1. Tema 11 CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS

2. 1.- DEFINICIÓN Y ORIGEN DE LA CONTAMINACIÓN Según la OMS el agua está contaminada cuando su composición es alterada de modo que no conserva las propiedades que le corresponden a su estado natural y pierde las condiciones idóneas para el uso al que estaba destinada El 72% de los ríos arroyos y lagos del mundo están contaminados Si atendemos al modo en que la contaminación se produce podemos distinguir entre - Contaminación difusa: Aparece en zonas amplias y no tiene foco emisor concreto. Origen no claramente definido - Contaminación puntual: Se produce por un foco emisor determinado y afecta a una zona concreta

3. Contaminación natural : Se debe a la presencia en el agua de distintas sustancias sin que intervenga la acción humana: -Partículas sólidas, gases arrastrados por la lluvia - Polen, hojas, residuos vegetales y animales Todos estos residuos pueden ser eliminados a través de procesos químicos y biológicos que forman parte de la capacidad de autodepuración del agua

4. Los principales causantes de la contaminación son: a) Vertidos de aguas residuales urbanas: aguas domiciliarias( productos de limpieza, jabones, materias grasas, restos de la cocina), aguas fecales, aguas de limpieza viaria y de riego La composición es variada, presenta gran cantidad de organismos patógenos, materia orgánica, nutrientes, detergentes, materias flotantes, residuos de la contaminación atmosférica... b) Vertidos industriales: dependiendo del tipo de industria y de los procesos de fabricación se generan metales pesados, materia orgánica, incremento de pH y temperatura, radiactividad, aceites, materiales tóxicos. Las industrias más contaminantes son: petroquímicas, energéticas, papeleras, siderúrgicas, alimenticias, textiles y las industrias mineras CONTAMINACIÓN ARTIFICIAL

5. C) vertidos agrícolas y ganaderos deriva del uso de plaguicidas, pesticidas, biocidas, fertilizantes y abonos, que son arrastrados por el agua de riego, llevando consigo sales compuestas de nitrógeno, fósforo, azufre y trazas de elementos organoclorados que pueden llegar al suelo por lixiviado y contaminar las aguas subterráneas. Las explotaciones ganaderas aportan grandes cantidades de estiércol y purines d) otras causas: Navegación ( mareas negras o limpieza de buques) , restos de combustibles...

6. Origen Tipo Contaminantes Efectos Urbana Aguas domésticas (cocina, blancas de baño) Sales, Jabones, detergentes Sólidos en suspensión Grasas Eutrofización Aguas negras Materia orgánica Eutrofización Microorganismos patógenos Limpieza y riego (abonos) Sólidos en suspensión Detergentes Materia orgánica Eutrofización Eutrofización Agrícola Pesticidas y plaguicidas Sustancias tóxicas (Metales pesados, compuestos organoclorados) Bioacumulación, envenenamiento Abonos N, P, S Eutrofización Ganadera Purines (excrementos del ganado) Materia orgánica Eutrofización Microorganismos patógenos Industria y minería Siderurgia Petroquímica Energética Textil Papelera Minería Materia orgánica Metales pesados Incremento del pH Incremento de Tª Radiactividad Aceites, grasas Eutrofización Bioacumulación, envenenamiento Acidificación Disminución O 2 disuelto, variación de ciclos reproductivos y de crecimiento Mutaciones

7. 2.- CONTAMINANTES DEL AGUA Y SUS EFECTOS Aquellas sustancias químicas, seres vivos, o formas de energía que se encuentran en proporciones superiores a las consideradas normales 1.- Contaminantes físicos A) Temperatura ( aumento o disminución) Actividades industriales que emplean el agua como refrigerante (Ej.; energéticas) En embalses, el agua de las turbinas posee Temp.. inferior • El aumento de Temp. reduce el OD • Desaparición de especies condicionadas a unos limites de Temp. • Variación de los ciclos de crecimiento de algunas especies de animales. • Reproducción anormal de especies.

13. 3.- EFECTOS GENERALES DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA 3.1 Contaminación en ríos Los ríos sufren una contaminación natural ya que los sedimentos que arrastra llevan sales, materia orgánica y sólidos en suspensión, pero son eliminados por la propia capacidad autodepuradora del agua favorecidos por la dinámica del río

14. La contaminación antropogénica añade residuos provenientes de sus actividades domésticas, industriales (sólidos y metales), actividades agrícolas y ganaderas( nitratos , fosfatos, pesticidas) que el río no es capaz de eliminar Los efectos más importantes son: Restricción del uso del agua Alteraciones en la fauna y/o flora acuática Apariencia y olor desagradable

15. 3.2 contaminación en lagos y embalses: eutrofización Consiste en un aumento de la productividad primaria provocado por la introducción de nutrientes ( nitrógeno y fósforo) a través de vertidos de origen urbano (detergentes) y agrícolas ( abonos) Estos nutrientes son utilizados por el fitoplancton y su población crece desmesuradamente y forman una película verdosa sobre la superficie del agua Al volverse turbia la disminución de luz provoca la disminución de la actividad fotosintética, se agota el oxígeno disuelto y los organismos aerobios y vegetales fotosintéticos mueren y van a parar al fondo del lago

16. El fitoplancton al agotarse el nitrógeno muere y es sustituido por las algas cianofíceas capaces de fijar el nitrógeno de la atmósfera que crecerán mientras exista fósforo Las bacterias aerobias del fondo oxidaran la materia orgánica acabando con el poco oxigeno que quede. Al ano quedar oxígeno actúan las bacterias anaerobias que fermentan la materia orgánica produciendo metano, sulfuro de hidrógeno y amoniaco que serán los responsables del mal olor característico La eutrofización puede aparecer también en estuarios costeros y en mares más o menos cerrados

20. Para prevenir o disminuir la contaminación: 1.-limitación de ciertas actividades en zonas próximas a los acuíferos 2.- control de los vertederos 3.- instalación de depuradoras 4.- menor uso de fertilizantes y pesticidas El fenómeno de intrusión salina se produce cuando el agua de mar invade el espacio de un acuífero debido a que el nivel del acuífero disminuye debido a la sobreexplotación. La concentración elevada de sales inutiliza el agua para usos domésticos y agrícolas Este fenómeno es muy frecuente en el litoral mediterráneo y andaluz ( turismo y agricultura)

23. Los procesos naturales que sufre un vertido son: Evaporación de los hidrocarburos ligeros Fotooxidación de los componentes Dispersión de los contaminantes más pesados Emulsión que da lugar a una mezcla viscosa llamada chapapote Disolución de pequeñas cantidades Sedimentación de las fracciones más pesadas (fondo) Degradación por acción bacteriana

24. Para combatir las mareas negras: 1.-Medidas preventivas: · elaboración de reglamentaciones y leyes · Exigencia para el transporte de buques de doble casco 2.- Medidas correctoras Barreras flotantes de contención o botalones Barreras químicas ( geles) Recogida por succión Empleo de agentes dispersantes Agentes de hundimiento como arcillas y cenizas ( contaminan el fondo) Combustión ( contamina el aire)

25. · biorremediación: utilización de bacterias que degradan selectivamente los hidrocarburos 4.- LA CALIDAD DEL AGUA Se define en función del uso a que va a ser destinada, mediante el establecimiento de una serie de caracteres o cualidades, o en relación con su estado natural Para medir la calidad del agua se emplean: 1.- 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 el origen de las alteraciones de su calidad. Tres tipos:

30. c) Biológicos: nos indican la cantidad de microorganismos que se encuentran en el agua: virus , bacterias coliformes, hongos ( responsables de olores y sabores), cianobacterias ( problemas de sabor, olor turbidez) y protozoos ( transmisores de enfermedades) Los más utilizados son el OD, la DBO, la DQO, los sólidos disueltos, los compuestos de N, P, S y Cl y el pH , la dureza, la turbidez, los elementos tóxicos y los microorganismos patógenos 2.- Indicadores biológicos de contaminación: se utilizan especies de invertebrados que son muy sensibles a los cambios químicos que se producen en el agua. : nos orientan sobre los niveles de contaminación y las variaciones en sus poblaciones indican alteración del medio acuático.

32. Bióticos como el índice de saprobios que analiza la presencia de microorganismos en la zona de descomposición de la materia orgánica y que nos permite clasificar las aguas en oligosaprobios ( sin contaminación) , mesosaprobios ( contaminación moderada), polisaprobio ( contaminación muy fuerte) Lamprea es oligosaprobio Perca polisaprobio

37. 5.3 SISTEMAS DE DEPURACION DE AGUAS RESIDUALES Consisten en una serie de procedimientos que tratan de devolver al medio natural el agua con unas características lo más parecidas a su estado natural o que permitan su autodepuración al devolverla al receptor Dos sistemas : 1.- Sistemas de depuración blanda o natural Se basan en reproducir los procesos de autodepuración bajo condiciones especiales. Requieren poco gasto de instalación y mantenimiento; son adecuados para aguas residuales de pequeños núcleos de población y zonas con pocos recursos económicos

40. 2.- Sistemas de depuración tecnológica o dura: Se realiza por medio de las estaciones depuradoras de aguas residuales ( EDAR) Requieren unas inversiones grandes en instalaciones, equipos y energía pero es un sistema mucho más rápido y es mayor el volumen de agua depurada No todas las instalaciones y equipos de las plantas depuradoras son iguales dependen de la naturaleza del agua residual y del volumen de agua a depurar

41. Básicamente los procesos que sufre el agua en una EDAR son los siguientes; 1.- pretratamiento Separación de los sólidos en suspensión de gran tamaño y densidad ( trapos, palos, plásticos…) que podrian ocasionar daños en conducciones y bombas

43. 2.- Tratamiento primario Consiste en la separación de sólidos en suspensión y material flotante que no han sido retenidos en el pretratamiento Se producen los siguientes procesos: - Decantación: se produce en los denominados decantadores primarios que son tanques de forma rectangular o circular con mecanismos de arrastre y extracción de grasas y fangos

45. 3.- Tratamiento secundario Es un conjunto de procesos biológicos complementados con un sistema de decantación secundario cuya finalidad es eliminar la materia orgánica Se emplean dos sistemas principalmente: - Fangos o lodos activos Consiste en colocar el agua residual en depósitos de grandes dimensiones bajo condiciones aerobias de modo que las bacterias degraden la materia orgánica

46. Se necesita un aporte de oxígeno que se realiza mediante turbinas o difusores. Esto da lugar al crecimiento de microorganismos que forman junto con la materia orgánica una masa de lodos que son eliminados por un sistema de decantación secundaria - lechos o filtros bacterianos: Depósitos que contienen material inerte ( piedras silíceas, fragmentos sintéticos) sobre la que se adhieren los microorganismos El agua residual se hace pasar a través del filtro, en forma de lluvia y se va degradando la materia orgánica. El agua depurada se recoge en la parte inferior. No necesita aireación

47. 4.- Tratamiento terciario Tienen la finalidad de eliminar ciertos contaminantes específicos que permanecen después de un tratamiento secundario, como son los metales pesados, fósforo, nitrógeno, isótopos radioactivos y las sustancias inorgánicas Se utilizan diversos métodos especializados como la adsorción, intercambio iónico, ultrafiltración, , ósmosis inversa o la electrodiálisis. Son tratamientos muy costosos por lo que sólo se utilizan cuando los vertidos presentan determinadas concentraciones de las citadas sustancias Antes de su vertido el agua sufre un proceso de desinfección (cloración, ozonización o lámparas UV)

48. Una vez depurada el agua, los lodos acumulados en los decantadores primarios y secundarios pueden ser tratados de diversas formas, las fases más usuales en un proceso de tratamiento y evacuación de fangos son: 1.- Espesamientos de fangos: su finalidad es reducir el volumen de los mismos eliminando la mayor parte del agua que contienen, lo que facilita su manejo y el rendimiento de los tratamientos posteriores. Se emplean los espesadores que se basan en los mecanismos de gravedad o flotación 2.- Estabilización de fangos: : se utiliza para eliminar la materia orgánica presente en ellos. Se realiza en digestores de forma aerobia y anaerobia. Se forma biogás utilizado como combustible en algunos procesos químicos que sirve para obtener energía para la propia planta

49. 3.- Acondicionamiento químico: se realiza mediante la adición de compuestos químicos ( cal o cloruro férrico) o calor a presión para provocar la coagulación de sólidos y facilitar el siguiente proceso 4.- deshidratación: se lleva a cabo mediante secado, filtros, prensa y centrifugación, para eliminar el agua que todavía contienen los fangos Una vez realizado este tratamiento se llevan al vertedero, o sufren procesos de incineración o para fabricar compost para su posterior aplicación en la agricultura 6.- PROTECCIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA La vigilancia de la calidad del agua tiene como objetivo detectar con rapidez las alteraciones sobre las aguas y su origen. Se llevan a cabo mediante Sistemas de Redes de Control, cuyos objetivos son describir las condiciones actuales de la calidad de las aguas, analizar las tendencias a largo plazo e identificar los factores que afectan a su calidad

50. Los órganos encargados del control y vigilancia de las aguas públicas son las comisarías de aguas de las diferentes Cuencas Hidrográficas En 1991 se crea la red ICA ( red integrada de Calidad de Aguas) que cuenta con unas 1000 estaciones de muestreo de carácter periódico, 200 estaciones de muestreo ocasional y estaciones automáticas de alerta A partir de 1993 se ha puesto en marcha el Sistema Automático de Información de la calidad de aguas (SAICA) que está constituido por estaciones de alerta permanente que realizan análisis de forma continua y transmiten los datos a los controles de cuenca