Índice. El ciclo integral del agua Abastecimiento. Las aguas residuales urbanas 04/11/2011. Ciclo integral del agua

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1 El papel y las limitaciones de las depuradoras. Los contaminantes emergentes: Origen y repercusiones para la salud del medio ambiente y de las personas Dra. Rosa Mosteo Abad Grupo de investigación de Calidad y Tratamiento de las s UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA Índice Ciclo integral del agua Depuradoras de aguas residuales urbanas s residuales urbanas, fundamento y esquema convencional EDAR, legislación, limitaciones Contaminantes emergentes Definición, tipos, efectos, eliminación en EDARs El ciclo integral del agua Abastecimiento El ciclo integral del agua Objetivo: Adecuar la calidad para abastecimiento ETAP EDAM AGUAS CONTINENTALES SUPERFICIALES SUBTERRÁNEAS AGUAS MARINAS Distintos contaminantes en función del uso Vertidos de aguas residuales USO AGUAS CONTINENTALES AGUAS MARINAS Objetivo: Evitar la contaminación del medio hídrico EDAR USO Las depuradoras de aguas residuales urbanas s residuales urbanas Legislación Fundamento EDAR urbana Esquema convencional EDAR urbana Limitaciones Origen: Las aguas residuales urbanas s residuales domésticas s residuales comerciales que proceden de pequeños pq comercios y restaurantes s residuales industriales que vierten al alcantarillado de la ciudad s de lluvia 1

2 Legislación EDAR URBANA Directiva 91/271 sobre tratamiento de aguas residuales urbanas Límites de vertido (Directiva 91/21) Parámetro CONCENTRACIÓN (mg/l) % REDUCCIÓN S.S. 35 (> hab.eq) 60 ( hab.eq) 90 (> hab.eq) 70 ( hab.eq) DBO (> hab.eq) DQO N total (Z.S.) P total (Z.S.) 15 (> hab.eq) 10 ( hab.eq) 2 (> hab.eq) 1 ( hab.eq) 40 ( hab.eq) Z.S.: zona sensible Legislación Legislación RD 1620/2007 sobre reutilización de aguas Control de vertidos industriales al alcantarillado (Decreto 38/2004) EDAR URBANA Directiva 91/271 sobre tratamiento de aguas residuales urbanas Además Real Decreto 508/2007 por el que se regula el suministro de información sobre emisiones del Reglamento E PRTR Real Decreto 60/2011 sobre normas de calidad ambiental en el ámbito de la política de aguas Orden MAM/85/2008 por el que se establecen los criterios técnicos para la valoración de los daños al dominio público hidráulico y las normas sobre toma de muestras y análisis de vertidos de aguas residuales Fundamento EDAR urbana Esquema convencional EDAR Línea de aguas Tratamiento PRE T. T. SECUNDARIO T. TERCIARIO Objetivos CUMPLIR LÍMITES DE VERTIDO Y NORMAS DE CALIDAD bruta DESBASTE PRIMARIA DESARENADO DESENGRASADO PRE BIOLÓGICO SECUNDARIA SECUNDARIO 2

3 Esquema convencional EDAR Línea de aguas Esquema convencional EDAR Línea de aguas bruta DESBASTE PRECIPITACIÓN QUÍMICA DESARENADO PRE BIOLÓGICO DESENGRASADO SECUNDARIA SECUNDARIO bruta DESBASTE PRIMARIA DESARENADO PRE DESENGRASADO BIOLÓGICO SECUNDARIA SECUNDARIO ELIMINACIÓN DE NUTRIENTES TERCIARIO Esquema convencional EDAR bruta FANGOS DEL PRE SECUNDARIO FANGOS DEL SECUNDARIO Tratamiento de fangos DESBASTE Algunos ejemplos: Papel y Cartón Plásticos Trapos Restos de comida Piedras Etc. DESARENADO Algunos ejemplos: Arena Gravas Trozos de vidrio Cáscaras de huevo Posos de café Pepitas de fruta DESENGRASADO 3

4 / PRECIPITACIÓN Q. además de eliminar materia en suspensión y coloidal... eliminación de materia biodegradable eliminación de metales desemulsionar aceites y grasas eliminación de fósforo LODOS ACTIVOS u otras opciones Proceso más importante de las EDARs Tratamiento biológico con lodos activos Fundamento: eliminación de materia orgánica biodegradable O 2 Presencia tóxicos? Inhiben el proceso más importante Reactor MICROORGANISMOS AEROBIOS N, P Con recirculación Decantador Purga de fangos Si es zona sensible a la eutrofización Uso de tratamiento terciario Efluentes y subproductos EDAR Sólidos gruesos S. sedimentables S. suspensión Grasas Materia biodegradable Nitrógeno Fósforo G. patógenos Efluentes EDAR Residuos o subproductos: Sólidos gruesos S. Sedimentables Grasas Fangos 4

5 Contaminantes emergentes? Limitaciones EDAR El agua residual depurada todavía contiene: Materia orgánica: No peligrosa y peligrosa Sólidos en suspensión Contaminantes inorgánicos Si se reutiliza el agua Agentes biológicos: gérmenes patógenos, helmintos, protozoos y virus Necesario uso de etapas adicionales: regeneración del agua Decantación Filtros de arena Desinfección radiación UV Resumiendo La función de las EDAR es reducir la contaminación por los componentes típicos mostrados (Directiva 91/271) No es objetivo de la EDAR eliminar contaminantes a nivel traza como los contaminantes emergentes Si se quiere reutilizar el agua tratamientos adicionales Los fangos de EDAR tratados se pueden aplicar en agricultura si cumplen RD 1310/1990 Características fango Características agua residual Sustancias peligrosas Gérmenes patógenos Definición Los contaminantes emergentes Definición Efectos en el medio ambiente Presencia en el ciclo del agua: Eliminación en EDARs Contaminantes emergentes: Contaminantes previamente desconocidos o no reconocidos como tales cuya presencia en el medio ambiente no es necesariamente nueva per sí la preocupación por las posibles consecuencias de la misma. Son compuestos de los que se sabe relativamente poco o nada acerca de su presencia e impacto en los distintos compartimentos ambientales, razón por la cual y a su vez consecuencia de que no hayan sido regulados, y de que la disponibilidad de métodos para su análisis sea nula o limitada. Algunos de los compuestos considerados como emergentes ya se están incluyendo en listas de sustancias prioritarias en el agua desarrollo previo de métodos de análisis Metabolitos y/o productos de degradación de : Metabolitos uso en muebles, plásticos, pinturas, aparatos eléctricos LEGISLADOS Metabolitos y/o productos de degradación de 5

6 Uso como plastificantes en PVC, en adhesivos, en pinturas Metabolitos y/o productos de degradación de Compuestos Metabolitos Compuestos perfluorados Son productos de degradación de los pesticidas controlados habitualmente. ALGUNOS ESTAN LEGISLADOS Metabolitos y/o productos de degradación de adhesivos, cosméticos Metabolitos y/o productos de degradación de Asociados al uso industrial como detergentes. Otros usos en lubricantes, Productos del cuidado personal De uso muy común : Antibióticos, medios de contraste rayos X, citostáticos Metabolitos y/o productos de degradación de las clases de sustancias anteriores Con el tiempo se incluirán nuevas sustancias y desaparecerán algunas de estas Metabolitos y/o productos de degradación de las clases de sustancias anteriores Analizar para conocer los efectos en el medio ambiente Para su control es necesario su análisis Análisis complejo Análisis complejo Métodos de análisis existentes Métodos de análisis i existentes it t Métodos de análisis existentes Métodos de análisis existentes Metabolitos y/o productos de degradación de las clases de sustancias anteriores Son los que más interés suscitan en la población 6

7 Efectos en el medio ambiente Los efectos sobre el medio ambiente están en fase de estudio, como principales características: Tóxicos, bioacumulables, cancerígenos, disruptores endocrinos. Se conocen sólo efectos sobre flora y fauna de los medios receptores Cuidado!! Acumulación de estas sustancias a corto/largo plazo Posibles vías de exposición al hombre: Presencia en agua potable (trazas), consumo de peces contaminados, baño en aguas En la actualidad no parece preocupante a corto plazo. Efectos en el medio ambiente Pasos a seguir para controlar estas sustancias Desarrollar métodos analíticos Realizar estudios ambientales Realizar estudios de biodisponibilidad Realizar estudios de degradación Realizar estudios de toxicidad Cuidado con los fangos de EDAR utilizados en agricultura Cuidado con los sedimentos de los ríos: estas sustancias se pueden quedar adsorbidas y estar biodisponibles en cualquier momento No hay que pensar solo en el agua y en la fauna y flora que la habita Efectos en el medio ambiente Los estudios de toxicidad y biodisponibilidad son complejos Análisis de toxicidad en aguas: EC50 Uso de bacteria Vibrio Fischeri Análisis de biodisponibilidad en fangos y sedimentos: Influyen muchos parámetros.materia orgánica, cantidad de sulfuros, condiciones del medio receptor Efectos en el medio ambiente Ejemplo: Los Productos del cuidado personal (PPCP) incluyen medicamentos, cosméticos, champús, cremas Ibuprofeno Persistencia en el medio ambiente variable y se acumulan en los organismos vivos iosa concentraciones de µg/l Muy dañinos: Interaccionan con receptores específicos o son tóxicos para organismos infecciosos Efectos: Feminización (estrógenos), desorientación (antidepresivos), acumulación de componentes activos de medicamentos en hígado, cerebro Presencia en el ciclo integral del agua: Eliminación en EDARs Presencia en el ciclo del agua: Eliminación en EDARs Presencia contaminantes emergentes? Recordar: No es objetivo de las EDARs eliminar la contaminación por sustancias emergentes Para reducir los contaminantes emergentes en el medio se puede actuar sobre industrias pero son muy importantes las buenas prácticas de los ciudadanos EDUCACION AMBIENTAL Ejemplo: presencia de fármacos o productos del cuidado personal en el ciclo del agua ETAP AGUAS CONTINENTALES AGUAS MARINAS SEDIMENTOS Presencia contaminantes emergentes EDAM Presencia contaminantes emergentes EDAR Reducción contaminantes emergentes? 7

8 Principio activo Entrada EDAR (µg/l) Línea de aguas Salida tratamiento primario (µg/l) Ibuprofeno Naproxeno Bezafibrato Carbamacepina Drogas (ng/l) (ng/l) (ng/l) Cocaína Metadona Opiáceos Salida EDAR (µg/l) Qué sucede con los fangos producidos en la EDAR y con los sedimentos de las zonas receptoras del agua? Existe transferencia de la contaminación por sustancias emergentes Estos contaminantes no suelen degradarse mediante los tratamientos convencionales de las EDARs. Necesarios tratamientos físico químicos de degradación Fuente: Cortacans J.A., Castillo I., Hernández Lehmann A., Hernández Muñoz A., Rodriguez X. Comportamiento de medicamentos y psicofarmacos en tratamientos de depuración convencionales y terciarios. Tecnología del (2009), 313 (56 63) Si se utilizan tratamientos terciarios en la EDAR para poder reutilizar el agua (riego, uso industrial ) Uso ambiental Uso recreativo Usos ADMITIDOS para las aguas regeneradas: Uso industrial Uso agrícola Uso urbano Principio activo Entrada EDAR (µg/l) Salida EDAR (µg/l) Salida terciario (floculación+ filtro arena) (µg/l) Ibuprofeno Naproxeno Bezafibrato Carbamacepina Drogas (ng/l) (ng/l) Cocaína Metadona Opiáceos Salida terciario (arena + ultrafiltración) (µg/l) Resumiendo CE M1 CE: contaminante emergente Mi: masa CE M2 Normalmente M1 = M2+ M3 + M4 CE M3 CE M4 Contaminantes emergentes varían principalmente con los hábitos Efectos muy perjudiciales para la fauna y flora Importante: Educación ambiental en la ciudadanía Las EDARs no se diseñan para eliminar estos contaminantes No solo se debe de prestar atención al agua, también hay que controlar fangos, contaminación del suelo y de los sedimentos 8

9 El papel y las limitaciones de las depuradoras. Los contaminantes emergentes: Origen y repercusiones para la salud del medio ambiente y de las personas Dra. Rosa Mosteo Abad Grupo de investigación de Calidad y Tratamiento de las s UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA 9