CONTAMINACIÓN DE AGUAS

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1 CONTAMINACIÓN DE AGUAS
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2 1. INTRODUCCIÓN CONCEPTO.
El agua es un bien escaso que se gasta en exceso y se contamina, por ello es importante un uso racional evitando su contaminación y tratar los residuos para su reutilización. CONCEPTO. Incorporación al agua de materias extrañas que dificultan su utilización para los fines previstos Si el foco contaminante afecta a una zona determinada se habla de contaminación puntual. Si el foco contaminante no está claro y afecta a una zoma amplia se habla de contaminación difusa.

3 ORIGEN DE LOS CONTAMINANTES
CONTAMINACIÓN NATURAL Se producen sin la intervención humana. Polen, hojas, excrementos, minerales de escorrentía, esporas. Normalmente son eliminados por la capacidad depuradora del agua. CONTAMINACIÓN ANTRÓPICA . Aguas residuales urbanas, aguas negras ricas en microorganismos, materia orgánica y productos químicos de origen domestico ( detergentes, lejías, cosméticos, hormonas, medicamentos). Aguas de uso agrícola ( nitratos, fosfatos, plaguicidas, sales) Aguas de residuos ganaderos ( excrementos, microorganismos, antibioticos, hormonas, materia orgánica). Aguas procedentes de la industria ( productos químicos, petroleo y derivados, restos mineros, contaminación radiactiva y térmica)

4 FACTORES. NIVELES DE CONTAMINACIÓN
Tipo de receptor: Aguas superficiales o subterraneas. Cantidad y calidad del receptor. Si el volumen de agua es alto se diluye más facilmente el contaminante. Si la calidad del agua ya es baja es mas problemático. Características de la biocenosis: Mayor o menor presencia de organismos que pueden degradar el contaminante. Características dinámicas: Las aguas en movimiento dispersan los contaminantes. Condiciones climatológicas: Si hay lluvias se dispersan los contaminante. Condiciones del relieve: Si hay pendiente hay movimiento del agua. Usos previos del agua: Vertidos que ha soprtado, existencia de sistemas de depuración

5 2. CONTAMINANTES DEL AGUA
CONTAMINANTES FÍSICOS. - TEMPERATURA Origen: son aguas procedentes de refrigeración de centrales térmicas y nucleares, el agua de las turbinas de los embalses vertidas a los ríos. Efectos: Desaparición de especies, variación de los ciclos de crecimiento de algunas especies, reproducción anómala de algunas especies (salmón, trucha) aumento de la velocidad de reacciones químicas y toxicidad de algunos compuestos, descenso de la capacidad autodepuradora.

6 PARTÍCULAS RADIACTIVAS
Origen: Refrigeración de centrales nucleares, residuos radiactivos de hospitales y centros de investigación, fuentes naturales como el radón del suelo. Efectos: Acumulación en lodos y fondos oceánicos, mutaciones y cancer. PARTÍCULAS GROSERAS.SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN. Origen: Inorgánico (lodos, arenas, gravas) de la erosión del suelo, orgánico (restos vegetales y animales). Efectos: Dificulta la entrada de la luz y aumenta la turbidez, disminuye la flora aerobia y altera las cadena alimenticias, dificulta la movilidad y respiración de seres acuáticos, puede dañar las branquias, modifica las propiedades físicas del agua (color,olor, sabor), pueden acumularse en el fondo y perjudicar a los seres vivos asociados a el.

7 CONTAMINANTES QUÍMICOS
C. ORGÁNICOS Origen:Aguas residuales (proteínas, azúcares), industria ( grasas y aceites, pesticidas) Efectos: Modifica el olor y color, altera las cadenas alimenticias. C. INORGÁNICOS. Origen: Aguas residuales (sales, bases, lejías, detergentes, nitratos y fosfatos), Agricultura y ganadería ( nitratos y fosfatos) industria ( metales pesados, modificadores del pH). Efectos: Variaciones del pH, salinización, aumento de la dureza del agua, bioacumulación, eutrofización, modificación de las características organolépticas. CONTAMINANTES BIOLÓGICOS Origen: Aguas residuales domésticas y plantas de tratamiento que contienen bacterias( cólera, salmonella, )virus ( hepatitis), protozoos( ameba) gusanos parásitos(ascaris) algas Efectos: Enfermedades, aguas contaminadas, insectos que viven cerca y sus picaduras producen enfermedades( malaria), modifica las características organolépticas.

8 3. EFECTOS GENERALES EUTROFIZACIÓN. CONCEPTO.
Aporte excesivo de nutrientes que supera la capacidad de autodepuración natural del agua, que produce exceso de plantas acuáticas que consumen el oxígeno y se deteriora el agua. PROCESO Se inicia con un aporte excesivo de nutrientes, sobre todo fosfatos procedentes de abonos, fertilizantes, industrias agropecuarias, detergentes, los nitratos pueden reciclarse por la fijación de bacterias. Se produce una proliferación de organismos fotosintéticos superficiales, que forman una película en la superficie. Se disminuye la zona fótica, se reduce la fotosíntesis, disminuye la concentración de oxígeno, muriendo los organismos aerobios y los vegetales fotosíntéticos que caen al fondo., donde las bacterias aerobias degradan esta materia orgánica, agotando el oxígeno. Esto favorece la proliferación de bacterias anaerobias que fermentan la materia orgánica sobrante, liberando compuestos químicos como el metano, ácido sulfhídrico y amoniaco que alteran el color, olor, la toxicidad del agua y se empobrece la vida acuática

9 FACTORES FAVORECEDORES
Menor movimiento del agua. Mayor aporte de nutrientes. Por eso el lugar más apropiado son los lagos. EFECTOS Alteración de las características organolépticas del agua, turbidez, color verdoso, olor desagradable. Falta de oxígeno. Anoxia. Aumenta la vegetación cambiando el equilibrio biológico. Disminuye la vida acuática. Disminuye el valor recreativo. Problemas para la salud.

10 SOLUCIONES Reducir el aporte de nutrientes, moderando el uso de fertilizantes y detergentes con fosforo. Tratar previamente los residuos. Limitar el crecimiento de algas. Inyectar oxígeno puro al lago Añadir nitrógeno al agua para evitar el crecimiento de algas cianofíceas

11 CONTAMINACIÓN AGUAS SUBTERRANEAS
ORIGEN Residuos sólidos urbanos ya que sus líquidos se infiltran con los contaminantes. Aguas residuales de fosas sépticas. Actividades agrícolas: Fertilizantes y pesticidas. Ganadería: Purines sobre todo de la ganadería porcina. Actividades industriales que produzcan vertidos superficiales o a partir de escombros o balsas que produzcan infiltración (lixiviados) Actividades mineras en el tratamiento del mineral o en escombreras DETECCIÓN. Es muy complicado y puede tardarse mucho tiempo. SOLUCIONES. Una vez contaminado un acuífero es muy dificil restaurarlo, y se tarda mucho tiempo, incluso a veces se quedan contaminadas las rocas del acuífero y cuando se rellena se vuelve a contaminar.

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13 SOBREEXPLOTACIÓN DE ACUÍFEROS
El agua se extrae más rápidamente que se recarga lo que acaba agotando el acuífero. Esto provoca el encarecimiento de la extracción, conflictos entre usuarios, reducción de los cursos de aguas superficiales, degradación de humedales.

14 SALINIZACIÓN DE ACUÍFEROS
Se produce al sobreexplotar un acuífero cercano al mar. Se producen filtraciones de agua salada que destruye la calidad. Es muy difícil recuperarlo.

15 CONTAMINACIÓN AGUAS MARINAS
El mar es el vertedero natural ya que en el acaban muchos vertidos de los ríos, siendo el más destacado el petróleo y sus derivados procedentes de refinerías, plataformas, accidentes de petroleros y limpieza de barcos. FACTORES CONDIONANTES DE LAS MAREAS NEGRAS Cantidad de petróleo vertido. Composición química: El crudo sin refinar es denso y contiene fracciones sólidas, el refinado es más ligero y contiene gases. Distancia de la costa. Dinámica del mar: Si hay movimiento se dispersa. Morfología de la costa: Concentra o distribuye el crudo. Condiciones meteorológicas que ocasionan viento y olas que dispersen el crudo. Fragilidad de los ecosistemas marinos

16 EFECTOS La capa superficial impide la entrada de luz, dificulta la fotosíntesis y disminuye la concentración de oxígeno. Envenenamiento al ingerir los animales el crudo y asfixia por inhalación y obstrucción de vías respiratorias. Impregnación en el cuerpo de los seres vivos, perdiendo la capacidad aislante, dificultando el vuelo Altera las cadenas alimenticias y disminuye la biodiversidad. El crudo denso cae al fondo alterando la flora y fauna bentónica. Socioeconómicos: Disminuye la pesca y el marisqueo, así como altera las playas y disminuye el turismo.

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18 TRATAMIENTO. Aislarlo con flotadores o geles para después retirarlo, quemarlo ( contamina la atmósfera) o usar bombas de aspiración Evaporación de los volátiles como el etano y metano. Dispersión para repartirlo y que la capacidad autodepuradora del agua actúe. Emulsionarlo en pequeñas gotas para luego recogerlo (chapapote) y se puede reciclar. Sedimentación en el fondo de los componentes pesados, usando materiales de hundimiento (arcillas) para su degradación por bacterias Biorremedación añadiendo bacterias (pseudomonas)que se comen el petróleo y lo degradan

19 4. CALIDAD DEL AGUA PARÁMETROS FÍSICOS
- Características organolépticas que se perciben por los órganos de los sentidos: Olor debido a sustancias orgánicas y bacterias del hierro y azufre. Sabor, debido a sustancias inorgánicas que producen sabor salado o metálico. Color. Turbidez - Temperatura: óptima entre 8 y 15ºC -Sustancias flotantes y en suspensión que puede generar turbidez, pero que al mismo tiempo puede ser un medio de camuflaje. - Radiactividad procedentes de centrales nucleares y hospitales.

20 PARÁMETROS QUÍMICOS OXÍGENO DISUELTO (OD).
Abundante en aguas superficiales limpias y disminuye según el grado de contaminación. DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO (DBO). Cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos del agua para oxidar y degradar la materia orgánica El valor más usado es el DBO5: Oxígeno que necesitan los microorganismos para degradar la materia orgánica en un volumen de agua, en 5 días y a30º de temperatura. El valor recomendado es menor de 3mg de Oxigeno/l Por encima de 30 mg oxígeno/l indica contaminación.

21 DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO)
Cantidad de oxígeno necesario para que los agentes químicos oxiden y degraden la materia orgánica. Valor recomendado menor de 20 mg oxígeno/l. Si la relación DBO5/DQO es menor de 0,2 dominan los vertidos químicos. Si la relación DBO5/DQO es mayor de 0,5 dominan los vertidos orgánicos CARBONO ORGÁNICO TOTAL (COT) Se mide obteniendo el dióxido de carbono producido por una muestra en un horno a altas temperaturas. pH Acidez o basicidad del medio. La actividad biológica del agua se realiza entre 6 y 8,5. DUREZA. Concentración de Ca y Mg en forma de carbonatos. Las aguas blandas tienen menos de 50 mg de Ca/l. Las duras mas de 200mg/l PRESENCIA DE CLORUROS Y SULFATOS. Sabor desagradable, Sulfatos(corrosión) fluor( protección de caries) METALES PESADOS (bioacumulación) NITRÓGENO En forma de nitritos, nitratos y amoniaco indica contaminación reciente.

22 PARÁMETROS BIOLÓGICOS
Engloba a un grupo de seres vivos, que por su presencia nos indican las características del agua Se utiliza el termino de indicadores biológicos . Unos organismos desaparecen cuando se pierde la calidad del agua y otros se desarrollan mejor. La presencia de coliformes y estreptococos fecales indica contaminación humana. La presencia de hongos origina malos olores. Algunos protozoos pueden causar enfermedades. La presencia de determinados tipos de larvas de insectos y crustaceos nos indican unas veces agua contaminadas y otras aguas limpias. La presencia de algunos vertebrados también nos indica la calidad, como la trucha y el salmón

23 5. AUTODEPURACIÓN DE C. FLUVIALES
Consiste en la capacidad de las aguas en movimiento de depurar el agua, que depende de la cantidad de vertido, tiempo, temperatura y cantidad de oxígeno disuelto..Se basa en los seres vivos que se alimentan de restos orgánicos que descomponen. En un río se aprecian distintos tramos con diferente grado de contaminación. - Zona de degradación: Cerca del vertido, con aspecto sucio y maloliente. Descomposición de materia orgánica por bacterias que consumen el oxígeno y desprenden gases que provocan mal olor. Permanecen seres vivos que se alimentan de desechos, peces y aves. - Zona de descomposición activa: Agua oscura y putrefacta. El contenido en oxígeno es bajo y la DBO muy alta. Sólo viven seres muy adaptados, hongos, gusanos, larvas de insectos, bacterias. Zona de recuperación: Aumenta el oxígeno por el aire y la fotosíntesis de cianobacterias. Las bacterias terminan de descomponer la materia orgánica. Las aguas se vuelven claras y aumentan los seres vivos. Zona limpia: Se vuelve a las condiciones iniciales

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25 6.TRATAMIENTO A. RESIDUALES NATURAL
Consiste en reproducir los procesos naturales de autodepuración, sin necesidad de grandes instalaciones, pero sólo útil para pequeñas cantidades de agua. - Lagunaje: que son lagunas artificiales poco profundas que se llenan de agua, permaneciendo varios meses, donde se produce la sedimentación de materiales en suspensión, la degradación de la materia orgánica por parte de microorganismos anaerobios y aerobios. - Filtros verdes: Terrenos cubiertos de vegetación que filtran el agua ( cañas, chopos)

26 7. E.T.A.P. El ETAP es una estación de tratamiento de agua para el consumo.Se suele situar antes de los núcleos urbanos , para conseguir que el agua se encuentre apta par el consumo

27 ETAPAS 1ª) Acumulación del agua en estanques, pasando previamente por tamices, para eliminar los materiales en suspensión. En estos se realiza una primera cloración para eliminar microorganismos. 2ª) Se traslada el agua a otros estanques para realizar una decantación. Los materiales de mayor tamaño se depositan en el fondo directamente. Para los más pequeños se añaden sustancias floculantes, que aglutinan a las partículas pequeñas y las hacen decantar

28 3ª) Una vez terminada la decantación, se pasa el agua a otros estanques, pasando por unos filtros para terminar con la eliminación de partículas. En estos tanques se realiza una desinfección. Para ello normalmente se realiza una cloración, que destruye compuestos que dan mal olor y sabor y elimina los microorganismos. También se puede realizar una ozonización, que realiza su efecto más rápido, desaparece a los 30 minutos pero es más caro.

29 8. E.D.A.R. Las estaciones depuradoras de agua residuales se encargan de reducir y eliminar los contaminantes vertidos al agua después de su utilización, devolviéndola a la cuenca receptora con el mínimo de alteración, que permitan su reutilización. Se sitúan alas salidas de las ciudades. Las aguas residuales de hospitales, industrias, requieren un tratamiento previo.

30 LÍNEA DE AGUAS. ETAPAS PRETRATAMIENTO.
Elimina materiales sólidos gruesos que podrían atascar la maquinaria. Se utilizan enrejados y tamices cada vez más pequeños , para eliminar las grandes partículas y debastar. Posteriormente se realiza un desarenado y un desengrasado, por medio de bombas de aire, que hace que las arenas caigan al fondo y las grasas y otras partículas flotantes suban a la superficie, para poder retirarlas.

31 TRATAMIENTO PRIMARIO. Eliminar sólidos en suspensión por procesos fisicoquímicos Decantación primaria: Se acumula el agua en piscinas y por gravedad se depositan en el fondo, y que posteriormente se retiran. Decantación secundaria: Se añaden sustancias floculantes ( sulfato de aluminio, cloruro férrico) , que provocan la aglutinación de las partículas pequeñas y las ayudan a depositarse en el fondo. Flotación: Se hace entrar aire a gran presión. El ascenso de burbujas hace subir sustancias en suspensión y flotan, retirándose desde la superficie. Neutralización: Mediante productos químicos se modifica el pH Estos procesos se pueden realizar en diferentes etapas del EDAR

32 TRATAMIENTO SECUNDARIO.
Consiste en eliminar la materia orgánica biodegradable y restos en suspensión que aún quedan utilizando procesos microbianos Filtros de goteo: Se hace pasar el agua por una columna de un medio poroso que contiene una película gelatinosa de microorganismos, que degradan la materia orgánica y liberan dióxido de carbono y agua, Fango activo: Un fango que contiene millones de bacterias que se acumulan en su superficie y degradan la materia orgánica. Estanques estabilizadores que combinan bacterias aerobias en superficie y anaerobias en el fondo.

33 TRATAMIENTO TERCIARIO.
Consiste en eliminar los contaminantes más difíciles como materia orgánica que permanece disuelta, sales disueltas, metales pesados , virus. Los mecanismos son complejos y caros. Centrifugación para eliminar materiales en suspensión, osmosis inversa para eliminar sales, desnitrificación Pueden devolverse al río, reutilizarlas en agricultura , recargar acuíferos o desinfectarlas y desviarlas para el consumo.

34 LINEA DE LODOS Y GASES Los lodos recogidos tienen su tratamiento. Primeramente se produce una reducción de volumen o espesamiento. Se estabiliza la materia orgánica por parte de microorganismos, produciendo biogas que se utiliza como combustible. Se deshidrata y se prepara para su utilización como abono (compost) o pienso para piscifactorías. También se puede acumular en vertederos o incinerarlo para obtener biocombustible. Los gases que se liberan pueden utilizarse como fuente de energía o para secar los lodos.