CONTAMINACIÓN DE
LAS AGUAS
Contaminación de las 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 posteriores o con su función ecológica. (Ley de Aguas art. 85)
“El agua está contaminada cuando su composición es alterada de modo que no conserva las propiedades que le corresponden a su estado natural”. (OMS)
“Modificación, generalmente provocada por el hombre de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo
Tipos de contaminación.
Difusa
: Su origen no está claramente definido,
aparece en zonas amplias y no tiene foco emisor
concreto.
Origen de contaminación.
• Naturales: Presencia de determinadas sustancias en el agua de origen natural: partículas sólidas y gases atmosféricos arrastrados por la lluvia, y aguas de deshielo, pólenes, esporas, hojas secas etc.)
Estos residuos naturales son eliminados por la capacidad depuradora del agua.
• De origen humano Hay cuatro focos principales de contaminación antropogénica :
• Industria. • Navegación.
• Residuos urbanos.
• 1. Industria. Según el tipo de industria se producen distintos tipos de residuos. Normalmente en los países desarrollados las industrias deberían poseer eficaces sistemas de depuración de las aguas.
Sector industrial Substancias contaminantes principales
Construcción Sólidos en suspensión, metales, pH.
Minería Sólidos en suspensión, metales pesados, materia orgánica, pH, cianuros. Energía Calor, hidrocarburos y productos químicos.
Textil y piel Cromo, taninos, tensoactivos, sulfuros, colorantes, grasas, disolventes orgánicos, ácidos acético y fórmico, sólidos en suspensión. Automoción Aceites lubricantes, pinturas y aguas residuales.
Navales Petróleo, productos químicos, disolventes y pigmentos.
Siderurgia Cascarillas, aceites, metales disueltos, emulsiones, sosas y ácidos.
Química inorgánica Hg, P, fluoruros, cianuros, amoniaco, nitritos, ácido sulfhídrico, F, Mn, Mo, Pb, Ag, Se, Zn, etc. y los compuestos de todos ellos.
Química orgánica Organohalogenados, organosilícicos, compuestos cancerígenos y otros que afectan al balance de oxígeno. Fertilizantes Nitratos y fosfatos.
Pasta y papel Sólidos en suspensión y otros que afectan al balance de oxígeno.
Plaguicidas Organohalogenados, organofosforados, compuestos cancerígenos, biocidas, etc. Fibras químicas Aceites minerales y otros que afectan al balance de oxígeno.
• 2. Vertidos urbanos. La actividad doméstica produce
principalmente residuos orgánicos, pero el alcantarillado arrastra además todo tipo de sustancias: emisiones de los automóviles (hidrocarburos, plomo, otros metales, etc.), sales, ácidos, etc.
La obligada construcción de depuradoras en los municipios está reduciendo de forma importante este tipo de contaminación, pero en España la depuración de aguas residuales es todavía
insuficiente.
4. Agricultura y ganadería. Los trabajos agrícolas producen
vertidos de pesticidas, fertilizantes y restos orgánicos de animales y plantas que contaminan de una forma difusa pero muy notable las aguas.
La mayoría de los vertidos directos en España (el 65% de los 60 000 vertidos directos que hay), son responsabilidad de la
ganadería.
Factores y nivel de contaminación
Características del receptor
•Tipo de receptor
•Cantidad y calidad del receptor
•Características dinámicas o estáticas
• Productos orgánicos Dioxinas, PAH (hidrocarburos aromáticos policíclicos), PCB (bifenilos policlorados) y otros compuestos
orgánicos son moléculas que se caracterizan por ser muy estables químicamente y por tanto de difícil destrucción. Permanecen en el ecosistema años y algunas de ellas van acumulándose en la
cadena trófica.
• Las dioxinas y los furanos no se sintetizan deliberadamente,
excepto en pequeñas cantidades para trabajos de investigación. Se producen sin querer, principalmente de dos maneras:
• en el proceso de fabricación de algunos pesticidas, conservantes, desinfectantes o componentes del papel;
EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN DEL
AGUA
RÍOS: Debido a su dinámica poseen capacidad de autodepuración, no obstante pueden aparecer problemas de restricción de agua, alteraciones de la biocenosis, apariencia y olor desagradables.
EUTROFIZACIÓN
• Vertido (detergente o abonos)
• Aumento desmesurado fitoplancton
• Reducción de la luz y el O2
• Muerte de organismos aerobios y fotosintéticos
• Proliferan bacterias descomponedores que consumen todo el O2
• Crecimiento de bacterias anaerobias y fermentación: H2S, CH4 y NH3
• Simultáneamente en superficie crecen cianofíceas
•Acuíferos libres: también llamados no confinados o freáticos. Entre ellos existe una superficie libre y real del agua almacenada, que está en contacto con el aire y a la presión atmosférica. La superficie hasta donde llega el agua, se denomina superficie freática; cuando esta superficie es cortada por un pozo se habla de nivel freático en ese punto.
•Acuíferos confinados: También llamados cautivos, a presión en carga: en ellos el agua está sometida a una presión superior a la atmosférica y ocupa totalmente los poros o huecos de la formación geológica, saturándola totalmente. Si se extrae agua de él, ningún poro se vacía, sólo disminuye la presión del agua. Al disminuir la presión, pueden llegar a producirse asentamientos y subsidencias del terreno. En ellos no existe zona no saturada. En el caso de que se perforase este tipo de acuíferos, el nivel de agua ascendería hasta situarse en una determinada posición que coincide con el nivel de saturación del acuífero en el área de recarga; a este nivel se le conoce con el nombre de nivel piezométrico. Si unimos todos los niveles piezométricos, obtendremos la superficie piezométrica (superficie virtual formada por los puntos que alcanzaría el agua si se hicieran infinitas perforaciones en el acuífero).
•Acuíferos semiconfinados: Son más frecuentes que los acuíferos confinados, pudiendo afirmar que se trata de acuíferos a presión, pero en algunas de las capas confinantes son semipermeables, acuitardos.
•Acuíferos colgados: Se producen ocasionalmente cuando, por efecto de una fuerte recarga, asciende el nivel freático quedando retenida una porción de agua por un nivel inferior impermeable.
•Acuíferos multicapas: son un caso particular (y frecuente) de acuíferos en los que se suceden niveles de distinta permeabilidad
• Importante recurso hídrico (30% población y regadío)
• Baja renovación y capacidad depurativa.
• Sobreexplotación e intrusiones marinas.
• Origen:
http://www.fnca.eu/guia-nueva-cultura-del-agua/la-planificacion-y-gestion-del-agua-en-espana/el-uso-y-gestion-de-las-aguas-subterraneas
Acuíferos de
España
https://www.youtube.com/watch?v=2BMluL8_N4I&t=18
http://www.wwf.es/que_hacemos/donana/pozos_ilegales/?desktop=1
Ejemplo de sistema de
acuíferos:
Tablas
de
• Gran capacidad de depuración.
Ecologistas en Acción ha presentado su informe “Banderas negras 2012: poca vergüenza”, en el que da cuenta de las muchas playas contaminadas a lo largo del Litoral de España. Es así que unas 79 banderas negras se han repartido en las
diferentes costas, incluyendo 12 “puntos negros” destacados por la magnitud de su amenaza ambiental. 20 de esas banderas se deben a obras e infraestructuras como espigones o puertos
Resumen del artículo “Occurrence and distribution of nonionic surfactants, their degradation products, and linear alkylbenzene sulfonates in coastal waters and sediments in Spain” . Barceló, D y col. Environmet Toxicology and Chemistry Vol 21-1 2002.
•La mitad de la costa mediterránea española, contaminada por restos de jabones domésticos (champú, en detergentes domésticos o industriales y en otros presentes en jabones para lavar vajillas).
•En el 47% de las aguas de la costa mediterránea española y en el 77% de sus sedimentos sustancias químicas utilizadas en productos habituales de higiene y de limpieza doméstica, cuya contaminación puede afectar al sistema hormonal y a la reproducción de la fauna marina.
•El estudio analiza el agua y los sedimentos de 39 puntos del litoral mediterráneo, tomados en diferentes temporadas. Las muestras proceden de los puertos de
Tarragona, Almería y Barcelona; las desembocaduras de los ríos Besos y Llobregat; la bahía de Cádiz y diversos puertos deportivos como los de Marbella, Banús y Estepona, entre otros.
•Algunos compuestos químicos (surfactantes) que se emplean en procesos industriales y en productos de higiene personal y de limpieza doméstica continúan siendo una
Playa de las Américas (Tenerife) 2008.
Mareas Rojas
Bajo ciertas condiciones ambientales se produce un aumento exagerado de organismos fitoplanctónicos (especialmente dinoflagelados), lo que se conoce como florecimiento, floraciones algales o "bloom", causando grandes cambios de coloración del agua debido a que poseen pigmentos con los que captan la luz del sol.
• No siempre son peligrosas para el ser humano.
• Las biotoxinas se acumulan en animales filtradores como moluscos, artrópodos y peces a los que no ocasionan daño.
• Las intoxicaciones más graves son las paralíticas y diarréicas.
• Entre las toxinas asociadas al consumo de productos del mar, destacan (por frecuencia):
· Toxina paralítica de los mariscos (VPM) · Toxina diarreica de los mariscos (VDM) · Toxina neurotóxica de los mariscos (VNM) · Toxina amnésica de los mariscos (VAM) · Tetrodotoxina
· Ciguatera
Vertidos de petróleo: Mareas negras
Por causas naturales 10% Desde tierra 64% Por funcionamiento de
petroleros 7% Por accidentes 5% Por explotaciones petroleo en
mar 2%
Por otros buques 12%
Vertidos: 3 millones Tm
Efectos sobre los ecosistemas:
•Muertes de productores por falta de
luz, Pérdida de flotabilidad
•Pérdida de aislamiento térmico,
envenenamiento por ingestión de crudo
•Alteración de las actividades
pesqueras.
•Destrucción de ecosistemas de gran
Sistemas de Reparación
Naturales
•Evaporación de hidrocarburos ligeros (ej. Metano)
•Fotooxidación de compuestos del vertido por acción del O2
atmosférico y la luz (cambio de color)
•Dispersión por el oleaje
•Sedimentación de las fracciones más pesadas (contaminan el fondo
marino)
Medidas Correctivas
•Barreras flotantes: en aguas tranquilas y vertidos reducidos
•Barreras químicas: usan geles en mar abierto
•Recogida por succión con bombas de aspiración.
•Agentes dispersantes que forman emulsiones.
•Agentes de hundimiento que lo depositan en el fondo (contaminan
el fondo marino)
•Combustión (contaminan la atmósfera)
•Biorremediación: siembra de poblaciones de bacterias
(Pseudomonas putida, Pseudomonas oleovoras, Methylbacterium,
etc.) que degradan selectivamente hidrocarburos.
Medidas Preventivas
•Medidas legislativas (naves de doble casco).
El
Prestige
La Calidad del
Agua
Libro Blanco del Agua en España: La capacidad intrínseca que tienen
el agua para responderá los usos que de ella se puedan obtener.
Directiva Marco del Agua de UE: Aquellas condiciones que deben
darse en el agua para esta mantenga un ecosistema equilibrado.
La calidad del agua se define en función del uso al que va a ser
SISTEMAS DE DEPURACIÓN Y TRATAMIENTO DE LAS
AGUAS
• Tratamiento de agua para consumo: Agua natural que se somete a tratamiento para convertirla en agua potable. En ETAP.
• Tratamiento global: métodos físicos (decantación, filtrado y tamizado).
•
Parámetros físicos
• Transparencia y Turbidez: debido a la presencia de partículas sólidas y/o microorganismos.
• Características organolépticas (Sabor, Olor, Color ): debidas a la presencia de materia orgánica.
• Conductividad eléctrica: depende la cantidad de sales disueltas y es proporcional a la cantidad de sólidos disueltos y en
suspensión.
Parámetros químicos
•Presencia de bicarbonato, cloruro, sulfato etc..
•Oxígeno disuelto (OD): el OD disminuye cuando hay vertidos porque se utiliza en su descomposición.
•Demanda biológica de oxígeno (DBO): medida de la cantidad de O2 que los organismos necesitan para degradar materia orgánica.
• Los compuestos sencillos (glucosa) tardan unos 5 días.
• Los complejos solo se degradan un 40% en 5 días.
• La forma más frecuente de medir el DBO es durante un periodo
de incubación de 5 días (DBO5): cantidad de O2 que los
organismos necesitan para degradar la materia orgánica en un volumen de agua durante 5 días a una temperatura de 30ºC
La Calidad del
Agua
Demanda química de oxígeno (DQO):
•Ensayo de oxidación de compuestos orgánicos por la acción de
agentes químicos oxidados en un medio ácido y en presencia de catalizadores inorgánicos.
•Se utiliza para calcular la cantidad de O2 necesaria para la oxidación
de compuestos presentes en el agua sin la participación de los seres vivos.
El COT
•Es la medida del contenido total de carbono de los compuestos
orgánicos. Se calcula por incineración de una muestra de agua contaminada.
El pH
•Mide la aridez y basicidad del medio. La actividad biológica normal se
Dureza:
•Expresada en la concentración CaCO3, debido a la presencia de
iones Ca2+ y Mg2+ y suponen riesgos para la salud (cálculos renales) y para el medio ambiente (más necesidad de jabón y de energía en procesos industriales).
•Aguas blandas: <50mg/l
•Aguas duras: > 200mg/l
•OMS: entre 100-500 mg/l
Nitrógeno: (orgánico, amoniacal, nitritos, nitratos) si hay N
orgánico o amoniacal es porque ha habido contaminación reciente.
La Calidad del
Agua
Parámetros Biológicos
Nos indican la cantidad de microorganismos en el agua: bacterias coliformes, los hongos, cianobacterias, protozoos etc. que puedan ser transmisores de enfermedades.
El empleo de los parámetros físico-químicos solo indican el grado de calidad que posee el agua en el momento de la toma de la muestra, pero no de su estado anterior ni de su capacidad de autodepuración, por lo que en la actualidad se presta gran atención a los indicadores biológicos: algunas especies
La Calidad del
Agua
Índices Compuestos
•Son valores numéricos (de 0 a 100) que engloban los valores de
varios parámetros físicos, químicos y algunos biológicos.
•Índice de Calidad General del Agua (ICG): físico-químicos
•Índices Específicos para los distintos usos del agua
•Índices bióticos: señalan las variaciones de determidas poblaciones
de especies.
•Índices de Saprobios: presencia de especies que se desarrollan en
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.
• Lagunaje: acción del tiempo y microorganismos en lagunas artificiales.
Lagunas aerobias: extensas y poco profundas.
Lagunas anaerobias. Pequeñas y profundas.
Lagunas facultativas. Ambos procesos
Sistemas de depuración natural o
blanda
• Se basan en reproducir los procesos de autodepuración bajo condiciones especiales. Estos mecanismos requieren poco gasto de instalación y
mantenimiento.
• Requieren pocos equipos mecánicos y eléctricos.
• Adecuados para pequeños núcleos de población y zonas con pocos recursos económicos.
• Uno de los métodos más empleados son:
– Lagunaje: depuración mediante un sistema de lagunas artificiales.
– Filtros verdes: terrenos cubiertos con vegetación arbórea de
Lagunaje
Existen tres tipos de lagunas según el proceso biológico que se
lleve a cabo:
Lagunas aerobias:
•Estanques excavados en la tierra
•Poco profundos y de gran extensión
•Procesos de descomposición aerobia de la materia orgánica
residual
Lagunas anaerobias:
Estanques de pequeña superficie y profundos
Crean condiciones de anoxia (descomposición anaerobia)
Lagunas facultativas:
Sistemas de depuración tecnológica o
dura
• Se realiza en EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales). • Tratamientos físicos, químicos y biológicos dependiendo del agua a
tratar con el objetivo de reducir y/o transformar los contaminantes del agua de manera que el agua pueda ser devuelta al medio con las
mínimas alteraciones.
• Requieren una gran inversión económica y energética.
• Mayor rapidez y volumen de depuración
• Las instalaciones de un EDAR dependerán del tipo de contaminantes.
• Se distingue:
• Líneas de agua. Recorrido del agua residual.
• Línea de Fangos, lodos o biosólidos. Resultante de concentrar contaminantes.
Línea de agua
1) Pretratamiento: Separación de sólidos en suspensión de tamaño grande.
•Desbaste o reténción. Rejas.
•Desarenado. Decantación de arenas.
•Desengrasado. Eliminación de grasas, aceites y otros materiales
flotantes.
2) Tratamiento primario. Separación de sólidos en suspensión de menor tamaño:
•Decantación en decantadores primarios.
•Floculación: formación de agregados de mayor tamaño mediante
el empleo de productos químicos.
Línea de agua
3) 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.
4) Tratamiento Terciario. Son métodos avanzados,
Línea de agua
5) Desinfección: tratamiento final destinado a eliminar los patógenos del agua.
•Cloración: cloro en forma de gas
•Ozonización
Líneas de fangos o biosólidos
• Espesamiento de fangos.
• Reducir volumen eliminando H2O para facilitar su manejo y
rendimiento en procesos posteriores.
• Espesadores que se basan en mecanismos de gravedad o
flotación
• Estabilización de fangos.
• Eliminación de materia orgánica.
• Vía aerobia o anaerobia: digestores o fermentadores.
• En la vía aerobia se necesita un aporte extra de O2 por lo que se
airean los fangos de forman que puedan actuar los
microorganismos. Esto eleva el coste del tratamiento por lo que se emplea en pequeñas instalaciones.
• Generalmente se utiliza la estabilización anaerobia: depósitos
Acondicionamiento químico.
•Mediante la adición de compuestos (cal, cloruro férrico) o calor a
presión.
•Provocan la coagulación de sólidos y facilitan el siguiente
proceso.
Deshidratación
•Mediante secado, filtros prensa y centrifugación
•Eliminación de agua.
•Estos pueden ser recogidos para su traslado a vertederos o sufrir
procesos de incineración o fabricación de compostaje.
Líneas de Gas
• Gas resultante de la digestión de fangos
• Puede ser reutilizado en la planta depuradora
• El gas que no se utiliza se suele quemar en unas
Control de la Calidad y Protección del
Agua
Vigilancia de la calidad del agua:
•Objetivo de detectar con rapidez la alteración del agua y su
origen.
•Sistemas de Redes de Control: describir las condiciones actuales
Órganos de Control Públicos:
•Comisarías de Aguas de las Cuencas Hidrográficas
•COCA (Red de Control de la Calidad de Aguas)
• Desde 1962
• Formada por 456 estaciones analizan 40 parámetros.
•COAS (Control de Aguas para el abastecimiento)
•ICTIOFAUNA (Control de la Calidad del agua para la vida piscícola)
•Red de Calidad de Aguas Subterráneas.
•Red ICA: se creó en 1991 con el fin de unificar y mejorar el Control de la Calidad del Agua.
• 1000 estaciones de muestreo de carácter periódico (EMP)
• 200 estaciones de muestreo ocasional (EMO)
• 200 estaciones autonómicas de alerta (EAA)
•Sistema Automático de Información de Calidad de Aguas (SAICA)
• Creada en 1993
• Estaciones de alerta permanente que realizan análisis de forma continua
• Transmiten sus datos a los controles de la cuenca.
• Estas estaciones se integran en la red ICA mediante el Hispasat.
Órganos de Control Públicos
:
Aguas Subterráneas
•Instituto Geominero:
• En 1970 creó la Red de observación de aguas subterráneas (ROCAS). En la actualidad controla 1650 puntos.
• Red de Observación de la Evolución de la Intrusión Marina en acuíferos costeros.
Sistema Jurídico Español:
• Medidas preventivas.
• Establecimiento de zona de protección de embalses.
• Perímetros de protección de acuíferos.
• Protección de Humedales
• Estudios de impacto ambiental y planificación hidrológica.
• Medidas activas
• Concesiones y autorizaciones de uso
• Autorizaciones de vertidos
• Canon de vertido
• Estructuras de depuración
• Limitación de contaminación en origen
• Protección de acuíferos sobreexplotados
