1 UNIDAD 11 : CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS

2 11.1 INTRODUCCIÓN La hidrosfera ocupa el 71 % de la superficie terrestre. Distribución: - 97,5% océanos y mares: agua salada - 2.5% agua dulce ( ** glaciares y aguas subterráneas)

3 PROBLEMA!! Por sus características (DISOLVENTE UNIVERSAL, CAPACIDAD DE ARRASTRE, CALOR ESPECÍFICO…) es utilizada como vehículo de transporte y eliminación de residuos…y por ello: SE CONTAMINA!!! Y ADEMÁS ALTERAMOS EL CICLO… ¿RECURSO RENOVABLE? YA NO…

4 11. 2 CONTAMINACIÓN DEL AGUA. DEFINICIONES La acción o al efecto de introducir materiales o inducir condiciones sobre el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación a sus usos posteriores o sus servicios ambientales. (LEY DE AGUAS) El agua está contaminada, cuando su composición o su estado natural está alterado de tal modo que ya no reúne las condiciones de utilización a las que se hubiera destinado en su estado natural". Debe considerarse también, tanto las modificaciones de las propiedades físicas, químicas y biológicas del agua, como los cambios de temperatura provocados por emisiones de agua caliente. (OMS) Consiste en una modificación, provocada normalmente por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, agricultura, pesca y ocio, así como para animales domésticos y vida cultural ( CARTA DEL AGUA, 1968)

5 CARTA del AGUA I Sin agua no hay vida posible. Es un bien preciado, indispensable a toda actividad humana. II Los recursos en agua dulce no son inagotables, es indispensable preservarlos, controlarlos y, si es posible, acrecentarlos. III Alterar la calidad del agua es perjudicar la vida del hombre y de los otros seres vivos que de ella dependen. IV La calidad del agua debe ser preservada de acuerdo con normas adaptadas a los diversos usos previstos y satisfacer especialmente las exigencias sanitarias. V Cuando las aguas, después de utilizadas, se reintegran a la Naturaleza, no deberán comprometer el uso ulterior, público o privado, que de ésta se haga. VI El mantenimiento de la cobertura vegetal adecuada, preferentemente forestal, es esencial para la conservación de los recursos hídricos. VII Los recursos hídricos deben inventariarse. VIII Para una adecuada administración del agua es preciso que las autoridades competentes establezcan el correspondiente plan. IX La protección de las aguas implica un importante esfuerzo, tanto en la investigación científica como en la preparación de especialistas y en la información del público. X El agua es un patrimonio común, cuyo valor debe ser reconocido por todos. Cada uno tiene el deber de utilizarla con cuidado y no desperdiciarla. XI La administración de los recursos hidráulicos debiera encuadrarse más bien en el marco de las cuencas naturales que en el de las fronteras administrativas y politicas. XII El agua no tiene fronteras. Es un recurso común que necesita de la cooperación internacional. ESTRASBURGO, Mayo 1968

6 RESUMIENDO … Alteración de la composición y estado natural del agua que puede provocar daños a los seres vivos y medio ambiente, o modificar los usos de la misma.

7 A.ORIGEN Y TIPOS DE CONTAMINACIÓN - Según el MODO: - Difusa: son foco emisor concreto. Distribución dispersa. - Puntual: el foco emisor está definido. Afecta a una región concreta

8 - Según el ORIGEN: 1- Natural: pólen, esporas, bacterias, excrementos, hojas  AUTODEPURACIÓN (oxidación química y biológica) 2- Antropogénica: 2.1 Urbana (detergentes, fecal, aceites, M.O..) 2.2 Agrícola y ganadero ( abonos, pesticidas, plaguicidas, purines  llegan por LIXIVIADO) 2.3 Industrial : Hg, Pb, térmica, pH, radiactividad, aceites, grasas…*** Especial importancia: petroquímicas, maderera, textil, minera, siderurgica, papelera,energética y alimentaria) 2.4 Transporte

9 Por poner un ejemplo: Maravillas de la industria….

10 B. FACTORES Y NIVEL DE CONTAMINACIÓN ¿ De qué depende que la contaminación sea más o menos grave? 1- Tipo de receptor: agua superficial vs subterránea ( t de residencia) 2- Cantidad y calidad del receptor: más volumen = mayor dilución, si ya está contaminado es grave, efecto tampón …), usos previos…. 3- Características de la biocenosis: “ organismos depuradores” 4- Características dinámicas: aguas lóticas (rios ) vs lénticas (lagos) 5- Región receptora: clima y geomorfología  precipitación y relieve 6- Naturaleza del contaminante

11 C. CONTAMINANTES DEL AGUA Y EFECTOS “ Toda sustancia quimíca, forma de energía o seres vivos que se encuentran en una proporción superior a la normal (del agua en estado natural) “ TIPOS DE CONTAMINANTES QUÍMICOS Orgánicos Inorgánicos FÍSICOS Temperatura Partículas Radiactividad BIOLÓGICOS Materia orgánica Microorganismos Virus Bacterias Protozoos Helmintos

12 Contaminantes físicos Temperatura  afecta al metabolismo Radiación Sólidos en suspensión  efectos en la turbidez (fotosíntesis), respiración…

13 Contaminantes químicos Orgánicos: Grasas,aceites,carbo hidratos,pesticidas, fenoles… Inorgánicos: N,P, carbonatos,cloruros, metales pesados,azufre… Gases: H 2 S, CH 4

14 CONTAMINANTES BIOLÓGICOS Bacterias: E. Coli, V. Cholerae, Salmonela tophimurium  Fiebre tifoides, disenteria, gastroenteritis y conjuntivitis Virus: Adenovirus, Enterovirus, Hepatitis A  hepatitis y poliomielitis Protozoos: Entamoeba histolytica  disenteria Gusanos: Ascaris lumbricoides, Schistosoma haematobium  esquistomatosis (quistes) Algas: alteran características organolépticas (algunas producen toxinas)

15 D. EFECTOS GENERALES DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA D.1 De ríos y lagos D.2 De aguas subterráneas D.3 De océanos y mares

16 D.1 RÍOS Y LAGOS RÍOS: - son usados como cloacas a cielo abierto por su capacidad de arrastre - reciben vertidos urbanos e industriales (***contaminación térmica) o por filtración de productos agrícolas-ganaderos - los efectos son evidentes en el tramo bajo - en zonas remansadas  eutrofización Efectos en comunidades acuáticas, apariencia y olor desagradable, fangos  restricciones en el uso del agua

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18 LAGOS -Contaminación más grave por su bajo o escaso dinamismo (sobretodo si son cuencas cerradas) - “ Enterramientos” (escombreras) - Eutrofización por vertidos agrícolas y urbanos ( sales de N y P y materia orgánica) 1- Bloom algal (clorofíceas) 2- Turbidez  no llega luz a capas inferiores  no fotosíntesis  anoxia  muerte de organismos  oxidación por bacterias aerobias de los restos 3- Agotamiento de N 4- Bloom de cianofíceas (tóxicas)  agotan el P 5- Sedimentación de restos  descomposición anaerobia (fermentaciones)

19 Cianobacterias Clorofíceas

20 MEDIDAS PREVENTIVAS Y CORRECTORAS - Prohibir vertidos o limitarlos - Depuración - Burbujear con oxígeno - Añadir sales de nitrógeno  para evitar cianofíceas - Usar detergentes sin polifosfatos - Preservar vegetación de ribera  “filtro verde”

21 D.2 AGUAS SUBTERRÁNEAS - Muy grave porque se detecta tarde y tienen baja capacidad autodepurativa ( hay pocos microorg. y poco oxígeno) - Contaminación por lixiviado y filtración: - puntual: fosa séptica o vertido urbano-industrial-g - difusa: abonos agrícolas y ganaderos - Salinización por entrada de cuñas salinas: intrusión salina (CASO GRAVE EN LA COSTA MEDITERRÁNEA POR LA SOBREEXPLOTACIÓN)

22 Intrusión salina

23 OCEÁNOS Y MARES -Por su gran volumen y poder de autodepuración son usados como “vertederos naturales” - Dependiendo de la morfología de la cuenca, tamaño y corrientes el efecto varia -Principales problemas: 1- Basuras flotantes  asfixia 2- Mareas negras  accidentes, bunkering y limpieza 3- Mareas rojas de dinoflagelados en zonas costeras 4- Eutrofización 5- Vertidos procedentes de ríos 6- Plaguicidas de deltas (DDT)

24 Mareas negras EFECTOS: -Pérdida de flotabilidad -Pérdida de aislamiento térmico -Incapacidad de volar -Efecto pantalla que limita el crecimiento algal -Toxicidad (por ingestión) -Daño ecológico y paisajístico -Reducción de capturas ¿Cómo evoluciona el vértido? -Evaporación de hidrocarburos ligeros (metano) -Emulsión  chapapote -Fotoxidación -Dispersión si hay oleaje  gotas -Sedimentación -Degradación bacteriana (BIO)

25 ¿ Cómo prevenir? - Buques con doble casco - Prohibir limpieza de tanques - Trazar nuevas rutas ¿ Cómo corregir o remediar? -Barreras flotantes -Barreras químicas (geles) - Bombas de aspiración, retirada manual - Hundirlo con arcilla o cenizas -Combustión???  contamina con óxidos de N y S - Biorremediación: Pseudomonas putida y P.oleovorans, Methylbacterium

26 Métodos de eliminación artificial de las mareas negras

27 MétodoVentajasInconvenientes  Recogida mecánica para la reutilización del petróleo o quemarlo  Utilización como fuel  Se requiere aguas tranquilas Contaminación atmosféricas si se quema

28 MÉTODO Aislamiento mediante flotadores, burbujas o sustancias gelificantes, para hundirlo con sustancias absorbentes o quemarlo VENTAJAS  Se reduce el impacto ambiental de las aguas más superficiales INCONVENIENTES  No se evita el impacto ambiental en los fondos marinos  Contaminación atmosférica

29 MÉTODO  Utilización de detergentes que facilitan la dispersión. VENTAJAS Mayor rapidez en la degradación. INCONVENIENTES Sólo vertidos pequeños  Posible efecto negativo sobre la capa cérea de las aves marinas

30 MÉTODO Dispersión e inoculación de bacterias para su degradación VENTAJAS Método natural  Conviene usar cultivos selectivos que degraden mejor cada tipo de compuestos y añadir bacterias del entorno y nutrientes orgánicos INCONVENIENTES  Utilización de detergentes para la dispersión, con el fin de aumentar la superficie de acción bacteriana

31 ACCIDENTES GRAVES Doñana (25-04-1998) Agua ácida y lodo con metales pesados por rotura de una presa minera Prestige (13-11-2002) A Coruña “Nunca mais”

32 11.3 CALIDAD DEL AGUA -Es la composición F-Q-B en su estado natural - Es la capacidad que tiene para responder a su demanda, por tanto, según el uso se requerirá una calidad u otra (LIBRO BLANCO ESPAÑA) - Son las condiciones que debe mantener para mantener un ecosistema equilibrado (DIRECTIVA MARCO UE) ¿Cómo se mide? A- Parámetros físicos, químicos y biológicos B- Índices compuestos C-Indicadores biológicos Información puntual Valores máximos establecidos por ley Información a largo plazo (seguimiento de vértidos y valorar autodepuración y recuperación- restauración

33 PARÁMETROS FÍSICOS -Transparencia o turbidez (Disco de Secchi,espectrofotómetro) - Características organolépticas -Conductividad PARÁMETROS QUÍMICOS -Nutrientes (P, N, Si, Fe)  mirar estado de oxidación kits y espectrofotómetro - Iones (Cl y S), sólidos disueltos y sólidos en suspensión -OD (oxímetro) DQO (valoración con dicromato) y DBO (DBO 5 lectura antes y después ) - TOC -pH (normal 6-8,5) - Alcalinidad (Valoración HCl-NaOH) iones bicarbonato o hidróxilo - Dureza (blandas 200mg/L de CaCO3 DBO/DQO -0,6: orgánica

34 ParámetroAusenciaDébilFuerte OD 753 DBO 52050 DQO 20 a 4040 a 6080 Coliformes/L 0-50.00050.000-100.000100.000-1000.000 Tabla. Grado de contaminación del agua PARÁMETROS BIOLÓGICOS Virus,coliformes,hongos,cianobacteria, y protozoos Si son tóxicos la ley los reglamenta

35 B-Índices compuestos Índice sapróbico de Pantle-Buck  (s.h)  h h: aparición ocasional (1), fecrecuente (2) muy frecuente(3) s: organismos oligosapróbico (1),  -meso (2),  -meso(3), poli (4) 1-1,5 ausencia (oligosapróbica) 1,5-2,5 débil (  -meso ) 2,5-3,5 fuerte (  -meso) 3,5-4: muy fuerte (poli) Otros índices: bióticos, F-Q, ICG.

36 Indicadores más empleados

37 Efectos de los vertidos en la biocenosis de los ríos

38 11.4 Sistemas de tratamiento y depuración de las aguas El desarrollo de estos sistema surge cuando comienza a aumentar la cantidad de residuos que se generan. No todos los países tienen la tecnología adecuada…..ni tan siquiera tienen agua… Muchas enfermedades son causadas por consumo de agua en mal estado ej: contaminación fecal en países subdesarrollados El tipo de tratamiento difiere según el uso posterior que se haga del agua: - si es para consumo: se debe potabilizar en ETAP - otros fines: eliminación residuos en EDAR

39 A. Tratamiento de agua para consumo: potabilización -El agua debe: - no presentar microorganismos patógenos - no contener tóxicos - presentar un color, transparencia, olor y sabor aceptable POTABILIZACIÓN 1-TRATAMIENTO GLOBAL Decantación, tamizado y filtrado (FÍSICO) Coagulación y floculación (QUÍMICO) Elimina partículas 2-TRATAMIENTO ESPECÍFICO Cloración, cloraminas Ozono, UV Desinfecta 3- TRATAMIENTO DE AFINE Reducir acidez y dureza Legislado!!!

40 Potabilización

41 B- Depuración de aguas residuales El agua una vez se usa queda contaminada  se debe devolver al medio en un estado similar al natural o en unas condiciones que el medio pueda autodepurarla HAY DOS TIPOS DE SISTEMAS DE DEPURACIÓN NATURAL O BLANDOS -Imitan la autodepuración -Son baratos -Requieren más tiempo - Volumen depurado menor DUROS O TECNOLÓGICOS -Rápidos -Gran volumen de agua depurado -Caros -Consumen mucha energía

42 DEPURACIÓN BLANDA Lagunaje: - aerobio (mucha S y poca Z) - anaerobio (poca S y mucha Z) - facultativas Filtros verdes: - chopos - cañas PELIGRO DE FILTRACIONES!!! : ASEGURARSE DE LA LITOLOGÍA

43 DEPURACIÓN DURA Las EDAR son de diferente diseño tipo de tratamiento según el tipo de agua depurar Todas incluyen 3 líneas: A - De agua: 1- Pretratamiento: eliminar sólidos grandes mediante DESBASTE, DESARENADO Y DESENGRASADO 2- T. Primario: eliminar sólidos en suspensión de menor tamaño : DECANTADO Y FLOCULACIÓN. Luego se ajusta el pH. 3- T. Secundario: Eliminación de M.O bien por fangos activos en biorreactores aerobios o mediante filtros bacterianos porosos

44 4- T.Terciario: eliminar más M.O, reducir N y P ….ES CARO PERO PERMITE REUTILIZAR EL AGUA DEPURADA 5- Desinfección: eliminar patógenos con Cl, ozono, UV.... ESTOS PROCESOS DEJAN UN CONCENTRADO DE CONTAMINANTES EN FORMA DE LODOS QUE DEBEN SER TRATADOS ¿Dónde? B- En la línea de fangos: 1- Espesamiento: reducir exceso de agua 2- Estabilización del fango: eliminar M.O via aerobia o en digestores via anaerobia  ventaja: metano y CO2 se usan como biogás 3- Acondicionamiento químico: coagulación 4- Deshidratación para facilitar el transporte: el resto queda o se incinera o se usa como compost. C- Línea de gas: aprovechamiento energético o quema en antorcha

45 11.5 CONTROL Y PROTECCIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA -La calidad debe vigilarse para detectar alteraciones y responder con rapidez -Comisarías de Aguas de cada Cuenca Hidrográfica -1962 Red COCA: 456 estaciones que analizan 40 parámetros -1991 Red ICA: EMP, EMO y EAA -1993 SAICA: estaciones de alerta permanente que transmiten información vía Hispasat: permite controlar origen y seguimiento de vertidos -Otras: COAS, Ictiofauna, ROAS, ROEIM….

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49 Y así….enlazamos con el tema 14: El agua, recurso básico -El agua es esencial para la vida -Pero la sobreexplotamos y la contaminamos….por tanto debemos remediarlo…¿cómo? - Ser más eficientes en el uso - I+D : reutilizar y reciclar el agua - Política hídrica basada en: eficiencia, ahorro, reutilización y reciclado

50 ¿De cuanta agua disponemos? Balance hídrico natural  P = E + T Balance hídrico del agua como recurso  Agua disponible = agua existente + aportes/entradas - salidas (embalses y acuíferos) (precipitación,rios) (evaporación, ríos, consumo)

51 ¿Cómo influye el ser humano en el ciclo hidrológico? Lo que se pretende es: - disminuir la evaporación del agua dulce - aumentar la condensación - disminuir la escorrentía y aumentar la infiltración

52 ¿Qué hacemos para lograrlo? -Presas y embalses -Controlar la explotación de acuíferos y recargarlos artificialmente con agua depurada -Recolectar el rocío -Trasvases -Desalinizadoras -Cobertura de presas -Acelerador hidrológico (de He) y lluvia artificial (con bombas de sales de Ag)

53 Usos del agua Según si puede ser reutilizada: a) uso consuntivo (NO!) ej: agrícola b) uso no consuntivo (SI!) ej: energético Según la actividad (si es o no prescindible) a) Primario (agrícola, doméstico, industrial y ambiental) b) Secundario (energético, navegación y ocio)

54 1- Uso urbano Depende del nivel de vida, del desarrollo económico y el tamaño de la población Se usa de embalses y de acuíferos Supone menos de 1/10 parte del consumo mundial ¿Cómo la usamos? -5% beber y cocinar -5% jardín -25% lavar -30% cisternas -35% higiene personal Reducir consumo: ¿Cómo? - instalaciones de bajo consumo -Precio justo -Paisaje xerófito -Reutilización de agua -Educación ambiental

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56 2- Uso industrial (2ª demanda más importante y ¼ del consumo total) -Uso directo como materia prima -Como refrigerante -Como receptor de vertidos -Como transporte de material -Cómo agente de limpieza Para fabricar 1 kg de Al se necesitan 100.000 L, 250L para 1 kg de papel y 4500 L. para un kg de arroz…. Reducir consumo reutilizando, reciclando, incentivando,evitar contaminación y aumentar eficiencia

57 3- Uso agrícola Riego  70% consumo mundial Ganadería A destacar: sistemas de riego ineficientes  se “pierde” agua por evaporación o filtración Dependiendo del tipo y sistema de cultivo se gasta más o menos agua Reducir: -Gestionar mejor: reparto equitativo-precio justo - Sistemas de riego mejorados  goteo directo en raíz - Regar con agua depurada y desinfectada…

58 4- Uso energético En centrales hidroeléctricas y como refrigeración de centrales nucleares  se puede reutilizar 5- Uso en navegación y ocio Navegación fluvial  residuos de fuel Deportes acuáticos, bronceadores….

59 6- Uso ecológico o medioambiental Caudal ecológico/ambiental o mínimo: cantidad de agua necesaria para preservar los ecosistemas (biodiversidad, dinámica, mantenimiento del paisaje y recarga de acuíferos) Caudal de mantenimiento: cantidad de agua que permite el desarrollo adecuado de la vida  debe ser 10% del total de los recursos hídricos….juajauauau!!!!

60 Vocabulario a tener en cuenta Demanda hídrica: cantidad de agua que se requieren los usuarios Extracción: cantidad de agua que se transporta desde su fuente natural Suministro: cantidad de agua que se entrega al usuario Consumo: parte del suministro que se gasta de forma efectiva

61 Visto lo visto…hay que gestionar el uso del agua a través de una planificación hidrológica Ordenar los usos Aumentar eficiencia del uso Soluciones técnicas Tomar medidas: generales (vistas), técnicas y políticas

62 Medidas técnicas Embalses y trasvases Restaurar el curso de los ríos ( aumentando pendiente, retirando sedimentos, estabilizando márgenes..) Control explotación de acuíferos Desalinización: - por procedimiento térmicos/ destilación técnica  se obtiene agua destilada a la cual hay que añadir sales y rectificar acidez y dureza - Por filtración: ósmosis inversa (FOTO)

63 Medidas políticas Pag 368 ….leer Que suenen: - Conferencia del Agua ONU (1977)  la 1ª que se hace - Conferencia NUMAD (1992)  agenda 21 : los países deben controlar el uso, contaminación…

64 Y en España…

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