Contaminación de las aguas

Transcripción

1 Contaminación de las aguas

2 Contaminación de lagos y ríos Los ríos arrastran los materiales aportados por la erosión y la actividad humana. Las aguas fluviales tienen capacidad autodepurativa, que se puede ver sobrepasada, si se aportan demasiados materiales. Los lagos tienen son más sensibles a la contaminación por tratarse de aguas estáticas. Los principales efectos son: Restricción del uso del agua. Alteraciones de la flora, fauna y organismos vivos. Apariencia y olor desagradables.

3 Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos inmemoriales, las basuras producidas por la actividad humana. 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. Gran parte del agua de nuestro planeta, alrededor del 98%, corresponde a agua salada que se encuentra en mares y océanos, el agua dulce que poseemos en un 69% corresponde a agua atrapada en glaciares y nieves eternas, un 30% está constituida por aguas subterráneas y una cantidad no superior al 0,7% se encuentra en forma de ríos y lagos.

4 Contaminación del agua La OMS: El agua está contaminada cuando su composición es alterada de modo que no conserva las propiedades que le corresponden a su estado natural. La ley de aguas: La acción y efecto de introducir materias o formas de energía o inducir en el agua las condiciones, que de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad, en relación con sus usos posteriores y con su función ecológica.

5 Contaminación del agua Carta del agua del Consejo de Europa: La contaminación consiste en una modificación, generalmente provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciendola impropia o peligrosa para el consumo humano, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales domésticos y la vida natural.

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7 Contaminación del agua Se debe al vertido de sustancias o formas de energía, que alteran su composición natural y por tanto, su calidad. El grado de contaminación viene dado por el uso al que se destinen. Es ocasionada, generalmente por la acción directa o indirecta del ser humano. Provoca daños en los seres vivos, la salud y los ecosistemas

8 Clasificación de la contaminación Difusa: afecta a un área amplia. Su origen no está definido con claridad. No posee un foco emisor concreto (natural)

9 Clasificación de la contaminación Puntual: Afecta a una zona concreta. Se genera por un foco emisor concreto. (vertidos industriales o domésticos)

10 Contaminación natural No hay intervención humana. Los residuos naturales sufren procesos químicos y biológicos que forman parte de la capacidad autodepuradora del agua

11 Contaminación antropogénica

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13 Contaminación física Alteraciones físicas Color Olor y sabor Temperatura Materiales en suspensión Radiactividad Espumas Conductividad 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. 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.

14 Contaminación química Alteraciones químicas ph Oxígeno disuelto OD Materia orgánica biodegradable: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO 5 ) Materiales oxidables: Demanda Química de Oxígeno (DQO) Nitrógeno total Fósforo total 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. 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 la DBO por lo que es de gran utilidad al no necesitar los cinco días de la DBO. Sin embargo la DQO no diferencia entre materia biodegradable y el resto y no suministra información sobre la velocidad de degradación en condiciones naturales. 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.

15 Contaminación química 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; (se estudian con detalle en el capítulo correspondiente) 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.

16 Contaminantes biológicos Tipo de organismo Bacterias Escherichia coli Vibrio cholearae Salmonella tiphy Virus Protozoos Gusanos parásitos Enfermedad Disentería Fiebre tifoidea. Cólera Gastroenteritis, conjuntivitis Hepatitis Poliomielitis Disentería amebiana Esquistosomiasis

17 Eutrofización

18 Eutrofización Es un tipo de contaminación química de las aguas. Se da cuando hay un aporte excesivo de nutrientes (Principalmente P y N) a un ecosistema acuático. Se produce un crecimiento excesivo de algas y otras plantas acuáticas, que forman una película sobre la superficie, aumentando su turbidez e impidiendo el paso de la luz hacia el interior. El oxígeno producido por el fitoplancton escapa hacia el exterior, mientras que la ausencia de luz en el interior impide a las plantas realizar la fotosíntesis, de este modo disminuye la concentración de oxígeno disuelto. Los cambios en las condiciones determinan la muerte de diversas especies, que se acumulan en el fondo y cuyos restos son degradados por bacterias anaerobias que, al consumir oxígeno en el proceso, empobrecen más el medio. Al agotarse el N el fitoplancton muere, mientras proliferan las algas cianocífeas (que pueden fijarlo de la atmósfera). Todos los restos orgánicos caen al fondo, donde son degradados mediante procesos anaerobios. En este proceso se producirán: Ácido sulfúrico (olor a huevos podridos) Amoniaco. Metano.

19 Eutrofización

20 Causas de la eutrofización a) 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. b) 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.

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22 Nutrientes que causan la eutrofización Los Fosfatos y nitratos son nutrientes que más influyen en este proceso. 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 o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales. Durante muchos años los jabones y detergentes fueron los principales causantes de este problema

23 Medidas para evitar la eutrofización Disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos: Usando detergentes con baja proporción de fosfatos y empleando menor cantidad de detergentes. No abonar en exceso los campos, usando los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes y usar los fertilizantes de modo más eficaz. Tratar las aguas residuales en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales) que incluyan tratamientos biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno. Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes: Así, por ejemplo, retrasar el arado y la preparación de los campos para el cultivo hasta la primavera y plantar los cultivos de cereal en otoño asegura tener cubiertas las tierras con vegetación durante el invierno con lo que se reduce la erosión. Reducir las emisiones de NOx y amoniaco

24 Marea roja Se produce de forma esporádica en zonas costeras. El fitoplancton libera toxinas que afectan a la riqueza pesquera de la zona

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26 Aguas subterráneas Las aguas subterráneas suponen un recurso importante en nuestro país (Abastecen a un 30% de la población y ¼ de la agricultura). Tienen poca capacidad autodepurativa: escasa dinámica, poco microorganismos y bajo contenido en oxígeno. Los principales problemas que les afectan son: Contaminación. (puntual o difusa) Sobreexplotación. Salinización.

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28 Origen: Vertidos industriales o urbanos. Fugas de aguas residuales e infiltraciones. Por lixiviado de aguas de lluvia. Por infiltración de aguas agrícolas y ganaderas. Prevención: Limitación de usos. Instalación de infraestructuras próximos a acuíferos. Control de los vertidos existentes. Instalación de depuradoras.

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30 Salinización de un acuífero

31 Contaminación del mar Debido al gran volumen de agua, el mar posee gran capacidad autodepurativa, pero ésta va a depender de su volumen, movilidad de las agua y diversidad biológica. En general, la contaminación natural es muy pequeña y puede ser eliminada por autodepuración.

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33 Causas de la contaminación Los materiales contaminantes arrastrados por los ríos terminan en los mares. Pueden ser: Microorganismos. Materia orgánica. Metales pesados. Basuras flotantes. Sustancias radioactivas. Vertidos de petroleo.

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35 Vertidos de petróleo- Mareas negras Los compuestos vertidos son: hidrocarburos (Ch4), hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHS), benceno, compuestos organoclorados, metales pesados Se generan en: Transporte de crudo: accidentes, fugas, vertidos ilegales, limpieza en alta mar, bunkering.. Extracciones en alta mar.

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37 Consecuencia de las mareas negras

38 Eliminación natural de los vertidos de petróleo

39 Lucha contra las mareas negras Legislativas: reglamentación del transporte de crudo. Medidas correctoras: Barreras flotantes. Barreras químicas. Bombas de aspiración. Agentes dispersantes. Agentes de hundimiento. Combustión del vertido. Biorremediación.

40 La calidad del agua Capacidad intrínseca que tiene el agua para responder a los usos que de ella se pueden obtener. (Libro Blanco del Agua en España) Condiciones que deben darse en el agua para que mantenga un ecosistema equilibrado. (Directiva Marco del Agua de la UE) Parámetros: Indicadores de la calidad del agua: Físicos Químicos Biológicos

41 Parámetros físicos Transparencia o turbidez. Propiedades organolépticas. Conductividad.

42 Parámetros químicos (OD) Oxígeno disuelto: Disminuye con vertidos de materia orgánica. (DBO) Demanda biológica de oxígeno: Cantidad necesaria de oxígeno para que los microorganismos degraden la materia orgánica, en 5 días a una temperatura de 30º. (DQO) Demanda química de oxígeno: Cantidad de O2 necesaria para degradar la materia orgánica en ausencia de seres vivos (se utiliza el dicromato o permanganato potásico).

43 Parámetros químicos COT Contenido total de carbono de los compuestos orgánicos. ph mide la acidez del medio. Las reacciones biológicas se producen con valores entre 6 y 8,5. Alcalinidad: Presencia de iones bicarbonato e hidroxilo. Nitrógeno: en los diferentes compuestos: orgánico, amoniacal, nitritos, nitratos

44 Parámetros químicos Dureza: Concentración de carbonato cálcico. Al aumentar su valor produce: Riesgo de cálculo renal. Mayor gasto de energía en procesos industriales. Mayor gasto de jabón

45 Parámetros biológicos Indican la cantidad de los distintos tipos de microorganismos presentes en el agua. Los indicadores biológicos de contaminación son determinadas especies cuya presencia orienta sobre el tipo de contaminación y las variaciones en su número, indican modificaciones en la calidad del agua.

46 Parámetros biológicos del agua

47 Parámetros biológicos

48 Índices compuestos Son valores numéricos (0 y 100) que engloban diversos parámetros: físicos y químicos y algunos biológicos que informan sobre la calidad del agua. ICG: índice de calidad general del agua. Usos del agua. Índice de saprobios: Analiza la presencia de microorganismos que se desarrollan en la zona de descomposición de materia orgánica: bacterias, hongos, cianocífeas, protozoos.

49 Tratamiento del agua para consumo Tratamiento de agua para consumo: Agua natural que se somete a tratamiento para convertirla en agua potable. En ETAP. Tratamiento global: Se aplican métodos físicos y químicos que permiten separar las partículas presentes en el agua y su sedimentación. Tratamiento especial : Permite eliminar los microorganismos hasta niveles no nocivos. Tratamientos de afine: Mejoran las condiciones naturales del agua, como su acidez, dureza

50 Potabilización

51 Potabilización Tratamiento global: Decantación. Filtrado. Tamizado. Coagulación. Floculación. Tratamiento especial: Cloración. Tratamiento con ozono. Radiaciones ultravioleta. Tratamiento de afine: Neutralización. Ablandamiento

52 Autodepuración de aguas naturales Serie de sedimentación de partículas presentes en el agua y procesos físicos, químicos y biológicos que producen la degradación de la materia orgánica, se genera materia inorgánica que nutre a los productores fotosintéticos que enriquecen el medio en O2. Depende de: oxígeno disuelto, el tiempo y la temperatura.

53 Sistemas de depuración de aguas residuales Procedimientos: físicos, químicos y biológicos que tratan de aportar al agua residual unas características lo más parecidas a su estado natural, o que puedan autodepurarse en el receptor. Pueden ser: Natural o blanda. Tecnológica o dura.

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55 Depuración natural o blanda Se reproducen los procesos naturales de depuración de aguas. Aptos para pequeños núcleos de población. Tienen un bajo mantenimiento económico. Pueden ser: Lagunaje: Aerobio. (laguna poco profunda y mucha superficie) Anaerobio. (laguna muy profunda y poca superficie) Facultativo. (combina los dos procesos) Filtro verde. (recubrir los suelos de vegetación de crecimiento rápido)

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57 Estación de aguas residuales (EDAR) En ella se pueden distinguir: Línea de aguas: Camino que recorre el agua. Línea de fangos: Resulta al concentrar los contaminantes presentes en el agua residual y su tratamiento. Línea de gas. Tratamiento del biogas generado en el tratamiento de fangos.

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59 Línea de aguas

60 Línea de aguas Pretratamiento: Separación de sólidos en suspensión de tamaño grande. Desbaste o reténción. Rejas. Desarenado o circulación de aguas. Decantación de arenas. (se inyecta aire) Desengrasado. Con el mismo procedimiento. Tratamiento primario. Separación de sólidos en suspensión de menor tamaño: Decantación Floculación.

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62 Línea de aguas Tratamiento secundario: procesos biológicos complementados por decantación secundaria. Fangos o lodos activos. Tanques aerobios con inyección de O2, y formación de lodos de microorganismos y materia Orgánica. Lecho o filtro bacteriano. Depósito de materia inerte con microorganismos descomponedores, a través del que pasa el agua residual pulverizada. Tratamiento Terciario. Extraen la materia orgánica o reducen los nutrientes. Desinfección. Eliminación de microorganismos con: Cloro, ozono, luz uv.

63 Línea de fangos

64 Línea de fangos Espesamiento de fangos. Reducir volumen eliminando H2O. Estabilización de fangos. Eliminación de materia orgánica. Vía aerobia o Vía anaerobia: Digestores o fermentadores. Acondicionamiento químico. Adición de compuestos o calor y coagulación. Deshidratación. Secado, filtros o centrifugación

65 Línea de gas Se genera por digestión de fangos y se utiliza en el funcionamiento de la depuradora.

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