Contaminación de las aguas Ciencias de la Tierra y Medioambientales. I.E.S Juan García Valdemora Cristina Martín Romera
Introducción El agua tiene unas propiedades únicas y excepcionales, alto poder disolvente, capacidad termorreguladora, contribución al efecto invernadero,. Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos inmemoriales, las basuras producidas por la actividad humana. 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 alrededor de un 2,5 %, 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.
Contaminación del agua La Ley de Aguas La acción y el efecto de introducir materias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos. La OMS El agua está contaminada cuando su composición es alterada de modo que no conserva las propiedades que le corresponden en su estado natural La Carta del Agua La contaminación consiste en una modificación, generalmente provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola 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
URBANO AGRÍCOLA INDUSTRIAL Origen y tipos de contaminación Según su origen: - Difusa: El origen no está claramente definido y no tiene foco emisor concreto. Aparece en zonas amplias. - Puntual: Se produce por un foco emisor determinado a afecta a una zona concreta. Según la actividad o no del ser humano: - Natural: Presencia de sustancias sin las intervención del ser humano (pólenes, esporas, hojas secas, excrementos, ). En su mayoría son fácilmente eliminados. - Antropogénico: Pueden ser:
Factores y nivel de contaminación En función de las características del receptor: - Tipo de receptor: Aguas superficiales (más fáciles de depurar) o subterráneas. - Cantidad y calidad del receptor: Si el volumen de agua es mayor también lo será la posibilidad de diluir los contaminantes. Si la calidad del agua ya es deficiente el problema se puede agravar. - Biocenosis: Mayor o menor presencia de organismos que degraden la materia orgánica presente. - Características dinámicas o estáticas: La contaminación puede dispersarse de forma más fácil cuando la movilidad de las aguas es mayor.
Factores y nivel de contaminación En función de las características de la zona donde está el receptor: - Si el índice de pluviosidad es alto se aumentará la capacidad de dispersión de la contaminación. - La pendiente del terreno favorece la dinámica y la dispersión de los contaminantes. En función de los usos previos del agua del receptor: - Depende de la cantidad de vertidos que el receptor ha tenido que soportar con anterioridad. - Si el receptor ha dispuesto de sistemas de depuración que hayan contribuido a la disminución del grado de contaminación.
Contaminantes del agua y efectos CONTAMINANTES FÍSICOS A) Temperatura B) Partículas radiactivas C) Sólidos en suspensión. -Reducción de la cantidad de O 2 si aumenta la Tª. - Desaparición de especies - Reproducción anómala -Acumulación en ríos, embalses y fondos oceánicos. - Inhalación de radón (cáncer) -Aumento de la turbidez - Modificación del olor, sabor. - Alteraciones en las cadenas tróficas
Contaminantes del agua y efectos CONTAMINANTES QUÍMICOS A) Orgánicos B) Inorgánicos C) Gases Carbohidratos: Aguas residuales domésticas e industriales. Olores Grasas: Industria agroalimentaria. Olores y cambio de color Pesticidas: Vertidos industriales. Alteraciones en las cadenas tróficos Fenoles: Vertidos industriales químicas farmacéuticas. Álcalis: Aguas domésticas. Variaciones de Ph Sales: Intrusión marina. Aumento de la dureza del agua Metales: Vertidos industriales. Bioacumulación en cadenas tróficas Nitritos: Vertidos agrícolas. Eutrofización P: Detergentes. Eutrofización S: Vertidos industriales. Purgante Sulfuro de hidrógeno: Descomposición de aguas residuales domésticas. Olor y sabor Metano: Infiltraciones. Olor, sabor CONTAMINATES BIOLÓGICOS Microorganismos que producen o transmiten enfermedades (tifus, cólera, paludismo, Algas que producen el cambio en el color, olor y sabor del agua
Efectos generales - Eutrofización Consiste en un aumento de productividad primaria (excesivo crecimiento de las algas) provocado por la introducción de bionutrientes que en condiciones normales actúan como factores limitantes. Se produce en aguas estáticas como lagos, estuarios costeros y mares cerrados 1) Vertido de fósforo y nitrógeno (detergente o abonos). 2) Aumento desmesurado fitoplancton en superficie. 3) Aumento de la turbidez. 4) Reducción de la luz y el O2. 4) Muerte de org. aerobios y fotosintéticos que van al fondo. 5) Proliferan bacterias descomponedoras que consumen todo el O2 6) Crecimiento de bacterias anaerobias y fermentación: H2S, CH4 y NH3 7) Simultáneamente en superficie crecen cianofíceas mientras sigan disponiendo de fósforo.
Efectos generales Mareas rojas Este efecto se produce de forma esporádica en algunas zonas costeras en verano debido a la presencia masiva de organismos fitoplanctónicos. Las aguas se tornan de un color rojo u ocre. Estos microorganismos producen toxinas que afectan a la pesca y al marisqueo.
Contaminación de aguas subterráneas En España el 30 % de la población y ¼ de la superficie agrícola de regadío se abastece de aguas subterráneas en acuíferos. En función de su posición morfológicas: Acuíferos libres: acuíferos cuya capa de almacenamiento se encuentra en contacto directo con la superficie. El agua se encuentra a presión atmosférica y su descarga se produce en función de la época del año y los regímenes de lluvias. Acuíferos colgados: aquellos que se encuentran desconectados de la superficie freática definida regionalmente Acuíferos confinados, cautivos o mixtos: acuíferos que se encuentran separados de la superficie por un material impermeable. Un pozo surgente es aquel cuya superficie piezométrica se encuentra por encima del nivel topográfico; mientras que uno artesiano es aquel en el que el nivel topográfico está por debajo de superficie.
Contaminación de aguas subterráneas Los principales problemas que les afectan son: -Contaminación: Puede ser puntual o difusa. El origen se encuentra en los vertidos, fugas de aguas residuales e infiltraciones de las mismas, uso de pesticidas y abonos en la agricultura. Debido a su escasa dinámica y baja capacidad autodepuradora las medidas que deben tomarse son: limitación de actividades contaminantes en las proximidades de un acuífero. - Sobreexplotación: Se ocasiona al extraer agua en cantidad superior a su capacidad de recarga, lo que puede provocar un descenso del nivel freático. Si la sobreexplotación se da en acuíferos costeros se origina el fenómeno de la intrusión salina.
Contaminación de aguas subterráneas
Contaminación del agua del mar Poseen una capacidad de depuración mucho mayor quela de los ríos, lagos y aguas subterráneas. Causas: - Llegada de contaminación procedente de ríos que arrastran agua y sedimentos contaminados. - Mareas negras: Proceden del transporte marítimo del petróleo, accidentes, fugas ocasionales, vertidos ilegales, transferencia de combustible de un barco a otro. Efectos - Muerte de organismos marinos pon hundimiento. - Muerte de algas por la incapacidad para realizar la fotosíntesis debido a la falta de luz. - Envenenamiento en los organismos de las cadenas tróficas - Alteración de las actividades pesqueras. Eliminación - Procesos naturales: evaporación, emulsión (formación - de chapapote),.
Contaminación del agua de mar Medidas preventivas - Elaboración de reglamentación y leyes. - Exigencia para el transporte de crudo y sustancias peligrosas de buques con doble casco. Medidas correctoras - Barreras flotantes de contención - Barreras químicas que utilizan geles para recoger el crudo - Succión por bombas de aspiración - Empleo de agentes dispersantes - Empleo de agentes de hundimiento. - Combustión del vertido - Biorremediación. Siembra de poblaciones bacterianas que degradan los hidrocarburos. http://www.webadicto.net/blogs/webadicto/?tag=/biorremediaci%c3%b3n http://www.youtube.com/watch?v=3nxotmovniw&nr=1 http://www.cetmar.org/documentacion/mareas_negras_catastrofes.htm
La calidad del agua La calidad del agua se establece como aquellas condiciones que deben darse en el agua para que ésta mantenga un ecosistema equilibrado. Se mide mediante unos parámetros que pueden ser físicos, químicos o biológicos. Físicos: Transparencia, turbidez (materiales en suspensión), color, sabor y olor (debidos a la presencia de materia orgánica). Químicos: Son los más útiles. - OD: Cantidad de oxígeno disuelto. Ésta disminuye si se realizan vertidos de material orgánicos. - DBO: Demanda biológica de oxígeno. Cantidad de oxígeno que los microorganismos necesitan para oxidar la materia orgánica. Se obtiene dejando la muestra aislada a 30ºC durante varios días y midiendo la concentración de oxígeno periódicamente. El valor más representativo se obtiene al quinto día, DBO5. - DQO: Se utiliza para calcular la cantidad de oxígeno necesaria para la oxidación de compuestos sin la intervención de los seres vivos. - COT: Mide el contenido total de carbono. - PH - Alcalinidad: presencia de iones bicarbonatos - Dureza: Concentración de carbonato cálcico.
La calidad del agua Biológicos: Nos indican la cantidad de microorganismos que se encuentran en el agua, virus, bacterias, hongos cianobacterias,.. Parámetro No contaminación Contaminación Débil Contaminación Fuerte OD (mg/l) 7 5 3 DBO (mg/l) <5 <20 <50 DQO (mg/l) 20 a 40 40 a 60 < 80 Bacterias 0-50000 50000-100000 100000 a 1000000
La calidad del agua Indicadores biológicos de contaminación. Aguas limpias Ligera contaminación Colas de rata Perlas Efímeras Gammarus Frigáneas Tubifex
Sistemas de tratamiento y depuración de aguas A. Tratamiento del agua para consumo. Consiste en la potabilización del agua (Estaciones de tratamiento de agua potable ETAP). a) Tratamiento global: Aplicación de procesos físicos y químicos pata hacer sedimentar las partículas sólidas. b) Tratamiento especial: Consiste en la desinfección (Cloración, ozono, radiaciones ultravioleta ) B. Autodepuración Consiste en una serie de mecanismos como son: - Sedimentación de partículas - Degradación de materia orgánica en inorgánica. - Enriquecimiento en oxígeno del agua.
Sistemas de tratamiento y depuración de las aguas C. Sistemas de depuración de aguas residuales. Se trata de devolver al medio natural aguas contaminadas en el mejor estado posible. Sistemas de depuración natural o blanda: reproducen sistemas de autodepuración. Reproducen los procesos de autodepuración. Son útiles para pequeños núcleos de población. - Lagunaje: acción del tiempo y microorganismos en lagunas artificiales. Lagunas aerobias: extensas y poco profundas. Lagunas anaerobias. Pequeñas y profundas. Lagunas facultativas. Ambos procesos - Filtros verdes. Arenas y chopos.
Sistemas de tratamiento y depuración de aguas Sistemas de depuración tecnológica o dura. Se realiza por medio de unos mecanismos en Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) en las que se utilizan una serie de procesos con el fin de conseguir una concentración y transformación de los contaminantes presentes en el agua de forma que éstos puedan ser eliminados o reducidos y se devuelva al receptor con alteraciones mínimas. Requieren una importante inversión. Se pueden diferenciar: - Línea de agua: Camino que recorre el agua residual desde que llega hasta su vertido al receptor. - Línea de fangos: Donde se concentran los contaminantes siguiendo un recorrido distinto en la depuradora. - Línea de gas: Proceso al que es sometido el biogás procedente de la línea de fangos.
Línea de agua Pretratamiento: Separación de sólidos en suspensión de tamaño grande. Desbaste o retención. Rejas. Desarenado. Decantación de arenas. Desengrasado. Junto al anterior. Tratamiento primario. Separación de sólidos en suspensión de menor tamaño, decantación y floculación. Tratamiento secundario: procesos biológicos complementados por decantación secundaria para eliminar la materia orgánica. -Fangos o lodos activos. Tanques aerobios con inyección de O2, y formación de lodos de microorganismos y mat. Orgánica. - Lecho o filtro bacteriano. Depósito de materia inerte con microorganismos descomponedores, a través del que pasa el agua residual pulverizada. Tratamiento Terciario. Mat. Inorgánica o nutrientes. Desinfección. Cloro, ozono, luz uv.
Línea de fangos y línea de gas Espesamiento de fangos. Reducir volumen eliminando H2O. Estabilización de fangos. Eliminación de mat. orgánica. Vía aerobia o Vía anaerobia: Digestores o fermentadores. Acondicionamiento químico. Adición de compuestos o calor y coagulación. Deshidratación. Secado, filtros o centrifugación El gas resultante de la digestión de fangos constituye la llamada línea de gas ya que puede ser reutilizado para aportar energía que la planta depuradora necesita para su funcionamiento. El gas que no es utilizado se suele quemar en una antorcha de las que disponen la estaciones depuradoras. http://www.youtube.com/watch?v=rvlaugqcngw http://www.youtube.com/watch?v=x948jn5nq4c