Eduardo Gómez Impactos en la Hidrosfera 1. Los impactos en la hidrosfera

Transcripción

1 Impactos en la Hidrosfera 1 Los impactos en la hidrosfera

2 El agua un bien necesario La 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 Impactos en la Hidrosfera 2

3 Impactos en la Hidrosfera 3

4 Consumo de agua en el mundo Impactos en la Hidrosfera 4

5 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) Impactos en la Hidrosfera 5

6 Origen 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. Impactos en la Hidrosfera 6

7 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 Impactos en la Hidrosfera 7

8 El origen de la contaminación puede deberse a: Causas naturales Causas antrópicas Impactos en la Hidrosfera 8

9 En ambos casos, la fuente de contaminación puede ser: Puntual: Afecta a una zona concreta Difusa: Aparece en zonas amplias y no tiene un foco emisor concreto Impactos en la Hidrosfera 9

10 Contaminación 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 Impactos en la Hidrosfera 10

11 Contaminación artificial de origen urbano Aguas procedentes de los domicilios (productos de limpieza, jabones, grasas, restos de cocina...) Aguas negras procedentes de la defecación ( 1,2 a 1,5 litros por persona y día). Agua procedentes de la vía pública, de riego, de limpieza, de lluvia... La composición es variada, presenta gran cantidad de organismos patógenos, materia orgánica, nutrientes, detergentes, materias flotantes, residuos de la contaminación atmosférica... Impactos en la Hidrosfera 11

12 Contaminación artificial de origen agrícola Fertilizantes inorgánicos, abonos, plaguicidas, sales disueltas. Contaminan tanto aguas superficiales como aguas subterráneas que surten a las poblaciones. Impactos en la Hidrosfera 12

13 Plaguicidas y su transporte

14 Contaminación artificial de origen ganadero Estiércol y purines que contienen microorganismos patógenos, sólidos en suspensión, materia orgánica, nitrógeno y fósforo. Cuando estos contaminantes se usan como abonos, pueden llegar a las aguas subterráneas de forma dispersa o puntual si se vierten directamente en un terreno Impactos en la Hidrosfera 14

15 Contaminación 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: 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 Tª Impactos en la Hidrosfera 15

16 Nucleares Petroleras Químicas Papeleras Siderometalúrgica

17 Sector industrial Construcción Minería Energía Textil y piel Automoción Navales Siderurgia Química inorgánica Química orgánica Fertilizantes Pasta y papel Plaguicidas Fibras químicas Pinturas, barnices y tintas Sólidos en suspensión, metales, ph. Substancias contaminantes principales Sólidos en suspensión, metales pesados, materia orgánica, ph, cianuros. Calor, hidrocarburos y productos químicos. Cromo, taninos, tensoactivos, sulfuros, colorantes, grasas, disolventes orgánicos, ácidos acético y fórmico, sólidos en suspensión. Aceites lubricantes, pinturas y aguas residuales. Petróleo, productos químicos, disolventes y pigmentos. Cascarillas, aceites, metales disueltos, emulsiones, sosas y ácidos. Hg, P, fluoruros, cianuros, amoniaco, nitritos, ácido sulfhídrico, F, Mn, Mo, Pb, Ag, Se, Zn, etc. y los compuestos de todos ellos. Organohalogenados, organosilícicos, compuestos cancerígenos y otros que afectan al balance de oxígeno. Nitratos y fosfatos. Sólidos en suspensión y otros que afectan al balance de oxígeno. Organohalogenados, organofosforados, compuestos cancerígenos, biocidas, etc. Aceites minerales y otros que afectan al balance de oxígeno. Compuestos organoestámicos, compuestos de Zn, Cr, Se, Mo, Ti, Sn, Ba, Co, etc. Impactos en la Hidrosfera 17

18 Contaminación 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. Impactos en la Hidrosfera 18

19 Origen Tipo Contaminantes Efectos Urbana Agrícola Aguas domésticas (cocina, blancas de baño) Aguas negras Limpieza y riego (abonos) Pesticidas y plaguicidas Sales, Jabones, detergentes Sólidos en suspensión Grasas Materia orgánica Sólidos en suspensión Detergentes Materia orgánica Sustancias tóxicas (Metales pesados, compuestos organoclorados) Eutrofización Eutrofización Microorganismos patógenos Eutrofización Eutrofización Bioacumulación, envenenamiento Abonos N, P, S Eutrofización Ganadera Purines (excrementos del ganado) Materia orgánica Eutrofización Microorganismos patógenos Industria y minería Siderurgia Petroquímica Energética Textil Papelera Minería Materia orgánica Metales pesados Incremento del ph Incremento de Tª Radiactividad Aceites, grasas Eutrofización Bioacumulación, envenenamiento Acidificación Disminución O 2 disuelto, variación de ciclos reproductivos y de crecimiento Mutaciones Impactos en la Hidrosfera 19

20 Factores y nivel de contaminación Hay unos factores que pueden agravar o disminuir los efectos de la contaminación como son: Características del receptor Características de la zona donde se encuentra el receptor Usos previos del agua Impactos en la Hidrosfera 20

21 Características del receptor Aguas superficiales 1. Tipo de receptor 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. Impactos en la Hidrosfera 21

22 Localización del receptor Las características climáticas (lluvias, insolacion, ) y las características geomorfológicas (pendiente, relieve, tipo de rocs ) influyen en la capacidad del receptor para depurar los contaminantes. Impactos en la Hidrosfera 22

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24 Usos previos del agua Cantidad de vertidos previos al momento de la contaminación Cantidad de procesos de depuración previos al momento de la contaminación Cuanto mayor hayan sido los dos procesos anteriores, mas grave será la contaminación Impactos en la Hidrosfera 24

25 Contaminantes 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. Impactos en la Hidrosfera 25

26 Físicos: Pueden ser: Contaminantes del agua 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 dificultando la fotosíntesis la autodepuración y la potabilización. Impactos en la Hidrosfera 26

27 Radiactividad (posibles escapes) y calentamiento del agua usada como refrigerante Turbidez, aumento de partículas Impactos en la Hidrosfera 27

28 Biológicos: Contaminantes del agua Debida a microorganismos que producen enfermedades; algunos con gran capacidad de supervivencia como hongos (enfermedad pie de atleta ), protozoos (enfermedad paludismo ) o algas (envenenamiento al comer mejillones que han filtrado estas algas), otros con poca supervivencia como las bacterias (enfermedad cólera ). E.coli V. cholerae Impactos en la Hidrosfera 28

29 Contaminantes físicos del agua Alteraciones físicas Color Olor y sabor Temperatura Características y contaminación que indica 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.. 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. 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. Impactos en la Hidrosfera 29

30 Alteraciones físicas Materiales en suspensión Radiactividad Espumas Conductividad Características y contaminación que indica 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. 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. 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. 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. Impactos en la Hidrosfera 30

31 Contaminantes químicos Alteraciones químicas ph Oxígeno disuelto OD Contaminación que indica Las aguas naturales pueden tener ph ácidos por el CO 2 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. 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. Impactos en la Hidrosfera 31

32 Contaminantes químicos II Alteraciones químicas Materia orgánica biodegradable: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO 5 ) Materiales oxidables: Demanda Química de Oxígeno (DQO) Contaminación que indica DBO 5 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. 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. Impactos en la Hidrosfera 32

33 Contaminantes químicos III Alteraciones químicas Nitrógeno total Fósforo total Contaminación que indica 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. El fósforo, como el nitrógenos, es nutriente esencial para la vida. Su exceso en el agua provoca eutrofización. Impactos en la Hidrosfera 33

34 Contaminantes químicos (IV) Aniones: cloruros nitratos nitritos fosfatos sulfuros cianuros fluoruros Cationes: sodio calcio y Mg amonio metales pesados Compuestos orgánicos 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. indica salinidad están relacionados con la dureza del agua contaminación con fertilizantes y heces de efectos muy nocivos; se bioacumulan en la cadena trófica. 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. Impactos en la Hidrosfera 34

35 Contaminantes biológicos Alteraciones biológicas del agua Bacterias coliformes Virus Animales, plantas, microorganismos diversos Contaminación que indican Desechos fecales Desechos fecales y restos orgánicos Eutrofización Impactos en la Hidrosfera 35

36 Parámetros de calidad del agua La calidad del agua se define en función del uso al que va a ser destinada: 1. Agua de boca 2. Agua de riego 3. Agua de baño 4. Agua de refrigeración En función del destino, se establecen las condiciones de olor, sabor, etc, que debe tener dicho agua Impactos en la Hidrosfera 36

37 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 generales 2. Parámetros inorgánicos 3. Parámetros orgánicos 4. Parámetros Biológicos 5. Toxicidad Impactos en la Hidrosfera 37

38 Parámetros generales: Temperatura Puede variar entre unos límites. Afecta a parámetros o características tales como la solubilidad de gases y sales, la cinética de las reacciones químicas y bioquímicas, desplazamientos de los equilibrios químicos, tensión superficial, desarrollo de organismos presentes en el agua,... La influencia más interesante va a ser la disminución de la solubilidad del oxígeno al aumentar la temperatura y la aceleración de los procesos de putrefacción. Impactos en la Hidrosfera 38

39 Parámetros generales: ph El ph de un agua, que indica la reacción ácida y básica de la misma es una propiedad de carácter químico de vital importancia para el desarrollo de la vida acuática (tiene influencia sobre determinados procesos químicos y biológicos), la naturaleza de las especies iónicas que se encuentran en su seno, el potencial redox del agua, el poder desinfectante del cloro, etc. Por lo general las aguas naturales tienen un cierto carácter básico, unos valores de ph comprendidos entre 6,5-8,5, los océanos tienen un valor medio de 8. Impactos en la Hidrosfera 39

40 Parámetros 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. Impactos en la Hidrosfera 40

41 Otros parámetros generales CONDUCTIVIDAD. 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. Impactos en la Hidrosfera 41

42 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. Impactos en la Hidrosfera 42

43 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. Impactos en la Hidrosfera 43

44 Parámetros 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 minera 2. Papeleras, textiles 3. Industria alimentaria 4. Industria química Impactos en la Hidrosfera 44

45 Parámetros 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. TOC (Carbono orgánico total) 3. DBO (Demanda biológica de oxígeno) 4. DQO (Demanda química de oxígeno) Impactos en la Hidrosfera 45

46 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) en 5 días (unas 3/4partes de la DBO total): o o o Es el parámetro que se maneja para tener una medida de la materia orgánica biodegradable. Se define como la cantidad de oxígeno necesaria para la descomposición biológica aeróbica de la materia orgánica biodegradable de un agua. Se calcula midiendo la disminución en la concentración de oxígeno disuelto del agua después de incubar una muestra durante 5 días a 20ºC. Impactos en la Hidrosfera 46

47 Unos valores elevados de DBO5 indican una alta concentración de materia orgánica biodegradables: o o o o o Aguas muy puras: DBO5 < 3 ppm O2 Pureza intermedia: DBO5 3-5 ppm O2 Agua contaminada: DBO5 > 8 ppm O2 Residuales urbanas: DBO ppm O2 Industria alimentaria o semejante: DBO5 hasta ppm O2 Impactos en la Hidrosfera 47

48 Demanda Química de Oxígeno (DQO): o o o o o Se expresa como la cantidad de oxígeno equivalente necesaria para la oxidación química de la materia orgánica oxidable de un agua. Sus unidades, por lo tanto, son las mismas que la DBO, es decir, mg O2/l. Entre las ventajas sobre la medida de DBO, cabe destacar el tiempo considerablemente inferior del análisis (3 h). Mide la cantidad de materia orgánica total susceptible de oxidación química (bio y no biodegradable). En esta medida se sustituyen los microorganismos por un poderoso agente químico como el dicromato o el permanganato de potasio en medio ácido. Impactos en la Hidrosfera 48

49 Carbono orgánico total (COT): o o o o Consiste en medir la cantidad de dióxido de carbono producido por calcinación de una micro-muestra. Según que el agua haya sido filtrada previamente o no, se obtendrá el carbono disuelto o el carbono total. La medida de COT está menos sujeta a interferencias que la medida de la DQO, particularmente en presencia de materia nitrogenadas, siendo además una técnica más rápida y reproducible. Se mide en mg C/l. Impactos en la Hidrosfera 49

50 Toxicidad El 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. Impactos en la Hidrosfera 50

51 Compuestos tóxicos más abundantes: 1. Carácter inorgánico: Metales pesados Compuestos de As, Se, Be, CN-, Sb; Microcontaminantes orgánicos: Fenoles Pesticidas PCBs (policlorobifenilos) HAPs (Hidrocarburos aromáticos policiclicos) 3. Elementos radiactivos 4. Microorganismos patógenos: Bacterias (Salmonella, Shigella,...) Virus (Enterovirus,...) Protozoos (Amebas,...) Hongos (Aspergillus,...) Impactos en la Hidrosfera 51

52 Radiactividad. o o 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. 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,... 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. Impactos en la Hidrosfera 52

53 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 de 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. Impactos en la Hidrosfera 53

54 EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA Hay que diferenciar los efectos de la contaminación en tres niveles: AGUAS SUPERFICIALES RÍOS: Debido a su dinámica poseen capacidad de autodepuración, no obstante pueden aparecer problemas de restricción de agua, alteraciones de la biocenosis, aparencia y olor desagradables. LAGOS: Al ser masas estáticas los efectos de la contaminación son más severos y persistentes. AGUAS SUBTERRANÉAS AGUAS OCEÁNICAS Impactos en la Hidrosfera 54

55 Contaminación 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 Impactos en la Hidrosfera 55

56 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 fisico-químicas del agua: 1. Zona oligosaprobica: Rio sin contaminar 2. Zona mesosaprobica: Mas contaminada 3. Zona polisaprobica: Muy contaminada Impactos en la Hidrosfera 56

57 Impactos en la Hidrosfera 57

58 Impactos en la Hidrosfera 58

59 Contaminación 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 Impactos en la Hidrosfera 59

60 Impactos en la Hidrosfera 60

61 Eutrofización Un 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. Impactos en la Hidrosfera 61

62 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. Impactos en la Hidrosfera 62

63 Fuentes de eutrofización Eutrofización 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 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 Impactos en la Hidrosfera 63

64 Medidas para evitar la eutrofización 1. Disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos 2. Usar detergentes con baja proporción de fosfatos 3. Emplear menor cantidad de detergentes 4. No abonar en exceso los campos 5. Usar los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc. Impactos en la Hidrosfera 64

65 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 amoniaco 6. Inyección de O2 en embalses y lagos afectados 7. Crecimiento de algas cianofíceas Impactos en la Hidrosfera 65

66 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 huevos podridos), amoniaco (olor orina) y metano (burbujas que suben) y que pueden producir enfermedades. Impactos en la Hidrosfera 66

67 La eutrofización la producen sobre todo las aguas agrícolas, los detergentes fosforados y purines animales o 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. Impactos en la Hidrosfera 67

68 Los fenómenos de eutrofización también se pueden producir en estuarios costeros y mares más o menos cerrados (Báltico, Mar Negro, Mediterráneo..) Impactos en la Hidrosfera 68

69 Actualmente (2008) la eutrofización afecta a: 54% de los lagos asiáticos 53 % de los 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 Impactos en la Hidrosfera 69

70 Contaminación de aguas subterráneas Las 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. Impactos en la Hidrosfera 70

71 Contaminación de aguas subterráneas 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. Se suelen distinguir dos tipos de procesos contaminantes de las aguas subterráneas: Puntuales: Afectan a zonas muy localizadas, Difusos: Provocan contaminación dispersa en zonas amplias, en las que no es fácil identificar un foco principal. Impactos en la Hidrosfera 71

72 Actividades que suelen provocar 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 sueles 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 que 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. Impactos en la Hidrosfera 72

73 La 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. Impactos en la Hidrosfera 73

74 Impactos en la Hidrosfera 74

75 Lugar de origen Por debajo de la superficie de suelo Fuentes de contaminación potenciales de aguas subterráneas Municipal Industrial Agrícola Individual basureros fugas y drenaje de líneas de aguas residuales tuberías tanques de almacenamiento subterráneos almacenamiento subterráneo tanques pozos: construidos inadecuadamente o abandonados sistemas sépticos pozos: construidos inadecuadamente o abandonados Impactos en la Hidrosfera 75

76 Lugar de origen Cerca de la superficie del suelo Fuentes de contaminación potenciales de aguas subterráneas Municipal Industrial Agrícola Individual contaminación del aire disposición en suelos de residuos municipales sal para el deshielo de caminos calles & aparcamientos contaminación de aire químicos: almacén & derrames combustibles: almacén & derrames arrastre en residuos de minas contaminación del aire derrame de químicos fertilizantes residuos en granjas almacenamiento & emisión al campo pesticidas contaminación del aire fertilizantes casas limpiadores detergentes petróleo pinturas pesticidas Impactos en la Hidrosfera 76

77 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 Impactos en la Hidrosfera 77

78 Sobreexplotación de acuíferos Impactos en la Hidrosfera 78

79 Cuando de un acuífero se saca más agua que la que entra se produce la sobreexplotación del mismo, 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 las actividades agrícolas Impactos en la Hidrosfera 79

80 Contaminación de océanos El 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 Impactos en la Hidrosfera 80

81 Impactos en la Hidrosfera 81

82 Impactos en la Hidrosfera 82

83 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. Impactos en la Hidrosfera 83

84 El 80% de las substancias 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. Impactos en la Hidrosfera 84

85 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 dinámico Población en aumento y concentrada en el litoral Vertido de residuos sin tratamiento procedentes de: Ríos contaminados Desagües (emisarios submarinos) Vertidos directos Explotación de fondos marinos Impactos en la Hidrosfera 85

86 Mareas 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. Impactos en la Hidrosfera 86

87 Principales mareas negras Impactos en la Hidrosfera 87

88 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. Impactos en la Hidrosfera 88

89 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 ha 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. Impactos en la Hidrosfera 89

90 Las poblaciones de cetáceos más pequeños y costeros, como los delfines, si 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 también 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. Impactos en la Hidrosfera 90

91 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. Impactos en la Hidrosfera 91

92 Daños al ecosistema terrestre o o Cuando 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. Los seres vivos más afectados son los invertebrados que habitan en este ecosistema. Las poblaciones intersticiales que viven en este hábitat mueren. o o o La 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. Pueden producir daños irreparables en ecosistemas de litoral como marismas, manglares y arrecifes de coral Puede incrementarse la lluvia ácida Impactos en la Hidrosfera 92

93 Impactos en la Hidrosfera 93

94 Impactos en la Hidrosfera 94

95 Daños 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. Impactos en la Hidrosfera 95

96 Depuración natural de las mareas negras Impactos en la Hidrosfera 96

97 Medidas preventivas 1. Reglamentos y leyes internacionales 2. Buques de doble casco 3. Reglamentos de transporte de sustancias tóxicas y peligrosas 4. Distancias de navegación a la costa Impactos en la Hidrosfera 97

98 Limpieza 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. Impactos en la Hidrosfera 98

99 Limpieza del crudo Impactos en la Hidrosfera 99

100 Dispersantes 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. Impactos en la Hidrosfera 100

101 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. Impactos en la Hidrosfera 101

102 Biodegradación 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. Impactos en la Hidrosfera 102

103 Limpieza 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. Impactos en la Hidrosfera 103

104 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. Impactos en la Hidrosfera 104

105 Calidad 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 Impactos en la Hidrosfera 105

106 Clasificamos las aguas naturales superficiales en tres tipos: 1. Tipo A1. Necesita tratamientos físicos simples y de desinfección 2. Tipo A2. Necesita tratamientos físicos normal, tratamiento químico y desinfección 3. Tipo A3. Necesita tratamientos físico-químicos intensos, afino y desinfección Impactos en la Hidrosfera 106

107 El ciclo urbano del agua El agua que 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. Impactos en la Hidrosfera 107

108 Captación En los proyectos decantación deben existir las siguientes prioridades: 1. Elegir acuíferos con recursos superiores a las necesidades de la población. 2. Que las aguas sean de la mejor calidad. 3. Localizar el lugar decantación lo más cercano posible al punto de destino del agua. Impactos en la Hidrosfera 108

109 Potabilización 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). Impactos en la Hidrosfera 109

110 Los principales procesos son: Desbaste tamización. Sistema de rejas y tamices, cada vez más finos que eliminan los sólidos más gruesos Aireación. Al airear el agua se eliminan sustancias volátiles (CO 2, H 2 S,..) y se oxídan otros compuestos (Fe, Mn ). Con este proceso se elimina la posible corrosión en tuberías y malos olores y sabores. Decantación - sedimentación. Se añaden unos agentes químicos que favorecen la coagulación o floculación de los sólidos finos en suspensión y que así, sedimenten posteriormente Impactos en la Hidrosfera 110

111 Filtración. Filtros de arena, grava, carbones activos, que eliminan las sustancias más finas. Desinfección 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 rad. UV por parte de materia orgáncia Impactos en la Hidrosfera 111

112 Si el agua tiene un alto contenido en sales de Ca o Mg se hace también un tratamiento de ablandamiento que reduce la dureza del agua. Consiste en la adición de Na 2 CO 3 o sosa caústica (NaOH) al agua Impactos en la Hidrosfera 112

113 Impactos en la Hidrosfera 113

114 Rio, agua bruta Depósito abierto Sedimentación simple Desbaste Tamización Aireación Decantación Sedimentación Coagulación Floculación Preoxidación Filtración fina Fangos Tratamiento fangos Desinfección Depósitos Red de distribución Impactos en la Hidrosfera 114

115 Depuración 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: Sistemas de tratamiento biológico Sistemas físico-químicos. Su uso depende de cada EDAR y se pueden dar solos o combinados Impactos en la Hidrosfera 115

116 Tratamientos 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 Impactos en la Hidrosfera 116

117 Lagunajes Son lagunas artificiales Poco profundas El agua residual permanece meses Los solidos sedimentan Los microorganismos degradan la MO Pueden ser: 1. Lagunas aerobias 2. Lagunas anaerobias 3. Lagunas facultativas Aerobia Anaerobia Se pueden combinar varias lagunas de distinto tipo Impactos en la Hidrosfera 117

118 Filtros verdes: Otros tratamientos blandos 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 mantenimiento es muy bajo Impactos en la Hidrosfera 118

119 Sistemas 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 Impactos en la Hidrosfera 119

120 Proceso 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 (rio, 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 Impactos en la Hidrosfera 120

121 Línea de aguas Tratamiento previo. 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) 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. Impactos en la Hidrosfera 121

122 Tratamiento primario: Se trata de retirar los sólidos en suspensión o materia flotante que no se haya eliminado en el tratamiento previo 1. Decantación por gravedad 2. Flotación (añadir productos químicos que formen agregados) 3. Neutralización (ajuste de ph) Impactos en la Hidrosfera 122

123 Tratamiento 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 activos que consiste en poner el agua residual en grandes depósitos en los que las bacterias del agua (o añadidas) oxiden 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 Impactos en la Hidrosfera 123

124 Otro sistema biológico es el de filtros bacteriano, donde las bacterias se adhieren a material inerte (fragmentos sintéticos, piedras trituradas ) y el agua pasa por ellos. Los microorganismos descomponen la materia orgánica del agua que pasa por estos filtros. Impactos en la Hidrosfera 124

125 Tratamiento terciario Son procesos en los que el agua salida de los procesos secundarios se somete a procesos complementarios y avanzados par eleiminar la MO restante o reducir la cantidad de compuestos como P, 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. Impactos en la Hidrosfera 125

126 Línea 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) 3. Acondicionamiento químico. Adición de reactivos químicos para provocar la coagulación de los sólidos 4. Deshidratación. Secado, prensado y centrifugación. El fango seco puede ir a vertederos, incineradoras o plantas de compostaje. Impactos en la Hidrosfera 126

127 Línea de gas El gas obtenido en la línea de fangos puede aportar energái a la propia planta o se puede quemar en una serie de antorchas que tienen estas plantas. Impactos en la Hidrosfera 127

128 Agua residual Desbaste Desarenado desengrasado Depósitos de laminación Decantación primaria Espesamiento Deshidratación Al vertedero, incineradora, compostaje Digestión Producción de energía Fangos Metano Tratamiento secundario: Fangos activos o lechos bacterianos Decantación secundaria Receptor natural Tratamiento de afino filtración, desinfección Impactos en la Hidrosfera 128

129 Red de control de aguas superficiales Son sistemas de vigilar la calidad de las aguas y el estado ambiental de los ríos. Con ellas 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 problemas reside fundamentalmente en la definición que se haga del concepto "calidad del agua". En España esta red de control se denomina Red ICA (Red Integrada de Calidad de las Aguas) que desde el año 1992 recoge 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. Impactos en la Hidrosfera 129

130 Red 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 la 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) Impactos en la Hidrosfera 130

131 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 o Nueve de estos parámetros, que se denominan básicos, son necesarios en todos los casos. 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 Impactos en la Hidrosfera 131

132 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 50 Impactos en la Hidrosfera 132

133 Impactos en la Hidrosfera 133