Contaminación RRHH
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Modulo 4 HIDROGEOQUÍMICA Contaminación de las aguas Prof. Linda Daniele
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Weás pajeras de hidrogeoquímica, el peor ramos de la historia universal.
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Modulo 4
HIDROGEOQUÍMICA
Contaminación de las aguas
Prof. Linda Daniele
Introducción
En los últimos años se ha centrado la atención en los problemas de calidad de los recursos hídricos. Ya no es suficiente encontrar agua, es necesario estudiar la calidad natural y, cómo esta ha sido afectada por actividades humanas.
• Estudio y análisis de situación actual
• Predicción de la evolución
• Propuestas de solución y toma de medidas correctoras (si es posible)
Abordar un estudio de contaminación:
Zetapelo
Resaltar
Zetapelo
Resaltar
Causas
• Causas naturales Con contaminación, generalmente, nos referimos a cambios
debidos a las actividades que realizamos…hay actividades que, sin ser contaminantes, degradan la calidad de los recursos.
• Actividad humana
captar aguas de zonas próximas a instalaciones de recogida de aguas residuales urbanas, industriales, o de granjas ganaderas donde puede haber infiltraciones.
Causas
Calidad natural
El nivel de calidad NATURAL de un acuífero dependerá de los siguientes factores (Custodio y Llamas, 1983) : - las condiciones originales del acuífero. - su litología. - la velocidad de circulación. - la calidad del agua de infiltración. - las relaciones con otras aguas o acuíferos. - las leyes del movimiento de las sustancias transportadas con el agua, y factores hidrodinámicos.
Calidad de una masa de agua que no haya sido afectada por actividades humanas
Contaminantes
Contaminante es aquel factor físico, químico o biológico que ocasiona, por su presencia o concentración anormal, una alteración de la calidad inicial de las aguas. Existen muchos elementos potencialmente contaminantes. Los principales grupos serían: - Compuestos responsables del incremento de la salinidad
- Compuestos del grupo del nitrógeno (nitratos, nitritos y amoniaco, básicamente producto del lixiviado de distintos tipos de estiércol). - Sulfatos metálicos. - Cloruros, bromuros. - Cianuros. - Metales pesados. - Insecticidas, herbicidas y sus metabolitos. - Productos de descomposición de compuestos orgánicos de síntesis (PCB, etc.). - Surfactantes (derivados de detergentes). - Fenoles y difenoles (derivados del alcohol). - Hidrocarburos (aceites, gasolinas, fueles, etc...). - Disolventes orgánicos (TCE, etc. ...). - Virus y bacterias (muy minoritarios en las aguas subterráneas).
Aguas superficiales vs subterráneas
¿por qué hay diferencias?
1) Facilidad de acceso. Mayor vulnerabilidad de las superficiales
2) Detección. En superficie el problema es “observable” antes por lo cual se pueden plantear medidas “inmediatamente”
3) Solución del problema. Las aguas superficiales se renuevan con la rapidez de su flujo, si se elimina la fuente de contaminación la recuperación puede ser más rápida. En las aguas subterráneas flujos más lentos y volúmenes mayores. Se necesita más tiempo para la renovación de los recursos.
Modos de contaminación
¿Cómo llegan los contaminantes a las aguas?
Infiltración
Filtración
Derrames o rezumes accidentales
Fuente: J.Sánchez Román
Modos de contaminación
Vertido directo
vertido indirecto
Fuente: J.Sánchez Román
Zetapelo
Máquina de Escribir
Tipos de fuentes de contaminación
Se clasifican como puntuales y no puntuales atendiendo a su extensión física y como continuas y no continuas dependiendo de su duración temporal
• Fuentes puntuales o localizadas: provocan una pluma
claramente definida y más concentrada, lo cual hace que su control sea más fácil. El contaminador es identificable. Si son pequeñas y múltiples, actúan como una fuente difusa.
• Fuentes difusas o dispersas: no se originan en un punto
definido. Estas fuentes no generan una pluma de contaminación claramente definida, y afectan a un volumen importante del acuífero.
“si es posible señalar con el dedo el origen de la
contaminación, ésta es de tipo puntual y no difusa”
Fuentes puntuales de contaminación
La fuente de contaminación puede ser identificada claramente
Hay zonas donde existen múltiples fuentes puntuales que actúan como un contaminante difuso
contaminación de aguas subterráneas
Para abordar el estudio de contaminación de las aguas subterráneas debemos saber responder como mínimo a las siguientes cuestiones: a) La toxicidad del agente contaminante dentro de las
aguas subterráneas.
b) La movilidad del contaminante. c) Su tiempo de permanencia (tanto en la zona no saturada como en la saturada del acuífero y desde su introducción hasta su salida o extracción). d) Posibles procesos de atenuación (procesos de autodepuración del suelo, dispersión o difusión en la zona saturada)
Atenuación zona no saturada
1. Acción de filtración mecánica
2. Acciones de oxidación-reducción
3. Adsorción y absorción por el
terreno.
4. Procesos bioquímicos
5. Procesos de precipitación y
coprecipitación.
6. Intercambio de gases
Zetapelo
Máquina de Escribir
Zetapelo
Máquina de Escribir
Zetapelo
Máquina de Escribir
contaminación de aguas subterráneas
• descarga de aguas residuales
• disposición de residuos sólidos
• escorrentía urbana
• escorrentía de carreteras y autopistas
• explotación excesiva de acuíferos
• actividades agrícolas
• crianza de animales/procesamiento cosechas
• desarrollo industrial
• actividades mineras
Escorrentía zonas urbanas y autovias
• Contaminantes: metales pesados, pesticidas y
fertilizantes , petróleo, aceites, anticongelante, gasolina y diesel y otras sustancias químicas tóxicas de los vehículos , etc.
• puede originar sobrecarga en las plantas de tratamiento
que reciben aguas de la red de alcantarillado, contaminación de cuerpos receptores si la escorrentía contaminada se envía directamente a ellos. Los contaminantes pueden llegar así a fuentes de agua subterránea y superficial.
Actividad agrícola
• uso de pesticidas y fertilizantes
• irrigación
• riego con aguas servidas/efluentes industriales
• uso de lodos generados en tratamiento de aguas
A nivel mundial los principales problemas generados por fuentes difusas derivan del uso excesivo de fertilizantes y plaguicidas en la agricultura.
Contaminantes: pesticidas, nitratos, fertilizantes (N, P, K)
Actividad agrícola
Uso intensivo del suelo puede dar salinización
• La adición de excesos de agua de riego al suelo puede transferir las sales del suelo al agua subterránea.
• La mitigación del problema requiere riego más eficiente (drenaje efectivo y control de evapotranspiración)
Uso de agua residual puede dar problemas de calidad por la presencia de microrganismos, metales pesados y elevadas concentraciones de sales
Actividad ganadera
El almacenamiento en tierra potencialmente puede afectar al suelo y llegar al acuífero.
Las actividades ganaderas dan problemas relacionados con estiércol y purines
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Principales contaminantes industriales
Industria Contaminantes principales
Textiles Color, temperatura, materia orgánica y sólidos suspendidos
Curtiembres Dureza, sulfuros, cromo, pH, materia orgánica y Sólidos Suspendidos (SS)
Productos lácteos Materia Orgánica (proteínas, grasas y lactosa)
Productos cárneos Materia Orgánica (sangre, proteínas y grasas), SS
Papeles pH, color, SS y disueltos y materia orgánica
Acero pH, cianuro, fenoles, aceites y SS.
Galvanoplastía Acidos, metales y cianuros
Gomas Materia orgánica, SS, pH, cianuros y olor
Principales contaminantes industriales
Industria Contaminantes principales
Maderas Materia orgánica, SS y fenoles.
Vidrio Color, alcalinidad, sólidos coloidales
Pinturas y Pigmento
Sólidos orgánicos, resinas, aceites, solventes, colorantes, etc.
Detergentes Materia orgánica, tensoactivos, jabones saponificados
Explosivos Color, pH, olor, ácidos orgánicos, metales, aceites.
Fertilizantes Acidos sulfúrico, fosfórico y nítrico, Sólidos Suspendidos.
Farmacéuticas Materia orgánica
Pesticidas Materia orgánica no biodegradable
Minería y Metalurgia
Metales pesados
Polímeros Materia orgánica, fenoles, formaldehído
•Foster e Hirata (1991) refieren que la vulnerabilidad del acuífero a la contaminación representa su sensibilidad para ser adversamente afectado por una carga contaminante impuesta. • Carbonell (1993) define la vulnerabilidad a la contaminación, como la tendencia de los contaminantes a localizarse en el sistema de agua subterránea, luego de ser introducidos por encima del acuífero más somero. • Vrba y Zaporozec (1994) definen a la vulnerabilidad como una propiedad intrínseca del sistema de agua subterránea que depende de la sensibilidad del mismo a los impactos humanos y/o naturales. • Custodio (1995) señala que la vulnerabilidad a la polución expresa la incapacidad del sistema para absorber las alteraciones, tanto naturales como artificiales.
VULNERABILIDAD: DEFINICIONES Vulnerabilidad de los acuíferos
Los métodos utilizados para la predicción de la vulnerabilidad a la
contaminación del agua subterránea, pueden ser clasificados en tres grupos
(Gogu y Dassargues, 2000):
Métodos basados en simulaciones (Procesos): utilizan modelos
matemáticos para analizar y simular los procesos que gobiernan el
transporte de contaminantes en la subsuperficie.
Métodos estadísticos: utilizan grupos de variables que condicionan la
vulnerabilidad de la contaminación de los acuíferos, proporcionando
conclusiones según la asociación que presenten éstas áreas.
Métodos de Índices y superposición: combinan un conjunto de
características o atributos físicos del suelo, la zona no saturada y los
acuíferos, a los cuales se asigna un valor numérico según su importancia en
la evaluación de la vulnerabilidad.
EVALUAR LA VULNERABILIDAD
La cartografía de vulnerabilidad es la representación en mapas
de los varios grados de vulnerabilidad en función de las
condiciones hidrogeológicas del acuífero (Albinet y Margat,
1970).
Como resultado de la evaluación de la vulnerabilidad se
obtienen mapas, mostrando zonas con mayor o menor
sensibilidad a la contaminación, que generalmente se construyen
para el acuífero superior o freático.
Los mapas de vulnerabilidad tienen múltiples propósitos y son
útiles, sobre todo, como guía en la planificación de actividades
relacionadas con el medio ambiente y la ordenación del
territorio.
PRESENTACION DE RESULTADOS
Zetapelo
Resaltar
Los métodos utilizados para la predicción de la vulnerabilidad a la
contaminación del agua subterránea, pueden ser clasificados en tres grupos
(Gogu y Dassargues, 2000):
Métodos basados en simulaciones (Procesos): utilizan modelos
matemáticos para analizar y simular los procesos que gobiernan el
transporte de contaminantes en la subsuperficie.
Métodos estadísticos: utilizan grupos de variables que condicionan la
vulnerabilidad de la contaminación de los acuíferos, proporcionando
conclusiones según la asociación que presenten éstas áreas.
Métodos de Índices y superposición: combinan un conjunto de
características o atributos físicos del suelo, la zona no saturada y los
acuíferos, a los cuales se asigna un valor numérico según su importancia en
la evaluación de la vulnerabilidad.
METODOS PARA EVALUAR LA VULNERABILIDAD
Muchos métodos clásicos de vulnerabilidad están basados
sobre este enfoque:
•GOD (Foster, 1987)
•IRISH (Daly y Drew, 1999)
•AVI (Van Stempuoort et al., 1993)
•DRASTIC (Aller et al., 1987)
•SINTACS (Civita, 1994)
•EPIK (Doerfliger y Zwahlen, 1997)
•PI (Zwahlen, 2003)
MÉTODOS DE ÍNDICES Y SUPERPOSICIÓN
La vulnerabilidad de un acuífero frente a la contaminación del agua
subterránea es una propiedad del acuífero cualitativa, relativa, no
medible y adimensional.
La exactitud de la evaluación de la vulnerabilidad depende, sobre todo, de la
cantidad y calidad de los datos, de su fiabilidad y representatividad.
De forma genérica, el cálculo de la vulnerabilidad de un acuífero se puede
realizar cualitativamente, estableciendo una categorización (por ejemplo,
vulnerabilidad muy alta, alta, media, baja)
Se divide el área de estudio en categorías de acuerdo con unos índices
que consideran permeabilidad, espesor, capacidad de atenuación y
fracturación, matizando estas valoraciones con otros datos como por ejemplo
la profundidad del nivel freático.
Alto grado de subjetividad, pudiendo variar de un punto a otro según el
autor. No obstante, lo más adecuado sería buscar un valor numérico que se
base en consideraciones lo más cuantificables y objetivas posibles.
Vulnerabilidad de los acuíferos
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Zetapelo
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Vulnerabilidad de los acuíferos
El grado de vulnerabilidad de los acuíferos frente a la contaminación depende:
FACTORES DE
CARÁCTER ENDÓGENO
características
litoestratigráficas del
acuífero
espesor
textura
naturaleza
geoquímica formaciones
contenido de materia
orgánica
permeabilidad
grado de fisuración
FACTORES DE
CARÁCTER EXÓGENO
características de la carga contaminante
forma de incorporación del contaminante al terreno
régimen pluviométrico y su relación en zonas de cultivo
con los sistemas de abonado y riego
temperatura del agua que se infiltra
condiciones de construcción de los pozos de
explotación
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Algunas referencias
• CUSTODIO, E. y LLAMAS, M., 1983. Hidrología Subterránea. Tomos I y II Ed. Omega, Barcelona, España.
• DOMENICO, P. Y SCHWARTZ, F., 1990. Physical and Chemical
Hydrogeology. Ed. Wiley International, 824 p.
• FREEZE, R.A. y CHERRY J.A., 1982. Groundwater. Prentice-Hall, New
Jersey, 604 p.
• JAMES I, DREVER,2002. The Geochemistry of Natural Waters Surface and Groundwater Environments.Third Edition. Prentice Hall.
