Los impactos en la hidrosfera

Eduardo GómezEduardo Gómez Impactos en la HidrosferaImpactos en la Hidrosfera 11

Los impactos en la Los impactos en la hidrosferahidrosfera

Eduardo Gómez Impactos en la HidrosferaImpactos en la Hidrosfera 22

El agua, un bien necesarioEl agua, un bien necesarioLa vida en el planeta depende del agua, pero el aumento de población hace que peligre este recurso por la pérdida de calidad.

El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación. Pero esta misma facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que arrojamos los residuos producidos por nuestras actividades.

Esto obliga a la humanidad al tratamiento del agua contaminada, a la creación de infraestructuras para garantizar el abastecimiento y otras soluciones con fuerte impacto ambiental.

Eduardo Gómez

Consumo de agua en el mundoConsumo de agua en el mundo

Impactos en la HidrosferaImpactos en la Hidrosfera 44

De acuerdo al mapa, el consumo promedio global es de unos 1.240 m³ por persona y año. En países de alto consumo, como España o Estados Unidos, el consumo está cercano a los 2.500 m³ mientras que en otros como China es más bajo con 700 m³.


Las soluciones a la escasez de agua pasan por:

• Utilización correcta y racional de los recursos.

• Mejorar el rendimiento de los recursos existentes.

• Implantar nuevos recursos (procesos muy caros).


Origen de la contaminación del aguaOrigen de la contaminación del agua

•Según la OMS ( Organización Mundial de la Salud). Se considera que el agua está contaminada cuando su composición o estado natural se ven modificados, de tal modo que el agua pierde sus condiciones aptas para los usos a los que estaba destinada.

•La Ley de Aguas dice que la contaminación del agua es la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que de una modo directo o indirecto impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica.


El origen de la contaminación puede deberse a:

Causas naturales

Causas antrópicas


En ambos casos, la fuente de contaminación puede ser:

Difusa: Aparece en zonas amplias y no tiene un foco emisor concreto

Puntual: Afecta a una zona concreta


Contaminación natural del aguaContaminación natural del agua

Se debe a la presencia en el agua de distintas sustancias sin que intervenga la acción humana:

• Partículas sólidas, gases arrastrados por la lluvia

• Polen, hojas, residuos vegetales y animales

Todos estos residuos pueden ser eliminados a través de procesos químicos y biológicos que forman parte de la capacidad de autodepuración del agua.


Contaminación artificial de origen urbanoContaminación artificial de origen urbano

Aguas procedentes de los domicilios (productos de limpieza, jabones, Aguas procedentes de los domicilios (productos de limpieza, jabones, grasas, restos de cocina ...) grasas, restos de cocina ...)

Aguas negras procedentes de la defecación (1,2 a 1,5 litros por persona y Aguas negras procedentes de la defecación (1,2 a 1,5 litros por persona y día). día).

Aguas procedentes de la vía pública, de riego, de limpieza, de lluvia... Aguas procedentes de la vía pública, de riego, de limpieza, de lluvia... La composición es variada, presenta gran cantidad de organismos La composición es variada, presenta gran cantidad de organismos

patógenos, materia orgánica, nutrientes, detergentes, materias flotantes, patógenos, materia orgánica, nutrientes, detergentes, materias flotantes, residuos de la contaminación atmosférica... residuos de la contaminación atmosférica...


Fertilizantes inorgánicos, abonos, plaguicidas, Fertilizantes inorgánicos, abonos, plaguicidas, sales disueltas. sales disueltas.

Contaminan tanto aguas superficiales como Contaminan tanto aguas superficiales como aguas subterráneas que surten a las aguas subterráneas que surten a las poblaciones. poblaciones.

Contaminación artificial de origen agrícolaContaminación artificial de origen agrícola

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Plaguicidas y su transporte


Estiércol y purines que contienen microorganismos patógenos, Estiércol y purines que contienen microorganismos patógenos, sólidos en suspensión, materia orgánica, nitrógeno y fósforo.sólidos en suspensión, materia orgánica, nitrógeno y fósforo.

Contaminación artificial de origen ganaderoContaminación artificial de origen ganadero

Cuando estos contaminantes Cuando estos contaminantes se usan como abonos, pueden se usan como abonos, pueden llegar a las aguas subterráneas llegar a las aguas subterráneas de forma dispersa o puntual si de forma dispersa o puntual si se vierten directamente en un se vierten directamente en un terrenoterreno


Industrias de refinado de petróleo: Contiene residuos tóxicos diversos, cianuro, grasas, fenoles.. álcalis..

Industria metalúrgica: Vertidos tóxicos diversos y agua caliente. Industria del papel, del curtido y textiles: residuos orgánicos,

detergentes.. Industrias químicas y farmacéuticas: metales pesados y material

químico y biológico peligroso Industrias energéticas: radiactividad, cambios de temperatura.

Contaminación artificial de origen industrialContaminación artificial de origen industrial

Es la que mayor impacto produce por la variedad de materiales y fuentes de energía que aporta al agua.

Son especialmente contaminantes:

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Nucleares Petroleras

Papeleras

Siderometalúrgica

Químicas


Sector industrial Substancias contaminantes principales

Construcción Sólidos en suspensión, metales, pH.

Minería Sólidos en suspensión, metales pesados, materia orgánica, pH, cianuros.

Energía Calor, hidrocarburos y productos químicos.

Textil y piel Cromo, taninos, tensoactivos, sulfuros, colorantes, grasas, disolventes orgánicos, ácidos acético y fórmico, sólidos en suspensión.

Automoción Aceites lubricantes, pinturas y aguas residuales.

Navales Petróleo, productos químicos, disolventes y pigmentos.

Siderurgia Cascarillas, aceites, metales disueltos, emulsiones, sosas y ácidos.

Química inorgánica Hg, P, fluoruros, cianuros, amoniaco, nitritos, ácido sulfhídrico, F, Mn, Mo, Pb, Ag, Se, Zn, etc. y los compuestos de todos ellos.

Química orgánica Organohalogenados, organosilícicos, compuestos cancerígenos y otros que afectan al balance de oxígeno.

Fertilizantes Nitratos y fosfatos.

Pasta y papel Sólidos en suspensión y otros que afectan al balance de oxígeno.

Plaguicidas Organohalogenados, organofosforados, compuestos cancerígenos, biocidas, etc.

Fibras químicas Aceites minerales y otros que afectan al balance de oxígeno.

Pinturas, barnices y tintas Compuestos organoestámicos, compuestos de Zn, Cr, Se, Mo, Ti, Sn, Ba, Co, etc.


Contaminación artificial de origen industrialContaminación artificial de origen industrial

El grado de contaminación depende del tipo de industria y de los procesos de fabricación empleados.

Además hay que tener en cuenta que hay fuentes de contaminación secundarias, como la atmósfera, que puede estar previamente contaminada y pasar sus contaminantes al agua.

En general, la contaminación de origen antrópico supera la capacidad de autodepuración de los sistemas hídricos, haciendo necesaria la implantación de medidas preventivas y correctoras.


Origen Tipo Contaminantes Efectos

Urbana

Aguas domésticas (cocina, blancas de

baño)

Sales, Jabones, detergentes Sólidos en suspensión

GrasasEutrofización

Aguas negras Materia orgánicaEutrofización

Microorganismos patógenos

Limpieza y riego (abonos)

Sólidos en suspensiónDetergentes

Materia orgánicaEutrofización

Agrícola

Pesticidas y plaguicidas

Sustancias tóxicas (Metales pesados,

compuestos organoclorados)

Bioacumulación, envenenamiento

Abonos N, P, S Eutrofización

GanaderaPurines

(excrementos del ganado)

Materia orgánicaEutrofización

Microorganismos patógenos

Industria y minería

SiderurgiaPetroquímica

EnergéticaTextil

PapeleraMinería

Materia orgánica Metales pesados

Incremento del pHIncremento de Tª

RadiactividadAceites, grasas

EutrofizaciónBioacumulación, envenenamiento

Acidificación Disminución O2 disuelto, variación de ciclos reproductivos y de crecimiento

Mutaciones


Factores y nivel de contaminaciónFactores y nivel de contaminación

Hay unos factores que pueden agravar o disminuir Hay unos factores que pueden agravar o disminuir los efectos de la contaminación como son:los efectos de la contaminación como son:

Características del receptor.Características del receptor. Características de la zona donde se encuentra el Características de la zona donde se encuentra el

receptor.receptor. Usos previos del agua.Usos previos del agua.


Características del receptorCaracterísticas del receptor

1. Tipo de receptor

Aguas superficiales

Aguas subterráneas

2. Cantidad y calidad de agua del receptor:

• A más volumen, mayor capacidad de dilución del contaminante• Si la calidad del agua es mala, se suman los efectos

3. Biocenosis: La presencia de organismos (fundamentalmente microorganismos) ayuda a degradar la materia orgánica.


Localización del receptorLocalización del receptorLas características climáticas (lluvias, insolación, …) y las características geomorfológicas (pendiente, relieve, tipo de rocas…) influyen en la capacidad del receptor para depurar los contaminantes.

Eduardo Gómez


Usos previos del aguaUsos previos del agua

Cantidad de vertidos previos al momento Cantidad de vertidos previos al momento de la contaminaciónde la contaminación

Cantidad de procesos de depuración Cantidad de procesos de depuración previos al momento de la contaminaciónprevios al momento de la contaminación

Si los dos procesos anteriores son Si los dos procesos anteriores son importantes, más grave será la importantes, más grave será la

contaminacióncontaminación


Contaminantes del aguaContaminantes del agua

Químicos: Sustancias de dos tipos:

1. Biodegradables: cuando pueden ser eliminadas por los microorganismos u otros seres. P.ej. las sales minerales que son captadas por los seres autótrofos para la fotosíntesis, o las moléculas orgánicas que son respiradas por bacterias u otros seres.

2. No biodegradables: ningún ser vivo tiene enzimas que los eliminen y por tanto se acumulan. Son los metales pesados como el plomo o el mercurio y también ciertas moléculas orgánicas de síntesis compleja como pesticidas, detergentes, etc.


Físicos

Pueden ser:

1. Radiactivos mutagénicos, normalmente antrópicos.

2. Térmicos, debido a refrigeraciones industriales, que provocan disminución de la concentración de oxígeno en las aguas, alteración de los ciclos vitales y de la migración de muchos organismos.

3. Partículas gruesas que pueden enturbiar el agua dificultando la fotosíntesis, la autodepuración y la potabilización.



Radiactividad (posibles escapes) y calentamiento del agua usada como refrigerante

Turbidez, aumento de partículas


Biológicos:

Debida a microrganismos que producen enfermedades; algunos con gran capacidad de supervivencia, como los hongos (enfermedad “pie de atleta”), protozoos (enfermedad “paludismo”) o algas (envenenamiento al comer mejillones que han filtrado estas algas), y otros con poca supervivencia como las bacterias (enfermedad “cólera”).


E.coli

V. cholerae

Eduardo Gómez

Contaminantes físicos del aguaContaminantes físicos del agua


Alteraciones físicas

Características y contaminación que indica

Color El agua no contaminada suele tener ligeros colores rojizos, pardos, amarillentos o verdosos. debido, principalmente, a los compuestos húmicos, férricos o los pigmentos verdes de las algas que contienen..

Olor y sabor Compuestos químicos presentes en el agua como los fenoles, diversos hidrocarburos, cloro, materias orgánicas en descomposición o esencias liberadas por diferentes algas u hongos pueden dar olores y sabores muy fuertes al agua, aunque estén en muy pequeñas concentraciones. Las sales o los minerales dan sabores salados o metálicos, en ocasiones sin ningún olor.

Temperatura Aumenta la velocidad de las reacciones del metabolismo, acelerando la putrefacción. Las centrales nucleares, térmicas y otras industrias contribuyen a la contaminación térmica de las aguas, a veces de forma importante.


Alteraciones físicas

Características y contaminación que indica

Materiales en suspensión

Partículas como arcillas, limo y otras, aunque no lleguen a estar disueltas, son arrastradas por el agua de dos maneras: en disoluciones coloidales; o en suspensión que sólo dura mientras el movimiento del agua las arrastra.

Radiactividad Las aguas naturales tienen unos valores de radiactividad, debidos sobre todo a isótopos del K. Algunas actividades humanas pueden contaminar el agua con isótopos radiactivos.

Espumas Los detergentes producen espumas y añaden fosfato al agua (eutrofización). Disminuyen mucho el poder autodepurador de los ríos al dificultar la actividad bacteriana. También interfieren en los procesos de floculación y sedimentación en las estaciones depuradoras.

Conductividad El agua pura tiene una conductividad eléctrica muy baja. El agua natural tiene iones en disolución y su conductividad es mayor y proporcional a la cantidad y características de esos electrolitos. Por esto se usan los valores de conductividad como índice aproximado de concentración de solutos.


Contaminantes químicosContaminantes químicos

Alteraciones químicas

Contaminación que indica

pH Las aguas naturales pueden tener pH ácidos por el CO2 disuelto desde la atmósfera o proveniente de los seres vivos; por ácido sulfúrico procedente de algunos minerales, por ácidos húmicos disueltos del mantillo del suelo. Las aguas contaminadas con vertidos mineros o industriales pueden tener pH muy ácido. El pH tiene una gran influencia en los procesos químicos que tienen lugar en el agua, actuación de los floculantes, tratamientos de depuración, etc.

Oxígeno disuelto (OD)

Las aguas superficiales limpias suelen estar saturadas de oxígeno, lo que es fundamental para la vida. Si el nivel de oxígeno disuelto es bajo indica contaminación con materia orgánica.


Contaminantes químicos IIContaminantes químicos IIAlteraciones químicas


Materia orgánica biodegradable: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)

DBO5 es la cantidad de oxígeno disuelto requerido por los microorganismos para la oxidación aerobia de la materia orgánica biodegradable presente en el agua. Se mide a los cinco días. Su valor da idea de la calidad del agua desde el punto de vista de la materia orgánica presente y permite prever cuanto oxígeno será necesario para la depuración de esas aguas e ir comprobando cual está siendo la eficacia del tratamiento depurador en una planta.

Materiales oxidables: Demanda Química de Oxígeno (DQO)

Es la cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar los materiales contenidos en el agua con un oxidante químico (normalmente dicromato potásico en medio ácido). Se determina en tres horas y, en la mayoría de los casos, guarda una buena relación con por lo que es de gran utilidad al no necesitar los cinco días de embargo no diferencia entre materia biodegradable y el resto y no suministra información sobre la velocidad de degradación en condiciones naturales.


Contaminantes químicos IIIContaminantes químicos III

Alteraciones químicas


Nitrógeno total Varios compuestos de nitrógeno son nutrientes esenciales. Su presencia en las aguas en exceso es causa de eutrofización. El nitrógeno se presenta en muy diferentes formas químicas en las aguas naturales y contaminadas.. El contenido en nitratos y nitritos se da por separado.

Fósforo total El fósforo, como el nitrógenos, es nutriente esencial para la vida. Su exceso en el agua provoca eutrofización.


Contaminantes químicos (IV)Contaminantes químicos (IV)Aniones: cloruros nitratos nitritos fosfatos sulfuros cianuros fluoruros

indican salinidad indican contaminación agrícola indican actividad bacteriólogica indican detergentes y fertilizantes indican acción bacteriológica anaerobia (aguas negras, etc.) indican contaminación de origen industrial en algunos casos se añaden al agua para la prevención de las caries, aunque es una práctica muy discutida.

Cationes: sodio calcio y Mg amonio metales pesados

indica salinidad están relacionados con la dureza del agua contaminación con fertilizantes y heces de efectos muy nocivos; se bioacumulan en la cadena trófica.

Compuestos orgánicos

Los aceites y grasas procedentes de restos de alimentos o de procesos industriales (automóviles, lubricantes, etc.) son difíciles de metabolizar por las bacterias y flotan formando películas en el agua que dañan a los seres vivos. Los fenoles pueden estar en el agua como resultado de contaminación industrial .


Contaminantes biológicosContaminantes biológicos

Alteraciones biológicas del agua Contaminación que indican

Bacterias coliformes Desechos fecales

Virus Desechos fecales y restos orgánicos

Animales, plantas, microorganismos diversos

Eutrofización


Parámetros de calidad del aguaParámetros de calidad del aguaLa calidad del agua se define en función del uso al que va a ser destinada:

1. Agua de boca2. Agua de riego3. Agua de baño4. Agua de refrigeración

En función del destino, se establecen las condiciones de olor, sabor, etc., que debe tener dicho agua.


Para medir esta calidad se establecen una serie de parámetros o índices que nos permiten cuantificar la variación de las características naturales (características que tiene el agua antes de ser utilizada), teniendo en cuenta su uso.

Los parámetros indicadores más importantes son:

1.Parámetros generales2.Parámetros inorgánicos3.Parámetros orgánicos4.Parámetros biológicos5.Toxicidad


Parámetros generales: TemperaturaParámetros generales: Temperatura

Puede variar entre unos límites. Puede variar entre unos límites. Afecta a parámetros o características tales como la Afecta a parámetros o características tales como la

solubilidad de gases y sales, la cinética de las solubilidad de gases y sales, la cinética de las reacciones químicas y bioquímicas, desplazamientos reacciones químicas y bioquímicas, desplazamientos de los equilibrios químicos, tensión superficial, de los equilibrios químicos, tensión superficial, desarrollo de organismos presentes en el agua,...desarrollo de organismos presentes en el agua,...

La influencia más interesante va a ser la disminución La influencia más interesante va a ser la disminución de la solubilidad del oxígeno al aumentar la de la solubilidad del oxígeno al aumentar la temperatura y la aceleración de los procesos de temperatura y la aceleración de los procesos de putrefacción.putrefacción.


Parámetros generales: pHParámetros generales: pH

El pH de un agua, que indica la reacción ácida y básica El pH de un agua, que indica la reacción ácida y básica de la misma es una propiedad de carácter químico de de la misma es una propiedad de carácter químico de vital importancia para el desarrollo de la vida acuática vital importancia para el desarrollo de la vida acuática (tiene influencia sobre determinados procesos químicos (tiene influencia sobre determinados procesos químicos y biológicos), la naturaleza de las especies iónicas que y biológicos), la naturaleza de las especies iónicas que se encuentran en su seno, el potencial redox del agua, se encuentran en su seno, el potencial redox del agua, el poder desinfectante del cloro, etc.el poder desinfectante del cloro, etc.

Por lo general las aguas naturales tienen un cierto Por lo general las aguas naturales tienen un cierto carácter básico, unos valores de pH comprendidos entre carácter básico, unos valores de pH comprendidos entre 6,5-8,5. En los océanos tienen un valor medio de 8.6,5-8,5. En los océanos tienen un valor medio de 8.


Parámetros generales: Oxígeno disueltoParámetros generales: Oxígeno disuelto

1. En su mayor parte procede de la solubilización del oxigeno atmosférico.

2. Puede variar el contenido en función de la temperatura o la presencia de

materia orgánica.

3. Su disminución provoca la muerte de muchas especies.


Otros parámetros generalesOtros parámetros generalesCONDUCTIVIDAD.

La conductividad del agua da una buena apreciación de la concentración de los iones de disolución y una conductividad elevada se traduce en una salinidad elevada o en valores anómalos de pH.

TURBIDEZ Y SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN.

• La turbidez de un agua es provocada por la materia insoluble, en suspensión o dispersión coloidal.

• La mayoría de las aguas residuales industriales tienen valores elevados de turbidez.

• Unida a la turbidez está parte de la cantidad de materia sólida presente en el agua.


DUREZA DEL AGUA

La dureza es también un parámetro relacionado con los anteriores. Mide la presencia de cationes Ca+2 y Mg+2, y en menor cantidad Fe+2 y Mn+2 y otros alcalinotérreos.

Se diferencian: •Dureza total: es la suma total de las concentraciones de sales de Ca y Mg

•Dureza temporal: Es la que corresponde a los hidrogenocarbonatos de calcio y magnesio, desaparece por ebullición pues precipitan los carbonatos.

•Dureza permanente: es la que existe después de la ebullición del agua, es la diferencia entre las dos anteriores.


CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS: COLOR, OLOR Y SABOR.

• Color: hay que distinguir lo que se llama color aparente, el que presenta el

agua bruta y el verdadero, que es el que presenta cuando se le ha separado

la materia en suspensión.

• Olor y sabor: el olor y sabor están en general íntimamente relacionados.

Existen solamente cuatro sabores fundamentales: ácido, salado, amargo y

dulce, los olores pueden ser mucho más específicos.

• Las medidas de olores y sabores son estimativas, mediante procesos de

dilución.


Parámetros inorgánicosParámetros inorgánicos

Indican las cantidades de sales minerales disueltas de forma natural en el agua a su paso por distintos tipos de suelos y rocas.

Estas cantidades naturales pueden verse muy afectadas por procesos humanos como:

1.Industria minera2.Papeleras, textiles3.Industria alimentaria4.Industria química


Parámetros orgánicosParámetros orgánicos

Indican la cantidad de materia orgánica en el agua, pero sin indicar el origen de la misma:

Los parámetros más utilizados son:

1.OD (oxígeno disuelto)2.COT (Carbono orgánico total)3.DBO (Demanda biológica de oxígeno)4.DQO (Demanda química de oxígeno)


El Oxígeno Disuelto (OD) es vital para la vida acuática, ya que se utiliza en la respiración.

Su cantidad dependerá de la limpieza de las aguas (las aguas superficiales limpias están saturadas de oxígeno), de la cantidad de vertidos de material orgánico (la cantidad de oxígeno disminuirá con la descomposición de la materia orgánica), de la temperatura del agua (el oxígeno se disuelve mejor en aguas frías que en calientes), etc.


Carbono orgánico total (COT):

oConsiste en medir la cantidad de dióxido de carbono producido por

calcinación de una micromuestra.

oSegún que el agua haya sido filtrada previamente o no, se obtendrá el

carbono disuelto o el carbono total.

oLa medida de COT está menos sujeta a interferencias que la medida de la

DQO, particularmente en presencia de materia nitrogenada, siendo además

una técnica más rápida y reproducible.

oSe mide en mg de C/L.


Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) en 5 días (unas ¾ partes de la DBO

total):

oEs el parámetro que se maneja para tener una medida de la materia orgánica

biodegradable.

oSe define como la cantidad de oxígeno necesaria para la descomposición

biológica aeróbica de la materia orgánica biodegradable de un agua.

oSe calcula midiendo la disminución en la concentración de oxígeno disuelto del

agua después de incubar una muestra durante 5 días a 20ºC.


Unos valores elevados de DBO5 indican una alta concentración de materia

orgánica biodegradable:

o Aguas muy puras: DBO5 < 3 ppm O2 (mg de O2/litro)

o Pureza intermedia: DBO5 3-10 ppm O2

o Agua contaminada: DBO5 > 10 ppm O2

o Residuales urbanas: DBO5 100-400 ppm O2

o Industria alimentaria o semejante: DBO5 hasta 10.000

ppm O2


Demanda Química de Oxígeno (DQO):

oSe expresa como la cantidad de oxígeno equivalente necesaria para la oxidación química de la materia orgánica oxidable de un agua.

oSus unidades, por lo tanto, son las mismas que la DBO, es decir, mg de O2/L.

oEntre las ventajas sobre la medida de DBO, cabe destacar el tiempo considerablemente inferior del análisis (3 horas).

oMide la cantidad de materia orgánica total susceptible de oxidación química (biodegradable y no biodegradable).

oEn esta medida se sustituyen los microorganismos por un poderoso agente químico, como el bicromato o el permanganato de potasio en medio ácido.


ToxicidadToxicidadEl término toxicidad se refiere al daño que puede producir en los seres vivos la presencia de determinados contaminantes en un agua, en concentraciones que den positivos los denominados test de toxicidad.

La toxicidad de un vertido puede manifestarse:

1. De forma directa: en función de la dosis de especies tóxicas y su tiempo de acción

2. De forma indirecta como resultado de la acumulación en los seres vivos (bioacumulación).

La evaluación de este parámetro se puede realizar por medida de la mortalidad de diferentes especies.

Otros resultados de toxicidad se refieren al carácter cancerígeno, mutagénico o teratogénico (capacidad de producir malformaciones) de los contaminantes.


Compuestos tóxicos más abundantes:

1. Carácter inorgánico:• Metales pesados• Compuestos de As, Se, Be, CN-, Sb;....

2. Microcontaminantes orgánicos:• Fenoles • Pesticidas• PCB (policlorobifenilos)• HAP (Hidrocarburos aromáticos policiclicos)

3. Elementos radiactivos

4. Microorganismos patógenos:• Bacterias (Salmonella, Shigella,...)• Virus (Enterovirus,...)• Protozoos (Amebas,...)• Hongos (Aspergillus,...)


Radiactividad.

o Todas las aguas naturales presentan una determinada radiactividad natural, como consecuencia de la presencia de isótopos radiactivos naturales de los elementos, en especial del 40K y 87Rb.

o Actualmente, y como consecuencia de las actividades nucleares de origen industrial (civil o militar) y farmacológico, hay un incremento de la radiactividad de las aguas que puede llegar a ser muy perjudicial. Entre los isótopos más frecuentes debe señalarse la existencia de 226Ra, 230Th, 90Sr,...

o No se efectúa la medida de cada uno de los isótopos radiactivos, sino que se determina la radiación global y la radiación global, midiéndola en Bq/L.


Características microbiológicas.

Los microorganismos más importantes que podemos encontrar en las aguas son bacterias, virus, hongos, protozoos y distintos tipos de algas (por ej. las azul verdosas).

La contaminación de tipo bacteriológico es debida fundamentalmente a los desechos humanos y animales, ya que los agentes patógenos –bacterias y virus- se encuentran en las heces, orina y sangre, y son el origen de muchas enfermedades y epidemias (fiebres tifoideas, disentería, cólera, polio, hepatitis infecciosa,...).

Desde el punto de vista histórico, la prevención de las enfermedades originadas por las aguas constituyó la razón fundamental del control de la contaminación.


EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUAEFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

Hay que diferenciar los efectos de la contaminación en tres niveles:Hay que diferenciar los efectos de la contaminación en tres niveles:

AGUAS SUPERFICIALESAGUAS SUPERFICIALES

RÍOS:RÍOS: Debido a su dinámica poseen capacidad de autodepuración, no Debido a su dinámica poseen capacidad de autodepuración, no obstante pueden aparecer problemas de restricción de agua, obstante pueden aparecer problemas de restricción de agua, alteraciones de la biocenosis, apariencia y olor desagradables.alteraciones de la biocenosis, apariencia y olor desagradables.

LAGOS: LAGOS: Al ser masas estáticas, los efectos de la contaminación son Al ser masas estáticas, los efectos de la contaminación son más severos y persistentes. más severos y persistentes.

AGUAS SUBTERRÁNEASAGUAS SUBTERRÁNEAS

AGUAS OCEÁNICASAGUAS OCEÁNICAS


Contaminación de las aguas superficialesContaminación de las aguas superficiales

Los ríos, debido a su capacidad erosiva arrastran una gran cantidad de materiales a los que hay que añadir los procedentes de las distintas actividades humanas

Los ríos tienen una cierta capacidad de autodepuración, pero en muchas ocasiones no pueden con todos estos productos y sus efectos son:

1.Restricciones en el uso del agua

2.Alteraciones en la flora y fauna

3.Apariencia y olores desagradables


El proceso de autodepuración depende del tipo y cantidad de Materia Orgánica (MO) que tenga, de la cantidad de oxígeno disuelto y del tipo de microoganismos que lo habiten.

Se pueden distinguir tres zonas en un río en función de los indicadores biológicos que encontremos y que a su vez dependen de las características físico-químicas del agua:

1.Zona oligosapróbica: Río sin contaminar

2.Zona mesosapróbica: Más contaminada

3.Zona polisapróbica: Muy contaminada


Contaminación de lagosContaminación de lagos

En los lagos el proceso de contaminación es mas grave por que la dinámica del lago no permite la dilución de los contaminantes.

Al ser aguas estáticas los contaminantes se acumulan y almacenan, alterando el equilibrio de la zona, provocando desaparición de unas especies y proliferación de otras

El ejemplo más claro es el de la eutrofización


EutrofizaciónEutrofizaciónUn río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes.

Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla.

El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad.

El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.


Nutrientes que eutrofizan las aguas

Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos.

En algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrógeno para la mayoría de las especies de plantas.

En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos mares y lagos casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos.

En el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%) llega a través de la contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el fósforo y puede ser lavado a través del suelo o saltar al aire por evaporación del amoniaco o por desnitrificación.

El fósforo es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y es arrastrado por la erosión erosionadas o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales.


Fuentes de eutrofización

Eutrofización naturalEutrofización natural

La eutrofización es un proceso que se va produciendo lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, porque todos van recibiendo nutrientes.

Eutrofización de origen humanoEutrofización de origen humano

Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta convertirlo, muchas veces, en un grave problema de contaminación. Las principales fuentes de eutrofización son:

Los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos orgánicos; los vertidos ganaderos y agrícolas, que aportan fertilizantes, desechos orgánicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos


Medidas para evitar la eutrofización 1.Disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos2.Usar detergentes con baja proporción de fosfatos3.Emplear menor cantidad de detergentes4.No abonar en exceso los campos5.Usar los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc.


En concreto:

1.Tratar las aguas residuales en EDAR que incluyan tratamientos biológicos y

químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno.

2.Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura.

3.Usar los fertilizantes más eficientemente.

4.Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes. Por ejemplo:

Retrasar el arado y la preparación de los campos para el cultivo hasta

la primavera

Plantar los cultivos de cereal en otoño asegura tener cubiertas las

tierras con vegetación durante el invierno con lo que se reduce la

erosión.

5.Reducir las emisiones de NOx y amoníaco

6.Inyección de O2 en embalses y lagos afectados

7.Crecimiento de algas cianofíceas


Se da en 3 fases:

1. Aporte de nutrientes: sobre todo fosfatos pues el nitrógeno puede ser fijado por cianobacterias fitoplanctonicas y el sulfato se necesita en menor cantidad.

2. Proliferación de fitoplancton masiva en superficie que impide la entrada de luz con muerte del fitoplancton por debajo de esta zona fótica disminuida.

3. Descomposición de la materia fitoplanctonica muerta por:

Oxidación por bacterias aerobias que agotan el oxígeno

Fermentación por bacterias anaerobias cuando no hay oxígeno, que producen sulfhídrico (olor a huevos podridos), amoniaco (olor orina) y metano (burbujas que suben) y que pueden producir enfermedades.


La eutrofización la producen sobre todo las aguas agrícolas, los detergentes fosforados , purines animales, alpechines (restos de aceituna) y otros restos de la industria agroalimentaria.

Las consecuencias son la sustitución de los peces de aguas limpias por otros de peor calidad, y la alteración de todo el ecosistema por envenenamiento y de la calidad del agua.


Los fenómenos de eutrofización también se pueden producir en estuarios costeros y mares más o menos cerrados (Báltico, Mar Negro, Mediterráneo..)


Actualmente (2008) la eutrofización afecta a:

• 54% de los lagos asiáticos

• 53 % de los lagos europeos

• 48% de los lagos de América del Norte

• 41% de los lagos de América del Sur

• 28% de los lagos africanos

En España, están afectados por este problema zonas como:

• Parque Natural del Aiguamolls de l’Ampordà

• Delta del Ebro

• Albufera de Valencia

• Tablas de Daimiel

• Doñana

• Manga del Mar Menor


Contaminación de aguas subterráneasContaminación de aguas subterráneasLas aguas subterráneas son una de las principales fuentes de suministro para uso doméstico y para el riego en muchas partes de España y del mundo.

En España alrededor de la tercera parte del agua que se usa en las ciudades y la industria y la cuarta parte de la que se usa en agricultura son aguas subterráneas.

En muchos lugares en los que las precipitaciones son escasas e irregulares pero el clima es muy apto para la agricultura son un recurso vital y una gran fuente de riqueza, ya que permiten cultivar productos muy apreciados en los mercados internacionales.


Las aguas subterráneas suele ser más difíciles de contaminar que las superficiales, pero cuando esta contaminación se produce, es más difícil de eliminar.

Sucede esto porque las aguas del subsuelo tienen un ritmo de renovación muy lento.

Se calcula que mientras el tiempo de permanencia medio del agua en los ríos es de días, en un acuífero es de cientos de años, lo que hace muy difícil su purificación.

Contaminación de aguas subterráneasContaminación de aguas subterráneas

Se suelen distinguir dos tipos de procesos contaminantes de las aguas subterráneas:

•PuntualesPuntuales: Afectan a zonas muy localizadas, •DifusosDifusos: Provocan contaminación dispersa en zonas amplias, en las que no es fácil identificar un foco principal.


Actividades que suelen provocar contaminación puntual contaminación puntual son:

• Lixiviados de vertederos de residuos urbanos y fugas de aguas residuales que se infiltran en el terreno.

• Lixiviados de vertederos industriales, derrubios de minas, depósitos de residuos radiactivos o tóxicos mal aislados, gasolineras con fugas en sus depósitos de combustible, etc.

• Pozos sépticos y acumulaciones de purines procedentes de las granjas.

Este tipo de contaminación suele ser más intensa junto al lugar de origen y se va diluyendo al alejarnos. La dirección que sigue el flujo del agua del subsuelo influye de forma muy importante en determinar en qué lugares los pozos tendrán agua contaminada y en cuales no. Puede suceder que un lugar relativamente cercano al foco contaminante tenga agua limpia, porque la corriente subterránea aleja el contaminante de ese lugar, y al revés.


La contaminación difusa contaminación difusa suele estar provocada por:

• Uso excesivo de fertilizantes y pesticidas en la agricultura o en las prácticas forestales.

• Explotación excesiva de los acuíferos que facilita el que las aguas salinas invadan la zona de aguas dulces, por desplazamiento de la interfase entre los dos tipos de aguas.

Este tipo de contaminación puede provocar situaciones especialmente preocupantes con el paso del tiempo, al ir cargándose de contaminación, lenta pero continuamente, zonas muy extensas.


Lugar de origen

Fuentes de contaminación potenciales de aguas subterráneas

Municipal Industrial Agrícola Individual

Por debajo de la

superficie de suelo

basureros fugas y drenaje de líneas de aguas residuales

tuberíastanques de almacenamiento subterráneos

almacenamiento subterráneotanquespozos: construidos inadecuadamente o abandonados

sistemas sépticospozos: construidos inadecuadamente o abandonados


Lugar de origen

Fuentes de contaminación potenciales de aguas subterráneas

Municipal Industrial Agrícola Individual

Cerca de la superficie del

suelo

contaminación del airedisposición en suelos de residuos municipales sal para el deshielo de caminoscalles & aparcamientos

contaminación de aire químicos: almacén & derramescombustibles: almacén & derramesarrastre en residuos de minas

contaminación del airederrame de químicosfertilizantesresiduos en granjas almacenamiento & emisión al campopesticidas

contaminación del airefertilizantescasaslimpiadoresdetergentes petróleopinturaspesticidas


Medidas para evitar la contaminación de las aguas subterráneas:

1. Limitación de ciertas actividades, instalaciones y obras en zonas próximas a acuíferos.

2. Control de vertidos.

3. Instalación de depuradoras en procesos de producción industrial.


Sobreexplotación de acuíferosSobreexplotación de acuíferos


Cuando de un acuífero se saca más agua de la que entra se produce la sobreexplotación del mismo, proceso que disminuye el nivel freático y puede provocar intrusiones de agua de mar si se produce cerca de la costa.

El agua de mar, mas densa, entra en el acuífero desalojando al agua dulce y provoca su salinización e inutilización para muchos usos.

En España este fenómeno es frecuente en el litoral mediterráneo y en las islas por el excesivo consumo derivado del turismo y de las actividades agrícolas.


Contaminación de océanosContaminación de océanosEl vertedero final para una gran parte de nuestros desechos es el océano. A él van a parar gran parte de los vertidos urbanos e industriales. No sólo recibe las aguas residuales, sino que, en muchas ocasiones, se usa para arrojar las basuras o, incluso, los residuos radiactivos.

La capacidad purificadora de las grandes masas de agua marina es muy grande. En ellas se diluyen, dispersan o degradan ingentes cantidades de aguas fecales, hidrocarburos, desechos industriales e, incluso, materiales radiactivos. Por este motivo es muy tentador recurrir al barato sistema de arrojar al mar los residuos de los que queremos deshacernos; pero en muchos lugares, los excesos cometidos han convertido grandes zonas del mar en desiertos de vida o en cloacas malolientes.

Estos problemas no son iguales en todos los mares, ni en cualquier parte del mar. La mayor concentración se da en las costas y en los mares cerrados con poca dinámica en sus aguas.


Los efectos de los vertidos también se dejan sentir en las aguas libres de mares y océanos. Las grandes cantidades de plástico echadas al mar son las responsables de la muerte de muchas focas, ballenas, delfines, tortugas, y aves marinas, que quedan atrapadas en ellas o se las comen.


El 80% de las sustancias que contaminan el mar tienen su origen en tierra.

De las fuentes terrestres la contaminación difusa es la más importante. Incluye pequeños focos como tanques sépticos, coches, camiones, etc. y otros mayores como granjas, tierras de cultivo, bosques, etc. Los accidentes marítimos son responsables de alrededor de un 5% de los hidrocarburos vertidos en el mar. En cambio, una ciudad de cinco millones de habitantes acaba vertiendo en un año la misma cantidad que derramó el “Exxon Valdez” en su accidente en Alaska.

Aproximadamente un tercio de la contaminación que llega a los mares empieza siendo contaminación atmosférica pero después acaba cayendo a los océanos.


Para medir la contaminación se utilizan en ocasiones bioindicadores con determinados tipos de moluscos (mejillones, percebes…) que al ser filtradores recogen todo tipo de contaminantes:

Uno de los mares más contaminados es el Mediterráneo debido a:

Mar cerrado y poco dinámicoPoblación en aumento y concentrada en el litoralVertido de residuos sin tratamiento procedentes de:

• Ríos contaminados• Desagües (emisarios submarinos)• Vertidos directos• Explotación de fondos marinos

Eduardo Gómez

Mareas negrasMareas negras


Se denomina marea negra a la masa oleosa que se crea cuando se produce un derrame de hidrocarburos en el medio marino.

Se trata de una de las formas de contaminación más graves, pues no sólo invade el hábitat de numerosas especies marinas, sino que en su dispersión alcanza igualmente costas y playas destruyendo la vida a su paso, o alterándola gravemente, a la vez que se generan grandes costes e inversiones en la limpieza, depuración y regeneración de las zonas afectadas.

Eduardo Gómez

Principales mareas negrasPrincipales mareas negras



Daños a la vida marina

Cuando se produce el vertido, el hidrocarburo forma una mancha negra, una lámina que flota sobre el agua. Esta lámina impide que penetre la luz del sol y que se realice la fotosíntesis. Esto causa que los organismos primarios se vean afectados y con ellos toda la cadena alimenticia. El plancton es la población que se ve afectada de una forma más directa. Estos microorganismos forman parte de la alimentación de muchos otros seres que habitan en el mar, entre ellos se encuentran las grandes ballenas.

Los moluscos bivalvos (mejillones, almejas, etc.) no han desarrollado la capacidad de asimilar ni eliminar el hidrocarburo, por lo que a pequeñas concentraciones de hidrocarburo en el agua, estos organismos se ven afectados seriamente.


En el caso de los peces, encontramos diferentes comportamientos dependiendo de las especies. Existen peces que a 1000 ppm (partes por millón) no se ven afectados, y sin embargo existen larvas que a pequeñas concentraciones de hidrocarburos mueren. El hidrocarburo afecta a sus estructuras respiratorias y mueren. Si logran sobrevivir, el petróleo se trasmitirá a las especies que se alimenten de ellos.

Los cetáceos en principio no se tendrían que verse muy afectados de forma directa, puesto que se cree que son capaces de detectar una mancha de petróleo que flota en el agua y desviar su trayectoria. Pero sin embargo, como hemos dicho anteriormente, las grandes ballenas se ven afectadas de forma indirecta al desaparecer su alimento, el plancton.


En las poblaciones de cetáceos más pequeños y costeros, como los delfines, sí se han detectado daños, por ejemplo con el derrame del Prestige, se han encontrado delfines muertos con una gran cantidad de petróleo pegado a su piel. Para estos animales, las barreras de contención que se colocan en la costa para detener el avance del petróleo también son un peligro, puesto que quedan atrapados en ellas como si se tratase de unas redes.


Aves marinas

Estos animales mueren por congelación puesto que el petróleo en sus plumas no permite el aislamiento térmico ni la impermeabilización de su cuerpo. La mayoría de aves que se encuentran "petroleadas" mueren en pocos días debido al mal estado en el que se encuentran. En las grandes catástrofes que han ocurrido en la historia han muerto miles y miles de aves por el derrame.


Daños al ecosistema terrestre

oCuando la marea negra llega a las costas las playas se tiñen de negro y las rocas se cubren de una película de hidrocarburo. El crudo se introduce entre los granos de arena y penetra en el suelo, en este momento se produce la contaminación del terreno.

oLos seres vivos más afectados son los invertebrados que habitan en este ecosistema. Las poblaciones intersticiales que viven en este hábitat mueren.

oLa película de crudo forma una capa que impide el crecimiento de nuevas plantas y animales. Por eso la limpieza de las playas y líneas de costa son necesarias limpiarlas en profundidad para evitar que el hidrocarburo permanezca en el medio.

oPueden producir daños irreparables en ecosistemas de litoral como marismas, manglares y arrecifes de coral

oPuede incrementarse la lluvia ácida


Daños a la economíaDaños a la economía

La pérdidas económicas asociadas a los vertidos de petróleo al medio marino son descomunales. Toda una población costera se puede ver afectada en mayor o menor medida.

En los pueblos y ciudades costeras la pesca juega un papel importante en la economía del lugar. Al producirse un vertido de hidrocarburo los bancos de pesca se ven afectados. Pero también los animales que viven en las rocas y superficies (percebes, mejillones, marisco en general), así como la flora acuática.

La transformación de bellos paisajes en negros lugares manchados de hidrocarburos, hacen que el turismo se resienta y las actividades que dependen de él sufran grandes pérdidas económicas (hoteles, restaurantes, tiendas, etc.).

En estos casos las indemnizaciones son el único recurso que les queda a los pescadores que se ven afectados. Un plan para que el pago de estas indemnizaciones sea rápido y eficaz es lo que denuncian estas comunidades pesqueras cuyo único recurso es el mar.

Eduardo Gómez

Depuración natural de las mareas negrasDepuración natural de las mareas negras



Medidas preventivasMedidas preventivas

1. Reglamentos y leyes internacionales2. Buques de doble casco3. Reglamentos de transporte de sustancias tóxicas y peligrosas4. Distancias de navegación a la costa


Limpieza de las mareas negrasLimpieza de las mareas negras

Contención y recogida

Siempre que sea posible, la contención de crudo en el agua será una de las primeras operaciones que se realizarán, por su inocuidad, puesto que no causan daños, y porque impiden que la marea negra se propague a otras zonas. La contención consiste en rodear la marea negra, por lo general con barreras flotantes o cercos. Más tarde se procede a la recogida del petróleo mediante sistemas de succión (raseras o espumaderas).

Después de esta recogida se separa el hidrocarburo del agua por diferentes procesos: centrifugación, bombeo por aspiración, adherencia a tambor o discos giratorios, fibras absorbentes, etc.).Existen tres tipos diferentes de barreras según sus flotadores, estos pueden ser planos, cilíndricos o cilíndricos hinchables.Para la recogida y trasvase del hidrocarburo se utilizan los denominados "skimmers" y bombas de succión.


Limpieza del crudoLimpieza del crudo


DispersantesDispersantes

Los dispersantes químicos rompen los hidrocarburos en partículas más pequeñas. Son mezclas que contienen tensioactivos (como los detergentes), para reducir la tensión entre las superficies de las láminas de hidrocarburo y de agua. Estos agentes dispersantes, lo que producen es que la concentración de hidrocarburos en la columna de agua vuelva a estar en unos niveles aceptables.

El tipo de dispersante y la concentración del mismo, dependerá de la tipología del hidrocarburo derramado. En el desastre del buque tanque Torrey Canyon en 1967, los daños producidos por los dispersantes utilizados fueron mayores que los provocados por el vertido en sí.


Incineración Incineración

La incineración del petróleo es otra de las formas de eliminación del crudo. Se puede eliminar hasta un 95% del vertido total. Los efectos que tiene esta técnica es el humo negro que se produce. En muchos de los accidentes que han ocurrido en la historia de las mareas negras, se ha producido el incendio accidental del buque por alguna explosión interna, como ocurrió con el Urquiola, Mega Borg y Mar Egeo.


BiodegradaciónBiodegradación

Existen microorganismos capaces de utilizar los hidrocarburos como fuente de carbono (alimento). Como subproductos generan compuestos no tóxicos.

Las técnicas de limpieza generan las condiciones óptimas para el crecimiento de estos microorganismos. Aportan nutrientes, oxígeno, condiciones de pH y temperatura a los que los microorganismos "trabajan" mejor, etc.

Este método es lento y complejo, todavía se sigue experimentando con él.

Existen dos opciones a la hora de utilizar esta técnica:

1.Inoculación de bacterias petroleolíticas preparadas de forma industrial 2.Potenciación de las poblaciones autóctonas.

Esta última opción es la más aconsejable, puesto que esas poblaciones están mejor adaptadas a ese medio.


Limpieza de playas y costasLimpieza de playas y costas

La limpieza de las playas y costas requiere el esfuerzo de muchos puesto que a veces las zonas son de difícil acceso.

Hay que procurar no utilizar maquinaria pesada para no causar daños físicos al área afectada.

Se utilizan chorros a presión de agua caliente para separar el hidrocarburo. Este método es criticado porque aunque a simple vista parece que la playa a quedado limpia, esto no es cierto, porque el hidrocarburo es enterrado a más profundidad y provoca la muerte de la fauna intersticial que se encuentra en las playas.


No hacer nada En los vertidos que se producen en alta mar, o en aquellos donde las operaciones de limpieza son ineficaz o difíciles, se suele dejar que actúen los procesos naturales (olas, la fotooxidación, etc.) y el hidrocarburo se degrade de forma natural. Este método o mejor dicho no actuación, se realiza en zonas donde la vegetación ha sido contaminada. En costas pantanosas es el mejor método porque las otras tareas de limpieza han producido más daños medio ambientales.


Calidad de aguas potablesCalidad de aguas potables

El agua natural (o aguas blancas) no es apta para el consumo (lleva microorganismos y otras sustancias. Tiene que ser tratada para poder convertirse en agua potable.

El proceso se denomina potabilización y se lleva a cabo en Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP).

El tratamiento que recibe el agua no siempre es el mismo, depende de la carga de sustancias y contaminantes que tenga el agua natural.


Clasificamos las aguas naturales superficiales, según el tratamiento que necesiten, en tres tipos:

1. Tipo A1. Necesita tratamientos físicos simples y de

desinfección.

2. Tipo A2. Necesita tratamientos físicos simples, tratamiento

químico y desinfección.

3. Tipo A3. Necesita tratamientos físico-químicos intensos,

afino y desinfección.

Eduardo Gómez

El ciclo urbano del aguaEl ciclo urbano del agua


El agua que se reutiliza en las poblaciones recorre un ciclo: se toma del medio natural y, una vez usada y depurada, se reintegra de nuevo al medio.

En el ciclo urbano diferenciamos tres fases: •Captación, •potabilización y •depuración.

Eduardo Gómez

CaptaciónCaptación


En los proyectos de captación deben existir las siguientes prioridades:

1.Elegir acuíferos con recursos superiores a las necesidades de la

población para evitar la sobreexplotación.

2.Que las aguas sean de la mejor calidad.

3.Localizar el lugar de captación lo más cercano posible al punto de

destino del agua.


PotabilizaciónPotabilización

Es el proceso por el que el agua natural, a través de una serie de procesos fisico-químicos, se convierte en agua potable, apta para el consumo humano.

La potabilización del agua se realiza en Estaciones de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP).


Los principales procesos son:

• Desbaste – tamizaciónDesbaste – tamización

Sistema de rejas y tamices, cada vez más finos, que eliminan los sólidos más gruesos.

• Aireación Aireación

Al airear el agua se eliminan sustancias volátiles (CO2, H2S, ..) y se oxidan otros compuestos (Fe, Mn…). Con este proceso se elimina la posible corrosión en tuberías, así como malos olores y sabores.

• Decantación - sedimentaciónDecantación - sedimentación

Se añaden unos agentes químicos que favorecen la coagulación o floculación de los sólidos finos en suspensión para que sedimenten posteriormente.


• FiltraciónFiltración

Filtros de arena, grava, carbones activos…, que eliminan las sustancias más finas.

• DesinfecciónDesinfección

Consiste en la eliminación de patógenos. Se puede hacer por:

1. Filtros de membrana.2. Cloración. Genera problemas de olor y sabor.3. Ozonización. El ozono es un oxidante fuerte y tóxico para los

microorganismos. Es caro.4. Radiación UV. Es caro y el agua debe estar muy clara para

evitar la absorción de radiación UV por parte de la materia orgánica.


Si el agua tiene un alto contenido en sales de calcio o de magnesio (dureza) se hace también un tratamiento de “ablandamiento” que reduce la dureza del agua. Consiste en la adición de Na2CO3 o sosa caustica (NaOH) al agua.


Rio, agua bruta

Depósito abierto

Sedimentación simple

Desbaste Tamización

Aireación

PreoxidaciónCoagulación Floculación

Decantación Sedimentación

Filtración fina

Desinfección DepósitosRed de

distribución

Fangos Tratamiento de fangos


Depuración de aguasDepuración de aguas

Los procesos de depuración rebajan las contaminaciones fuertes con el fin de facilitar la autodepuración, reutilizar las aguas residuales en regadíos y favorecer la potabilización evitando riesgos para la salud.

Se diferencian dos grupos de sistemas depurativos:

1.Sistemas de tratamiento biológico.2.Sistemas físico-químicos.

Su uso depende de cada EDAR (Estación Depuradura de Aguas Residuales) y se pueden dar solos o combinados.

Eduardo Gómez

Tratamientos biológicosTratamientos biológicos


Degradan la MO mediante microorganismos vivos (fundamentalmente bacterias, ya sean las que lleva el agua o añadidas).

Tipos de tratamientos:

• Fangos activados• Lechos bacterianos• Tratamientos blandos: Lagunajes

Eduardo Gómez

LagunajesLagunajes


• Son lagunas artificiales• Poco profundas • El agua residual permanece meses• Los sólidos sedimentan• Los microorganismos degradan la MO

Pueden ser:

1. Lagunas aerobias2. Lagunas anaerobias3. Lagunas facultativas

Se pueden combinar varias lagunas de distinto tipo.

Aerobia

Anaerobia

Eduardo Gómez

Otros tratamientos blandosOtros tratamientos blandos


• Filtros verdes:

Plantaciones de chopos u otros árboles/arbustos de crecimiento rápido que se riegan con aguas residuales. Los microorganismos del suelo contribuyen a la depuración.

• Lechos de turba:

Las aguas filtran a través de un manto de turba de grosor variable y habitado por microorganismos.

Son sistemas útiles para pequeñas poblaciones. Su coste y gasto de mantenimiento son muy bajos.

Estructura interna de un humedal artificial para el tratamiento de aguas residuales

Eduardo Gómez

Eduardo Gómez

Sistemas físico-químicosSistemas físico-químicos


• También llamados depuración tecnológica o dura.• Se usan en grandes plantas.• Necesitan grandes instalaciones (caras).• Ventajas basadas en la rapidez y volumen de agua tratada.

Eduardo Gómez

Proceso de depuraciónProceso de depuración


Depende de cada EDAR y del tipo de agua a tratar: urbana, agrícola, industrial…

Se pueden diferenciar:

1. Línea de agua: Tratamiento del agua desde que entra hasta que se vierte al receptor natural (río, mar….).

2. Línea de fangos: Es el proceso de compactación y concentración de los residuos presentes en el agua residual.

3. Línea de gas: Proceso al que se somete el gas obtenido en el tratamiento de lodos y fangos.


En verde: línea de agua. En marrón: línea de fangos. En amarillo: línea de gas


1 Pozo de llegada 2 Tanque de tormentas3 Edificio de pretratamiento4 Desarenador-desengrasador 5 Decantadores primarios6 Reactores biológicos7 Decantadores secundarios8 Salida

VISTA AÉREA DE UNA E.D.A.R.

Eduardo Gómez

Línea de aguasLínea de aguas

Impactos en la HidrosferaImpactos en la Hidrosfera127127

Tratamiento previo (pretratamiento)Tratamiento previo (pretratamiento)

Consiste en la separación de los elementos más grandes por medios mecánicos:

1. Predesbaste: Rejas con elementos móviles.2. Desbaste: Tamices finos.3. Desarenado – Desengrasado. El agua se remueve y airea para que la

arena sedimente y las grasas floten (se retiran por un sistema de recogida superficial mediante rasquetas).

Los residuos generados en esta fase se compactan en contenedores y van a vertederos o plantas de compostaje.

4. Depósitos de laminación: Para mantener caudales continuos de agua en la planta.


Tratamiento primarioTratamiento primario

Se trata de retirar los sólidos en suspensión o materia flotante que no se haya eliminado en el tratamiento previo. Requiere los siguientes procesos:

1. Decantación por gravedad. 2. Floculación (añadir productos químicos que formen

agregados y favorezcan la precipitación).3. Neutralización (ajuste del pH).

El proceso de floculación es precedido por la coagulación, por eso se suele hablar de los procesos de coagulación-floculación. Estos facilitan la retirada de las sustancias en suspensión y de las partículas coloidales.


Tratamiento secundario o biológicoTratamiento secundario o biológico

• Conjunto de procesos biológicos complementados con procesos de decantación para eliminar del agua la MO.

• El sistema más empleado es el de lodos o fangos activos que consiste en poner el agua residual en grandes depósitos en los que las bacterias del agua (o añadidas) oxidan la MO.

• Se inyecta oxígeno para favorecer el crecimiento bacteriano.

• Microorganismos y lodos son eliminados en un proceso posterior de decantación.

• Es importante controlar los parámetros que aseguran un buen crecimiento de las bacterias.

• Parte de los lodos se recirculan como inóculo bacteriano.


Otro sistema biológico es el de filtros o lechos bacterianos, donde las bacterias se adhieren a un material inerte (fragmentos sintéticos, piedras trituradas…) y el agua pasa por ellos.

Los microrganismos descomponen la materia orgánica del agua que pasa por estos filtros del biorreactor.


Tratamiento terciarioTratamiento terciario

Son procesos en los que el agua salida de los procesos secundarios se somete a procesos complementarios y avanzados para eliminar la MO restante o reducir la cantidad de elementos, como P y N o sus compuestos.

Son procesos caros (se utilizan en pocas EDAR) pero posibilitan la reutilización del agua.

Desinfección. También se considera un tratamiento terciario para eliminar patógenos. Su utilización depende del grado de eficacia de los tratamientos anteriores.

Eduardo Gómez

Línea de fangosLínea de fangos


Es el tratamiento de fangos primarios y secundarios no utilizados en la recirculación.

1.Espesamiento de fangos. Reducción de volumen basada en la gravedad.

2.Estabilización de fangos. Digestión anaerobia y obtención de CH4 (puede utilizarse como combustible: biogás).

3.Acondicionamiento químico. Adición de reactivos químicos para provocar la coagulación de los sólidos.

4.Deshidratación por secado, prensado y centrifugación. El fango seco puede ir a vertederos, incineradoras o plantas de compostaje.

Eduardo Gómez

Línea de gasLínea de gas


El gas obtenido en la línea de fangos puede aportar energía a la propia planta o se puede quemar en una serie de antorchas que tienen estas plantas.

Eduardo Gómez Impactos en la HidrosferaImpactos en la Hidrosfera 135135Impactos en la HidrosferaImpactos en la Hidrosfera 135135

Agua residual DesbasteDesarenado,

desengrasadoDepósitos de laminación

Decantación primaria

Tratamiento secundario:

Fangos activos o lechos

bacterianos

Decantación secundaria

Tratamiento de afino filtración, desinfecciónReceptor natural

FangosDigestiónEspesamiento Deshidratación

Al vertedero, incineradora, compostaje

Producción de energía

Metano


Red de control de aguas superficialesRed de control de aguas superficiales

Son sistemas de vigilancia de la calidad de las aguas y del estado ambiental de los ríos. Con ellos se pueden detectar las agresiones que sufren los ecosistemas fluviales y se recoge información de tipo ambiental, científico y económico sobre los recursos hídricos.

La evaluación de la calidad de las aguas es una materia difícil, en la que se discute cuales son los mejores indicadores para evaluar el estado del agua. El problema reside fundamentalmente en la definición que se haga del concepto de "calidad del agua".

En España esta red de control se denominó Red ICA (Red Integrada de Calidad de las Aguas) que desde el año 1992 recogió los datos obtenidos en las distintas redes existentes en ese momento, como son la Red COCA (Control de Calidad General de las Aguas), la Red COAS (Control Oficial de Abastecimientos) y la Red ICTIOFAUNA que controla la aptitud del agua para la vida piscícola, hasta la entrada en vigor de la DMA (Directiva Marco Europea del Agua).


Red COCARed COCA

El control de la Calidad General se realiza en las estaciones integradas en la Red COCA, ubicadas en tramos de diversas características (cabecera, tramos medios, aguas abajo de los vertidos más significativos) con el objeto de tener una visión global y representativa de la calidad de las aguas en el conjunto de la cuenca. En estas estaciones se analizan del orden de 40 parámetros distintos, cuyo valor se transmite a las confederaciones hidrográficas y al Ministerio de Medio Ambiente.

Finalmente, se condensa la información recogida en un único valor numérico que refleje la calidad del agua, para lo que se ha venido usando un índice numérico denominado Índice de Calidad General (ICG).


Índice de Calidad General (ICG)Índice de Calidad General (ICG)

1. Es un índice muy utilizado en todo el Estado español.

2. El ICG se obtiene matemáticamente a partir de una fórmula que integra 23 parámetros de calidad de las aguas.

o Nueve de estos parámetros, que se denominan básicos, son necesarios en todos los casos.

o Otros catorce, que responden al nombre general de complementarios, sólo se usan para aquéllas estaciones o períodos en los que se analizan.

3. A partir de formulaciones matemáticas, que valoran la influencia de cada uno de estos parámetros en el total del índice, se deduce un valor final que se sitúa necesariamente entre 0 y 100.


CALIDAD DEL AGUA ICG

Excelente entre 85 y 100

Buena entre 75 y 85

Regular entre 65 y 75

Deficiente entre 50 y 65

Mala menor que 50Los parámetros de coeficiente 1 son los más importantes a la hora de determinar la calidad del agua. De ellos, seis son básicos (OD, MES, pH, conductividad, DBO y coliformes). Otros tres básicos son la DQO, fosfatos y nitratos.


Evolución de la calidad del agua (1998-2006)

Los impactos en la hidrosfera

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