6 LA CONTAMINACI N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

1. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES: 6A) DEFINICI�N. ORIGEN 6B) LOS TIPOS DE CONTAMINANTES. 6C) PARAMETROS PARA VALORAR LA CALIDAD DE LAS AGUAS. 6D) LA AUTODEPURACI�N: 6E) LA DEPURACI�N ARTIFICIAL:

2. El agua es un bien escaso que se degrada como consecuencia de las actividades humanas. La contaminaci�n del agua es, seg�n la ley de Aguas en el art�culo 85, �la acci�n y el efecto de introducir materias o formas de energ�a o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteraci�n perjudicial de su calidad en relaci�n con los usos posteriores o con su funci�n ecol�gica�. El agua se contamina f�cilmente porque: - El agua es un buen disolvente, pudiendo contener, por tanto, una gran variedad de productos. - Se usa con mucha frecuencia en la industria, la ganader�a y en las ciudades como elemento de limpieza. - Las poblaciones se suelen situar cerca del agua, siendo con frecuencia el destino de los vertidos urbanos. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

3. El origen de la contaminaci�n puede ser natural o artificial. La contaminaci�n antr�pica procede fundamentalmente de: - Aguas residuales urbanas, ricas en microorganismos, materia org�nica, detergentes, productos de limpieza etc. Suelen tener poco ox�geno ya que los microorganismos que descomponen la materia org�nica lo consumen. - Aguas procedentes de la agricultura: Composici�n variable, generalmente ricas en N y P, que contribuyen a la eutrofizaci�n de las aguas superficiales y la contaminaci�n de las aguas subterr�neas. - Aguas procedentes de la ganader�a, ricas en materia org�nica, N y microorganismos. - Aguas de origen industrial: naturaleza muy variable: metales pesados, aceites, materia org�nica, productos qu�micos etc. Industrias muy contaminantes son las petroqu�micas, energ�ticas, papeleras, sider�rgicas, mineras, etc. En funci�n de su localizaci�n, las fuentes contaminantes pueden ser puntuales o difusas o no puntuales. Existen varios factores que determinan la gravedad de los procesos de contaminaci�n de la aguas: - Seg�n el medio que recibe la contaminaci�n (medio receptor): tipo de medio, cantidad y calidad del receptor, dinamismo del agua, abundancia o escasez de organismos capaces de degradar los contaminantes etc. - Seg�n el tipo, cantidad y frecuencia de los contaminantes. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

6. a) Contaminantes biol�gicos: microorganismos pat�genos. Su origen es fundamentalmente a partir de excrementos humanos o animales (aguas fecales urbanas o ganaderas). Organismos pat�genos presentes en aguas contaminadas biol�gicamente son: Hongos. Protozoos: producen disenter�a amebiana, giardias, paludismo, enfermedad del sue�o, etc. Algas. Virus: los que producen la hepatitis A, la gastroenteritis v�rica, la polio, etc. Bacterias: las que producen fiebres tifoideas, gastroenteritis bacteriana, disenter�a, c�lera, etc. Gusanos par�sitos: producen enfermedades tropicales: esquistomatosis por ejemplo. En los pa�ses poco desarrollados el consumo de agua contaminada interviene en el 80% de las muertes, muriendo directamente por este problema 25 millones de personas cada a�o. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

11. b) Contaminantes qu�micos: - BIODEGRADABLES: Son los nitratos, los fosfatos y los compuestos org�nicos . b1) Los nitratos: en el intestino puede dar lugar a nitrosaminas y a nitritos, que son cancer�genos. Los nitritos transforman la hemoglobina en metahemoglobina, incapaz de transportar ox�geno . Los nitratos y fosfatos, adem�s, favorecen los procesos de eutrofizaci�n y alteran las cadenas tr�ficas y la estructura del ecosistema. b2) Los compuestos org�nicos originan colores y olores anormales y facilitan la contaminaci�n biol�gica. Alteran las cadenas tr�ficas y la estructura del ecosistema. - NO BIODEGRADABLES: b3) Los metales pesados pueden proceder de procesos naturales pero con frecuencia proceden de actividades humanas como la miner�a, procesos industriales, combusti�n de recursos f�siles etc. Pueden: Aparecer disueltos (aunque generalmente son poco solubles). Formar complejos con mol�culas org�nicas, como los quelatos. Suelen depositarse en los fondos. Se acumulan en los sucesivos niveles tr�ficos. b4) Los compuestos org�nicos sint�ticos, como los plaguicidas, hidrocarburos, los policlorobifenilos (PCBs) y detergentes alteran el sabor, olor y color del agua, produciendo espumas y toxicidad. Muchos contaminantes qu�micos var�an el PH del agua, y por tanto, alteran la solubilidad de los distintos compuestos presentes en el agua, facilitando su precipitaci�n o disoluci�n, y modificando el ecosistema acu�tico al alterar los niveles tr�ficos. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

12. c) Contaminantes f�sicos: c1) Radioactividad: de fuentes naturales (rayos c�smicos, rocas etc) o actividades humanas (l�quidos refrigerantes de las centrales nucleares, residuos radiactivos de actividades m�dicas, de investigaci�n o industriales, etc). Las part�culas radiactivas se acumulan en los fondos. Al ser mutag�nicos tienen propiedades cancer�genas. c2) Contaminaci�n t�rmica, procedente de la utilizaci�n del agua como refrigerante en las industrias o procedente de las turbinas de los embalses. c3) Part�culas en suspensi�n, inorg�nicas u org�nicas, procedentes de aguas residuales, erosi�n, infiltraciones etc. Las aguas dulces poseen m�s arcillas en suspensi�n que las saladas, ya que en �stas �ltimas los iones disueltos favorecen su sedimentaci�n. Entre los efectos de las part�culas disueltas en el agua destacamos los siguientes: 1. Dificultan la penetraci�n de la luz disminuyendo la actividad fotosint�tica. 2. Modifican las propiedades organol�pticas del agua. 3. Da�an los aparatos respiratorios de los animales acu�ticos. 4. Permiten la agregaci�n sobre su superficie de los contaminantes, favoreciendo su transporte. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

14. a) Caracteres organol�pticos se pueden percibir por los sentidos: olor, sabor, color, y turbidez. b) Caracteres f�sicos: - Conductividad el�ctrica, que mide la presencia de sustancias i�nicas en el agua. - Temperatura: la �ptima para el consumo debe estar entre 8 y 15�C. Influye en la solubilidad de los gases, de las sales, en la conductividad, el ph, etc. - Residuo seco: Sustancias flotantes o en suspensi�n, que para el agua potable no deben superar los 30 mg/l. - Radioactividad, con un m�ximo aceptable de 100 picocurios/l. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

15. c) Caracteres qu�micos: + Los par�metros m�s importantes que miden la contaminaci�n inorg�nica son: - El ph, que influye en su tratamiento y en la actividad biol�gica (entre 6 y 8,5). - La dureza o concentraci�n de calcio y magnesio, que tiene consecuencias sanitarias y econ�micas. - La presencia de determinados iones: los cloruros producen sabor desagradable, los sulfatos facilitan la corrosi�n, el sodio influye en la tensi�n arterial, el fluor protege de la caries, etc. - La alta concentraci�n de nitratos, nitritos y amoniaco, que es indicadora de contaminaci�n por fertilizantes y puede ser indicadora indirecta de contaminaci�n org�nica fecal. + Los par�metros m�s importantes que miden la contaminaci�n org�nica del agua son: - La DBO o demanda biol�gica de ox�geno: mide el consumo de ox�geno de los microorganismos para oxidar la materia org�nica del agua. Mide de forma indirecta la presencia de materia org�nica. El valor m�s usado es la DBO5: tras incubarse el agua 5 d�as a 20�C, en ausencia de luz, se resta del ox�geno inicialmente disuelto, el obtenido tras incubaci�n: Bacterias aerobias Materia org�nica + ox�geno-------> Materia oxidada + CO2 + Agua. Es un valor muy �til, pues mide la contaminaci�n org�nica. Los r�os limpios tienen DBOs de unos 3 mg/l, los muy contaminados de unos 10 mg/l. Las aguas residuales dom�sticas alcanza valores de hasta 300 mg/l. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

18. c) Caracteres qu�micos: + Los par�metros m�s importantes que miden la contaminaci�n org�nica del agua son: - La DBO. - La DQO o demanda qu�mica de ox�geno. Representa el ox�geno que se gasta en oxidar toda la materia oxidable (org�nica generalmente) presente en el agua por agentes qu�micos (bicromato pot�sico por ejemplo) en un medio �cido. El valor recomendado para el agua potable es menor o igual a 20 mg de O2/l. + Si la relaci�n DBO/DQO es menor o igual que 0,2 indica vertidos inorg�nicos (de dificil autodepuraci�n). + Si la relaci�n DBO/DQO es mayor o igual a 0,6 indica vertidos org�nicos. Es un par�metro m�s r�pido y facil de medir que la DBO. - COT o carbono org�nico total: contenido total de carbono de compuestos org�nicos presentes en el agua, y se obtiene midiendo el CO2 producido por la muestra en un horno a alta temperatura. + Los componentes gaseosos disueltos en el agua que se suelen medir son: el CO2, N2, O2, los procedentes de la descomposici�n de la materia org�nica (metano, amoniaco, SH2), o los usado en desinfecci�n como el Cl o el ozono. Una alta cantidad de ox�geno disuelto (OD) indica que no hay contaminaci�n org�nica, y al contrario. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

19. d) Caracteres biol�gicos: Dado que buscar todos los microorganismos pat�genos presentes en el agua es costoso y complicado, se suele realizar un control del agua a trav�s de indicadores microbiol�gicos de contaminaci�n fecal : Presencia de coliformes (bacterias similares a E.coli presentes en el intestino). Presencia de estreptococos fecales. Para identificar organismo pat�genos espec�ficos pero escasos se utilizan t�cnicas como la PCR (reacci�n en cadena de la polimerasa), mediante ant�genos espec�ficos. Existen tambi�n indicadores biol�gicos que nos sirven para caracterizar la calidad del agua: larvas de blefaroc�ridos, de plec�pteros o efemer�pteros, indicadoras de aguas limpias, o larvas de eristalis o gusanos tubifex, indicadores de aguas contaminadas. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

20. La siguiente tabla muestra la temperatura y el aspecto del agua del r�o Guadalquivir a su paso por la localidad de And�jar (Ja�n), en los a�os 1990-1991. a) Elabore la gr�fica de la variaci�n de la temperatura con respecto al mes. b) Comente la distribuci�n de los valores (temperatura y aspecto del agua) a lo largo del a�o hidrol�gico. c) �Cu�l cree que es el origen m�s probable de esta anomal�a f�sica?

21. Las aguas contaminadas pueden recuperar el equilibrio de sus componentes, cuando la contaminaci�n no es excesiva, mediante procesos naturales: Sedimentaci�n. Diluci�n de los contaminantes. Degradaci�n biol�gica de la materia org�nica. Esta autodepuraci�n est� condicionada por: - El volumen de agua. - Su dinamismo. - El tipo e intensidad del vertido. - Las condiciones clim�ticas y geomorfol�gicas de la cuenca receptora. La autodepuraci�n es m�xima en mares abiertos y m�nima en peque�os lagos. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

24. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

26. Existen dos sistemas de depuraci�n de aguas residuales: + Sistemas naturales o blandos: reproducen los procesos de autodepuraci�n naturales: Los microorganismos presentes en el agua en condiciones naturales se encargan de degradar los compuestos org�nicos, y la decantaci�n elimina parte de los s�lidos en suspensi�n. Esto suele ocurrir en balsas artificiales (lagunas) conoci�ndose el proceso como lagunaje. Otro sistema natural son las fosas s�pticas, que son c�maras cerradas donde se vierten las aguas residuales, y ocurre una sedimentaci�n natural que elimina materiales en suspensi�n, y la acci�n bacteriana que degrada la materia org�nica, saliendo el agua en mejores condiciones. Se suele utilizar en zonas aisladas. Requieren pocos gastos de instalaci�n y mantenimiento. Su eficacia es limitada, depuran poca cantidad de agua y son procesos muy lentos. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

27. Existen dos sistemas de depuraci�n de aguas residuales: + Sistemas naturales o blandos: + Sistemas de depuraci�n tecnol�gica: Requieren mayores inversiones en instalaciones y mantenimiento. Son m�s r�pidos y eficaces y pueden depurar grandes vol�menes de agua. Varios tratamientos: + Pretratamiento: elimina objetos de gran tama�o en un proceso denominado desbaste o cribado, mediante enrejados y tamices. Tambi�n se elimina la arena (desarenado) y la grasa (desengrasado). Los materiales s�lidos obtenidos se recogen en contenedores para llevarlos a vertederos controlados. El agua pasa a la siguiente fase. + Tratamiento primario: elimina s�lidos (60%) y materia org�nica en suspensi�n (30%), (decantaci�n primaria) y las grasas no eliminadas en el pretratamiento, teniendo lugar en los denominados decantadores primarios. Los materiales en suspensi�n se eliminan por: - Sedimentaci�n, que reduce la DBO hasta un 40%. - Coagulaci�n y floculaci�n: se a�aden productos qu�micos como el sulfato de aluminio o el cloruro f�rrico lo que facilita la precipitaci�n de los s�lidos en suspensi�n al aglutinarlos. - Flotaci�n: se fuerza la entrada de aire a presi�n en la masa acu�tica, form�ndose burbujas de aire que hace que los s�lidos en suspensi�n suban a la superficie para ser retirados. Al final hay una neutralizaci�n o ajuste del Ph para facilitar los procesos posteriores. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

29. COAGULACI�N

30. + Tratamiento secundario o biol�gico: adem�s de eliminar los s�lidos en suspensi�n que queden en el agua (decantaci�n secundaria), este tratamiento se caracteriza por aplicar procesos biol�gicos que degraden la materia org�nica presente en las aguas residuales, utilizando microorganismos (biomasa). Existen fundamentalmente dos tipos de tratamientos secundarios: con lechos fijos o con fangos activos: - Lechos fijos: se hace pasar el agua por materiales porosos fijos que contienen microorganismos en su superficie, los cuales transforman la materia org�nica en inorg�nica (di�xido de carbono y agua si el proceso es completo). Necesita peri�dicos suministros de aire. - Fangos activos: es un proceso aer�bico en el que se a�aden al agua masas de bacterias aglutinadas por sustancias gelatinosas (floc), que quedan suspendidas en el agua. Hay que agitar mucho el agua para oxigenarla y evitar la sedimentaci�n del floc. Posteriormente hay que recoger las bacterias del agua que sale (en un clarificador) y enviarlas de nuevo al tanque de depuraci�n. Son m�s flexibles y m�s eficaces, pero con mayor gasto de mantenimiento que el de lechos fijos. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

32. TRATAMIENTO SECUNDARIO

33. + Tratamiento terciario: elimina metales pesados, f�sforo, nitr�geno, etc. La eliminaci�n del Nitr�geno presente en el agua: La nitrificaci�n: transformaci�n del amoniaco en nitritos y nitratos, en condiciones aerobias. La desnitrificaci�n: transformaci�n de los nitratos en N2, en condiciones an�xicas. Es costoso y s�lo lo realizan algunas EDAR. + Desinfecci�n, si es necesaria para su potabilizaci�n. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

34. DESINFECCI�N

36. Tras depurar el agua en una EDAR y por tanto producir un efluente m�s limpio, hay que tratar los fangos producidos durante la depuraci�n: Espes�ndolos: disminuyendo su volumen. Estabiliz�ndolos: eliminando la materia org�nica en condiciones aerobias o anaerobias, en c�maras llamadas digestores, lo que produce biogas. Deshidrat�ndolo: quit�ndole agua. Los fangos producidos al final pueden ser: Incinerados: aportan energ�a, contaminan la atm�sfera. Fabricar compost utiliz�ndolos como abono (problemas con los metales pesados). Trasladarlos a vertederos. Otro producto de la depuraci�n del agua son gases (biogas) que se pueden utilizar para producir energ�a. En una EDAR podemos, por tanto, diferenciar tres l�neas: - L�nea de agua: camino que recorre el agua residual desde su llegada a la instalaci�n hasta su vertido final. - L�nea de fangos: camino seguido por los lodos producidos durante la depuraci�n: espesamiento, estabilizaci�n, deshidrataci�n etc. - L�nea de gas: proceso de obtenci�n y uso del biogas obtenido en la digesti�n de los fangos. 6) LA CONTAMINACI�N DE LAS AGUAS MARINAS Y CONTINENTALES:

38. TRATAMIENTO DE LODOS