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RECURSOS HÍDRICOS. 2.1. El Agua Imprescindible para la vida. Determina la distribución de especies y la ubicación de núcleos urbanos e industriales. El.

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1 RECURSOS HÍDRICOS

2 2.1. El Agua Imprescindible para la vida. Determina la distribución de especies y la ubicación de núcleos urbanos e industriales. El recurso natural más preciado y necesario. Un bien limitado y escaso por: Desigual distribución de las precipitaciones. Desigual distribución humana, tanto territorial como temporal disponibilidad local variable. Fuerte crecimiento de su demanda (por el aumento poblacional y del consumo per cápita). Contaminación del recurso en muchas regiones. Inadecuada gestión del agua. Escaso desarrollo de reciclaje y reutilización de aguas.

3 Distribución Global del Agua

4 2.2. Tipos de Recursos Hídricos Aguas Superficiales: Proporcionan la mayoría del agua utilizada. Se agrupan en cuencas hidrográficas delimitadas por divisorias de aguas. Reguladas de forma natural por distintos factores: nieve, hielo, pendiente, cubierta vegetal, estructura del suelo, zonas de acumulación (lagos, humedales)… Reguladas artificialmente por presas, que acumulan esas aguas en embalses. Constituidas por ríos, arroyos, lagos, lagunas, humedales, zonas encharcadas, etc. Aguas Subterráneas: Debidas a la infiltración del agua de precipitación. Retenidas por capas de materiales impermeables. Saturan los poros y huecos del terreno formando acuíferos. Su límite superior marca el Nivel Freático. Alimentan cauces superficiales en periodos de sequía (sin el aporte subterráneo estarían secos durante el verano). En riesgo por contaminación y sobre-explotación.

5 Cuenca Hidrológica y Cuenca Hidrogeológica

6 Cuencas Hidrológicas

7 2.3. Usos del Agua Consuntivos: merman calidad y/o cantidad de agua. No Consuntivos: no merman ni calidad ni cantidad de agua, permitiendo su utilización para otros usos.

8 Precipitaciones, consumo y uso por cuencas

9 Usos Consuntivos Agropecuarios: suponen el 70-80% del consumo total de agua. Se explotan aguas superficiales y también subterráneas. Se destinan a cultivos de regadío. Urbanos o domésticos: abastecen a población, comercio y servicios. Requieren tratamientos previos para proteger la salud pública. Industriales: para síntesis de productos químicos, refrigeración, limpieza, generación de vapor…

10 Consumo de Agua por persona y año

11 Consumo de Agua por sectores

12 Usos No Consuntivos Energéticos: se aprovecha el potencial hidroeléctrico del agua en las diferentes presas. Recreativos y Navegación: utilización de ríos, lagos y embalses para actividades deportivas, curativas y de ocio (baño, disfrute de balnearios, pesca, práctica de deportes acuáticos, navegación). Ecológicos y Ambientales: conservación de caudales mínimos para garantizar un medio acuático natural en equilibrio biológico, evitar el estancamiento de las aguas, diluir la contaminación dispersa, conservar la estética de los paisajes naturales, regular el clima local…

13 Aprovecha la energía potencial y cinética del agua de un embalse para generar electricidad. Recorrido del agua: Embalse tubería forzada turbinas generador Energía Hidráulica

14 VENTAJAS: Renovable, limpia, autóctona (a nivel regional). Bajo coste de explotación (el embalse se hace con otro fin, y ya que está, se aprovecha). Importante almacén de energía. Responde bien a los picos de consumo. Todas las de las presas: evita grandes avenidas, acumula agua para abastecimiento de poblaciones, regadíos…, permite la práctica de deportes acuáticos. DESVENTAJAS: Todas las de las presas: inundación de áreas extensas (pueblos enteros, campos, patrimonio histórico, bosques de ribera…), desaparición de deltas y barreras arenosas costeras, barrera natural para las especies, tiempo de vida limitado (colmatación del vaso), riesgo de rotura del dique (ejemplo: tragedia de Ribadelago, 9 enero 1959). Futuro: centrales minihidráulicas Energía Hidráulica

15 Cuencas más productivas son también las más caudalosas: Norte, Ebro y Duero. CC.AA. más productivas son, por tanto: Galicia, Aragón, Cataluña y Castilla y León.

16 Energía Hidráulica

17 2.4. Gestión del Agua Problemática: despilfarro, contaminación, pérdidas por deficiencias en el sistema de conducción, sistemas de riego tradicionales. Gestión Eficaz del Agua: Medidas Generales Medidas en Agricultura Medidas en Industria Medidas en Consumo Urbano Medidas Técnicas Medidas Legislativas

18 Medidas Generales Protección frente a la contaminación. Fomento del reciclaje y reutilización del agua. Protección de los bosques y la cubierta vegetal. Regulación de la explotación de acuíferos (para evitar sobre-explotación, riesgo de salinización)

19 Medidas en Agricultura Sustitución de los sistemas de regadío por otros más eficientes (aspersión, goteo). Mejora de la infraestructura de transporte y distribución del agua. Cambios en el tipo de cultivo. Reducción de la agricultura de regadío y fomento de la agricultura de secano. Agricultura más ecológica: reducción del uso de fertilizantes y pesticidas, y utilización de los residuos ganaderos como fertilizante agrícola.

20 Medidas en Industria Incremento de la eficiencia de los procesos industriales en lo referente a utilización de agua. Limitación de emisiones y vertidos contaminantes. Fomento de procesos de reciclaje y reutilización del agua industrial.

21 Medidas en Consumo Urbano Concienciación ciudadana para evitar el derroche de agua en los hogares. Utilización de electrodomésticos con bajo consumo de agua. Instalación de dispositivos ahorradores (cisternas con tirador doble, perlizadores…) Depuración de aguas residuales. Adaptación del precio del agua a su coste real, y penalización del consumo excesivo. Limitación para la creación de piscinas, campos de golf y grandes urbanizaciones en zonas deficitarias.

22 Medidas Técnicas Construcción de presas y embalses. Control del nivel freático de los acuíferos. Construcción de sistemas de captación de lluvia o de humedad ambiental (ejemplo: Canarias). Desalinización de aguas subterráneas de baja calidad o de aguas marinas.

23 Medidas Legislativas Ley de Aguas, Plan Hidrológico Nacional, Planes Hidrológicos de Cuenca, Plan Nacional de Regadíos, Reglamento del Dominio Público Hidráulico… y numerosas Órdenes, Reales Decretos, etc. Regulan aspectos relativos a la captación de aguas, requisitos de calidad de las mismas, control de vertidos, tratamiento de aguas residuales, regadíos…

24 Recurso cada vez más difícil de obtener. El agua es un bien escaso que se gasta desmesuradamente. Mientras que los recursos son fijos los consumos aumentan.

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27 FUENTES DE CONTAMINACIÓN En función de su origen: Contaminación natural, cuando el agua tiene polen, hojas, excrementos, minerales, gases. Estos residuos son eliminados por la capacidad auto depuradora del agua. Contaminación antrópica : Aguas residuales urbanas o aguas negras: ricas en microorganismos, materia orgánica y productos de limpieza. Gran demanda de O2. Aguas ricas en nutrientes de uso agrícola: aguas ricas en fosfatos y nitratos ( peligrosas para la salud), eutrofizantes y contaminantes de acuíferos. Aguas ricas en residuos ganaderos: abundancia de microorganismos y nitrógeno. Contaminan aguas subterráneas. Productos químicos de origen industrial: sustancias tensoactivas y coadyuvantes de detergentes, pesticidas... Petróleo y sus derivados. Obras civiles: embalses y canalizaciones. Contaminación térmica.

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29 Impactos producidos por obras civiles fluviales Presas o embalses Modificación del sistema fluvial. Retención del sedimento ( colmatación), aumento poder erosivo aguas abajo, retroceso de deltas y erosión de playas. Eutrofización. Variaciones nivel freático. Canalizaciones Aumento de la pendiente media del río, mayor erosión. Disminución de la vegetación y fauna fluvial. Degradación estética. Trasvases Enfrentamiento social entre regiones ricas y pobres.

30 Tipos de fuentes de contaminación Puntuales: que vierten a través de un foco muy localizado (vertidos industriales, los desagües, descargas de la EDAR). No puntuales: vierten de manera difusa y son difíciles de delimitar geográficamente (vertidos agrícolas,mineros, construcción...)

31 Tipos de contaminantes: Contaminación biológica Materia orgánica y microorganismos: 1.Se contamina básicamente por los excrementos. 2.Pueden producir enfermedades (oportunistas) si no son patógenos. 3.Los patógenos siempre causan enfermedades: hepatitis A, poliomielitis, gastroenteritis, diarreas, cólera, infecciones de la piel..

32 Contaminación biológica Grupo de organismos/Enfermedades causadas / Organismos causantes Virus: Hepatitis A, poliomielitis, gastroenteritis vírica, diarrea Bacterias: Diarreas, fiebres tifoideas y paratifoideas, gastroenteritis bacteriana, disentería bacilar, cólera, septicemia, infecciones oportunistas de la piel. Protozoos: Diarreas (Balantidium coli, Entamoeba histolytica, Giardia lambia, Isospora) Helmintos:Schistosoma, Áscaris, Taenia, Fasciola, Dracúnculus

33 Contaminantes químicos – Biodegradables: nitratos y fosfatos. Procedentes de fertilizantes o descomposición materia orgánica. Combinados con grupos amino producen nitrosaminas que son cancerígenas. SH2, CH4….producen malos olores y sabores. – No biodegradables: compuestos obtenidos por síntesis química(plásticos, pesticidas, metales...). Compuestos orgánicos como plaguicidas, hidrocarburos aromáticos, PCBs, que alteran color, olor, sabor..

34 Contaminantes físicos: – Naturales: rayos, suelo. – Antrópicos: líquidos refrigerantes, residuos radiactivos, lodos. Mutagénicos y cancerígenos. – Contaminación térmica: por utilización de agua como refrigerante. Afecta al D.B.O.

35 EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN Generales

36 Aguas superficialesAguas subterráneas Fáciles de contaminar Fáciles de proteger Fácil de detectar Contaminación visible Al haber oxigeno mayor autodepuración Depuración artificial fácil Difíciles de contaminar Difíciles de proteger Difícil de detectar Contaminación no visible Al no haber oxigeno menor contaminación Depuración artificial difícil

37 Concepto de eutrofización Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad. El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.

38 Nutrientes que eutrofizan las aguas Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos. 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, 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 erosionadas o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales, pero con los vertidos humanos esta cantidad sube mucho. Durante muchos años los jabones y detergentes fueron los principales causantes de este problema.

39 Fuentes de 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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42 Medida del grado de eutrofización Para conocer el nivel de eutrofización de un agua determinada se suele medir el contenido de clorofila de algas en la columna de agua y este valor se combina con otros parámetros como el contenido de fósforo y de nitrógeno y el valor de penetración de la luz.

43 Medidas para evitar la eutrofización Disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos, usando detergentes con baja proporción de fosfatos, empleando menor cantidad de detergentes, no abonando en exceso los campos, usando los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc. 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. Usar los fertilizantes más eficientemente. 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.

44 Contaminación de aguas subterráneas Dos grandes problemas: sobrexplotación y contaminación. La contaminación microbiana disminuye con la distancia que el agua recorre por filtración por el terreno, siendo mínimas en zonas profundas. Los contaminantes físico-químicos si llegan fácilmente a zonas profundas.

45 Las aguas subterráneas son más difíciles de proteger, de depurar artificialmente y tienen una depuración natural lenta.

46 Origen de la contaminación subterránea Residuos sólidos urbanos Aguas residuales Actividades agrícolas Ganadería Actividades industriales Actividades mineras

47 Sobreexplotación de los acuíferos Provocada por la gran cantidad de agua extraída con fines agrícolas. Si ocurre en acuíferos costeros, además de producirse una depresión en el nivel hidrostático de forma cónica, se origina una intrusión salina. Se debe paliar la sobreexplotación de los acuíferos con un uso racional y facilitando su recarga.

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49 Contaminación de aguas marinas Desde siempre, el mar se ha considerado un vertedero. Asistimos al desequilibrio del medio marino por todo tipo de factores: -Vertidos de aguas residuales (urbanas, industriales, dragados) que hacen que el medio marino sea el caldo de cultivo para multitud de microorganismos patógenos. - Vertidos de petróleo: barcos, refinerías, plataformas.

50 Efectos del vertido de petróleo Impide la fotosíntesis: por dificultar la transmisión de la luz. Disminuye el oxígeno del agua, por frenar su oxigenación desde la atmósfera o con la fotosíntesis y por consumirse en su propia degradación. Impregnando a todo tipo de organismos, causando su intoxicación y muerte.

51 Merecen especial atención los hidrocarburos, ya que la magnitud del impacto ambiental de los vertidos de petróleo es enorme. Tras un vertido se suceden una serie de etapas hasta que se elimina la mancha, durante las cuales se producen graves alteraciones en los ecosistemas marinos. Etapa de expansión: en esta etapa el petróleo se extiende rápidamente por la superficie marina, al ser menos denso que el agua, lo que ocasiona un gran desastre ecológico. Etapa de estabilización: los contaminantes se estabilizan en las distintas zonas del mar, afectando a los correspondientes ecosistemas, lo que puede durar varios meses. Etapa de reconstrucción o recolonización de las poblaciones marinas; es la etapa más larga, y suele durar varios años.

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53 Posibles formas de tratar las mareas negras Inocular bacterias consumidoras de petroleo. Potenciar la acción bacteriana del agua marina. Aislamiento con flotadores, burbujas, geles, para después eliminarlo ( quemarlo, hundirlo, aspirarlo). Dispersión con agentes tensoactivos. Utilización de absorbentes.

54 Características del agua Calidad del agua

55 La calidad del agua se define en función de una serie de parámetros físicos, químicos y biológicos, que indican las características del agua y que la hacen apropiada o no para el uso al que se vaya a destinar. Los parámetros son indicadores de las características y de las propiedades que los diferentes contaminantes pueden proporcionar al agua, por lo que son de utilidad para determinar el grado y origen de las alteraciones de su calidad. Se clasifican en: físicos, químicos y biológicos.

56 Alteraciones físicas Características y contaminación que indica Color 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.. Las aguas contaminadas pueden tener muy diversos colores pero, en general, no se pueden establecer relaciones claras entre el color y el tipo de contaminación Olor y sabor 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. Temperatura El aumento de temperatura disminuye la solubilidad de gases (oxígeno) y aumenta, en general, la de las sales. Aumenta la velocidad de las reacciones del metabolismo, acelerando la putrefacción. La temperatura óptima del agua para beber está entre 10 y 14ºC. Las centrales nucleares, térmicas y otras industrias contribuyen a la contaminación térmica de las aguas, a veces de forma importante.

57 Materiales en suspensión Partículas como arcillas, limo y otras, aunque no lleguen a estar disueltas, son arrastradas por el agua de dos maneras: en suspensión estable (disoluciones coloidales); o en suspensión que sólo dura mientras el movimiento del agua las arrastra. Las suspendidas coloidalmente sólo precipitarán después de haber sufrido coagulación o floculación (reunión de varias partículas) Radiactividad Las aguas naturales tienen unos valores de radiactividad, debidos sobre todo a isotopos del K. Algunas actividades humanas pueden contaminar el agua con isótopos radiactivos. Espumas 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. Conductividad 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. Como la temperatura modifica la conductividad las medidas se deben hacer a 20ºC

58 Alteraciones químicas del agua Alteraciones químicas Contaminación que indica pH 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. La principal substancia básica en el agua natural es el carbonato cálcico que puede reaccionar con el CO 2 formndo un sistema tampón carbonato/bicarbonato. 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. Oxígeno disuelto OD 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, septicización, mala calidad del agua e incapacidad para mantener determinadas formas de vida.

59 Materia orgánica biodegradable: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO 5 ) 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. Materiales oxidables: Demanda Química de Oxígeno (DQO) 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.

60 Nitrógeno total 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. En los análisis habituales se suele determinar el NTK (nitrógeno total Kendahl) que incluye el nitrógeno orgánico y el amoniacal. El contenido en nitratos y nitritos se da por separado. Fósforo total El fósforo, como el nitrógenos, es nutriente esencial para la vida. Su exceso en el agua provoca eutrofización. El fósforo total incluye distintos compuestos como diversos ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico. La determinación se hace convirtiendo todos ellos en ortofosfatos que son los que se determinan por análisis químico.

61 Aniones: cloruros nitratos nitritos fosfatos sulfuros cianuros fluoruros 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. CationesCationes: sodio calcio y magnesio amonio metales pesados 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)

62 Compuestos orgánicos 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 y cuando reaccionan con el cloro que se añade como desinfectante forman clorofenoles que son un serio problema porque dan al agua muy mal olor y sabor. La contaminación con pesticidas, petróleo y otros hidrocarburos se estudia con detalle en los capítulos correspondientes.

63 Alteraciones biológicas del agua Contaminación que indican Bacterias coliformesDesechos fecales VirusDesechos fecales y restos orgánicos Animales, plantas, microorganismos diversos Eutrofización

64 Cuadro de enfermedades por patógenos contaminantes de las aguas Tipo de microorganismo EnfermedadSíntomas BacteriasCólera Diarreas y vómitos intensos. Deshidratación. Frecuentemente es mortal si no se trata adecuadamente BacteriasTifus Fiebres. Diarreas y vómitos. Inflamación del bazo y del intestino. BacteriasDisentería Diarrea. Raramente es mortal en adultos, pero produce la muerte de muchos niños en países poco desarrollados BacteriasGastroenteritis Náuseas y vómitos. Dolor en el digestivo. Poco riesgo de muerte VirusHepatitis Inflamación del hígado e ictericia. Puede causar daños permanentes en el hígado VirusPoliomelitis Dolores musculares intensos. Debilidad. Temblores. Parálisis. Puede ser mortal Protozoos Disentería amebiana Diarrea severa, escalofríos y fiebre. Puede ser grave si no se trata GusanosEsquistosomiasisAnemia y fatiga continuas

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66 Índices analíticos que se emplean para medir la contaminación orgánica de las aguas OD u Oxigeno disuelto. Es fundamental para el desarrollo de la vida acuática. Cuando hay vertidos de materia orgánica disminuye pues se utiliza para su descomposición. DBO o demanda biológica de oxígeno. Mide el oxígeno que consumen los microorganismos del agua para oxidar la materia orgánica que esta contiene (el valor mas usado es el consumido en 5 días a 20ºC). Materia orgánica + O 2 = Materia inorgánica oxidada + CO 2 + H 2 O

67 DQO. o demanda química de oxígeno. Representa el oxígeno disuelto en el agua que se gasta en oxidar la materia, por agentes químicos, en un medio ácido (valor recomendado 20mg De O 2 /L). La relación entre DBO y DQB nos indica el tipo de contaminación de aguas residuales. DBO/DQB menor de 0,2 nos informa de un vertido de tipo inorgánico, mientras que si es mayor de 0,6 el vertido es orgánico. COT o carbono orgánico total. Es la medida del contenido total de carbono de los compuestos orgánicos (se obtiene midiendo el contenido total de CO 2 producido por la muestra en un horno a alta temperatura).

68 POTABILIZACIÓN DE AGUAS

69 Agua (Medio natural) Coagulación Coagulante CribadoDecantación Filtrado DesinfecciónAgua potable Oxidante Lodos Esquema de los tratamientos que se aplican para potabilizar el agua de un río

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71 Estos son de dos tipos: Tratamiento global, que consiste en aplicar diferentes procesos físicos (como la sedimentación, filtrado y tamizado) que permiten separar las partículas presentes en el agua por su tamaño, y procesos químicos, como la coagulación, para formar agregados de partículas y su posterior precipitación. Tratamiento especial, como la desinfección, que puede realizarse de dos formas: la cloración, que es el método más empleado, dado que el cloro es un poderoso oxidante y desinfectante, es barato y fácil de controlar, pero presenta como inconveniente que aporta sabor desagradable al agua, y el ozono y las radiaciones ultravioleta, que son procedimientos caros, aunque más eficaces. Las cloraminas se suelen emplear en estaciones de tratamiento alejadas de las zonas de consumo, ya que éstas permanecen mucho más tiempo en el agua que el cloro libre.

72 DEPURACIÓN DE AGUAS

73 DesbasteDesarenadoDesengrasado Pretratamiento Tratamiento primario Tratamiento secundario Tratamiento terciario Cloración Ósmosis inversa Electrolisis Adsorción... Decantación secundaria Tratamiento biológico (Fangos activos) Decantación primaria Floculación Neutralización Entrada de Aguas fecales Vertido Final Fangos Compactación Estabilización Deshidratación Acondicionamiento Vertedero controlado Incineración Compostaje Biogás Esquema del Funcionamiento de una depuradora de aguas fecales

74 Tratamientos Físicos Sedimentación. Flotación: Natural o provocada con aire. Filtración: Con arena, carbón, cerámicas, etc. Evaporación. Adsorción: Con carbón activo, zeolitas, etc. Desorción (Stripping): Se transfiere el contaminante al aire (ej. amoniaco ).

75 Tratamientos Químicos Coagulación-floculación.- Agregación de pequeñas partículas usando coagulantes y floculantes (sales de hierro, aluminio, polielectrolitos, etc.) Precipitación química.- Eliminación de metales pesados haciéndolos insolubles con la adición de lechada de cal, hidróxido sódico u otros que suben el pH. Oxidación-reducción.- Con oxidantes como el peróxido de hidrógeno, ozono, cloro, permanganato potásico o reductores como el sulfito sódico. Reducción electrolítica.- Provocando la deposición en el electrodo del contaminante. Se usa para recuperar elementos valiosos. Intercambio iónico.- Con resinas que intercambian iones. Se usa para quitar dureza al agua. Osmosis inversa.- Haciendo pasar al agua a través de membranas semipermeables que retienen los contaminantes disueltos.

76 Tratamientos biológicos. Usan microorganismos que se nutren con diversos compuestos de los que contaminan las aguas. Los flóculos que se forman por agregación de microorganismos son separados en forma de lodos. Lodos activos.- Se añade agua con microorganismos a las aguas residuales en condiciones aerobias (burbujeo de aire o agitación de las aguas). Filtros bacterianos.- Los microorganismos están fijos en un soporte sobre el que fluyen las aguas a depurar. Se introduce oxígeno suficiente para asegurar que el proceso es aerobio. Biodiscos.- Intermedio entre los dos anteriores. Grandes discos dentro de una mezcla de agua residual con microorganismos facilitan la fijación y el trabajo de los microorganismos. Lagunas aireadas.- Se realiza el proceso biológico en lagunas de grandes extensiones. Degradación anaerobia.- Procesos con microorganismos que no necesitan oxígeno para su metabolismo.

77 FASES DEPURACIÓN

78 Niveles de tratamiento a)Pretratamiento.- Es un proceso en el que usando rejillas y cribas se separa restos voluminosos como palos, telas, plásticos, etc. b) Tratamiento primario.- Hace sedimentar los materiales suspendidos usando tratamientos físicos o fisico-químicos. En algunos casos dejando, simplemente, las aguas residuales un tiempo en grandes tanques o, en el caso de los tratamientos primarios mejorados, añadiendo al agua contenida en estos grandes tanques, sustancias químicas quelantes* que hacen más rápida y eficaz la sedimentación. También se incluyen en estos tratamientos la neutralización del pH y la eliminación de contaminantes volátiles como el amoniaco (desorción). Las operaciones que incluye son el desaceitado y desengrase, la sedimentación primaria, la filtración, neutralización y la desorción (stripping).

79 c)Tratamiento secundario.- Elimina las partículas coloidales y similares. Puede incluir procesos biológicos y químicos. El proceso secundario más habitual es un proceso biológico en el que se facilita que bacterias aerobias* digieran la materia orgánica que llevan las aguas. Este proceso se suele hacer llevando el efluente que sale del tratamiento primario a tanques en los que se mezcla con agua cargada de lodos activos (microorganismos). Estos tanques tienen sistemas de burbujeo o agitación que garantizan condiciones aerobias para el crecimiento de los microorganismos. Posteriormente se conduce este líquido a tanques cilíndricos, con sección en forma de tronco de cono, en los que se realiza la decantación de los lodos. Separados los lodos, el agua que sale contiene muchas menos impurezas.

80 d) Tratamientos más avanzados Consisten en procesos físicos y químicos especiales con los que se consigue limpiar las aguas de contaminantes concretos: fósforo, nitrógeno, minerales, metales pesados, virus, compuestos orgánicos, etc. Es un tipo de tratamiento más caro que los anteriores y se usa en casos más especiales: para purificar desechos de algunas industrias, especialmente en los países más desarrollados, o en las zonas con escasez de agua que necesitan purificarla para volverla a usar como potable, en las zonas declaradas sensibles (con peligro de eutrofización) en las que los vertidos deben ser bajos en nitrógeno y fósforo, etc.

81 Líneas de tratamiento en las EDAR En el funcionamiento de una EDAR (estación depuradora de agua) se suelen distinguir dos grandes líneas: a) Línea de agua.- Es el conjunto de los procesos (primarios, secundarios, etc.) que depuran el agua propiamente dicha. Comenzaría con el agua que entra a la depuradora y terminaría en el agua vertida al río o al mar. b) Línea de fangos.- Está formada por el conjunto de procesos a los que se somete a los fangos (lodos) que se han producido en la línea de agua. Estos lodos son degradados en un digestor anaeróbico* (o en otra forma similar), para ser después incinerados, usados como abono, o depositados en un vertedero. En una planta depuradora también se generan, además de los lodos, otros residuos (arenas, grasas, objetos diversos separados en el pre tratamiento y en el tratamiento primario) que deben ser eliminados adecuadamente. Se suelen llevar a vertederos o similares.

82 Tratamientos especiales: eliminación de N y P En los casos en los que las aguas que salen de la EDAR se vierten a ecosistemas en peligro de eutrofización es importante eliminar los nutrientes (P y N) que estas aguas pueden llevar, para no aumentar la intensidad de ese proceso. Para eliminar fósforo se suelen pasar las aguas por un reactor "anaerobio" que facilita una mayor asimilación de ese elemento por las bacterias. Si esto no es suficiente se complementa con una precipitación química forzada por la adición de sulfato de alúmina o cloruro férrico. La eliminación de nitrógeno se hace en varias fases. En primer lugar, durante el tratamiento biológico habitual, la mayor parte de los compuestos orgánicos de nitrógeno se convierten en amoniaco (amonificación). A continuación hay que conseguir que el amoniaco se convierta a nitratos (nitrificación) por la acción de bacterias nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter) que son aerobias. Este proceso de nitrificación necesita de reactores de mucho mayor volumen (unas cinco o seis veces mayor) que los necesarios para eliminar carbono orgánico. Las temperaturas bajas también dificultan el proceso (a 12ºC el volumen debe ser el doble que a 18ºC). A continuación se procura la eliminación de los nitratos en el proceso llamado desnitrificación. Para esto se usan bacterias en condiciones anaerobias que hacen reaccionar el nitrato con parte del carbono que contiene el agua que está siendo tratada. Como resultado de la reacción se forma CO 2 y N 2 que se desprenden a la atmósfera. Para llevar a cabo estos procesos hacen falta reactores de gran volumen, aireación de gandes masas de agua y recirculación de fangos que complican y encarecen todo el proceso de depuración.

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