elnombre genérico de fosa séptica, sin embargo no todas cumplen con el objetivo deliberar los acuíferos de contaminación, debido que suelen confundirse con pozosnegros o de absorción, en los que las aguas son infiltradas al suelo sin un verdaderotratamiento. También suelen llamarse de este modo a tanques de sedimentación yalmacenamiento que son vaciados periódicamente, para trasladarlos a un sitiodonde se puedan arrojar con impunidad.

El modelo de fosa más funcional es el tanque de tres cámaras con una secuencia detratamiento que consiste en primer lugar en una cámara de sedimentación que enalgunos casos también cumple la función de trampa de grasas, de allí el agua pasa auna cámara con condiciones anaerobias donde se reduce la carga orgánica disuelta.La tercera cámara cumple las funciones de sedimentador secundario para clarificarel agua antes de ser dispuesta en un campo de oxidación.

El problema básico de las fosas sépticas es que suelen acumular lodos hasta elpunto de saturación, lo cual se incrementa si la fase anaerobia no funcionacorrectamente. El efluente debe necesariamente ser tratado en un campo deoxidación antes de infiltrar al suelo y los lodos extraídos necesitan tratamientoadicional.

2 4




12. Tratamiento de aguas a nivel domiciliario (2/2)

5.5. SISTEMA MIXTO

Los sistemas mixtos de tratamiento domiciliario son aquello en los que se armancon diferentes sistemas de tratamiento con el fin de lograr la máxima remoción enel menor espacio posible estos pueden combinar digestores para aguas negras,lechos vegetales, sistemas de enramado, aireadotes, etc. Básicamente consisten enla adaptación practica de los diferentes sistemas en un todo integrado que seadapte a las necesidades especificas de cada lugar.

5.6. BIODIGESTORES ANAEROBIOS

El uso de digestores anaerobios es más común cada día, ya sea para el tratamientode excretas animales, la producción de biogás, la purificación de aguas residuales, yla elaboración de biofertilizantes.

Existen varios tipos de biodigestores y se clasifican según el régimen de carga y ladirección del flujo en su interior.

Régimen:

- Flujo continuo: son los que reciben su carga por medio de una bomba quemantiene una corriente continua.

- Flujo semi-continuo son los que reciben una carga fija cada día y aportan lamisma cantidad.

- Estacionarios son los que se cargan de una sola vez y pasado el tiempo deretención se vacían completamente.

NOTA: Con este capítulo hemos llegado al final del curso.

VI. BIBLIOGRAFÍA

- American Public Health Association (APHA-AWWA-WEF). Standard Methods forexamination of water and wastewater, 1998. 20ava Edición.- Botero, L. Zambrano, J, Oliveros, C, León, D, Sarcos, M y Martínez M, 2002. Calidadmicrobiológica del agua de un sistema de lagunas de estabilización a ser empleadaen irrigación. Rev. Fac. Agron. (LUZ). 19: 312-323.- Cárdenas, C., Perruelo, T., Fernández, D., Quero, R., Chávez, E., Saules, L yHerrera, L. 2002. Treatment for domestic wastewater by using aerated ponds. Rev.Téc. Ing. Univ. Zulia v.25 n.2 CEPIS, 1995. Agua, un patrimonio para preservar, 17 p.- Corrales, M., 1998. El Reto de Agua. Cambios Institucionales en los serviciospúblicos por redes. Caracas, HIDROCAPITAL-CAF. Editorial Galac, 329 p.- COVENIN 2634-89. Norma Venezolana. Aguas naturales, Industriales y residuales.Definiciones. Comisión Venezolana de Normas Industriales.- Escobar, F y Blanco, M. 1997. Evaluación de la planta de tratamiento de aguasresiduales de la Urbanización Nueva Casarapa. Tesis de Grado. Tutor. Prof. IngEulodoro López. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Ingeniería, Escuelade Ingeniería Civil.

2 5




- Esteller, M. 2002. Vulnerabilidad de los acuíferos frente al uso de aguas residualesy lodos en la agricultura. Revista Latinoamericana de Hidrogeología, n 2, pp.103-113.- Gaceta Oficial de la República de Venezuela, Nro. 5021. Normas para laclasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluenteslíquidos. Decreto Nº 883, artículos 10 y 4. Caracas, (1995).- MARNR, 1997. Plantas de tratamiento de Venezuela. El Agua Tomo 3. Caracas, 179p.- Montoya, D., Rincones, M., Najul, M., Blanco, H., López, E., Sánchez, R., Gómez,M., Suárez, L., Ribero, S., Méndez, J., Y Márquez, R. 2003. Experiencias a escalapiloto en sistemas UASB para tratamiento de aguas residuales municipales enVenezuela. Revista de la Facultad de Ingeniería de la U.C.V., Vol. 18, Nº 1, pp. 33- 4 4 .- OCEI, 1995. Venezuela: Estimaciones y Proyecciones de Población 1950-2035.Reynolds, K, 2002. Tratamiento de aguas residuales en Latinoamérica. Identificacióndel problema. Agua Latinoamericana. Septiembre Octubre.- Romero, J. Potabilización del Agua. 1999. AlfaOmega Grupo Editor, S.A. de C. V.México, D.F.- USP 26. Validation of Compendial Methods pp 2440-2442. United StatesPharmacopeial convention, INC. Impreso en Canadá. 2002. Válida desde Enero 2003).- Zambrano, J., Botero, L., Cavazza, M y Ávila, M. 2002.Resistencia aantimicrobianos y presencia de plásmidos en cepas de Escherichia coli aisladas deaguas residuales crudas y tratadas por lagunas de estabilización con fines de reusoen agricultura. Rev. Soc. Ven. Microbiol., vol.22 no.1.

2 6




Contaminación del agua. Riesgo ecológico, económico...

Documents

Transcript of Contaminación del agua. Riesgo ecológico, económico...