Contaminación de las aguas Se denomina contaminación de las aguas a cualquier actividad natural o humana que modifique sus condiciones naturales. En la actualidad la más importante es la provocada por el hombre ya que el desarrollo y la industrialización, suponen un mayor uso del agua y una mayor contaminación. El agua también puede contaminarse debido a fenómenos naturales tales como: • Fenómeno del Niño: cambio general en las condiciones atmosféricas que, a su vez, afecta el comportamiento de las corrientes del Océano Pacífico, presentándose cada 7 a 10 años. Aumenta la temperatura de las aguas de la costa Pacífica de Sudamérica, disminuyendo la cantidad de oxígeno disuelto en ella. Las algas, peces y mariscos que necesitan este oxígeno pueden morir por falta de él o, bien, huir en busca de aguas más frías. Por otra parte, llegan seres marinos que normalmente no se encuentran en estas costas, como medusas, mantas, rayas y tiburones. • La Marea Roja: consiste en el florecimiento súbito de enormes masas de plancton especialmente dinoflagelados. Este plancton da al mar un color rojizo, de ahí su nombre. Las grandes cantidades de algas planctónicas producen toxinas que se meten dentro de los mariscos filtradores que se alimentan de ellas. Cuando los mariscos son consumidos por peces o seres humanos, causan graves intoxicaciones. • Actividad Volcánica: puede aumentar la temperatura del agua alterar la concentración de elementos y compuestos presentes naturalmente en ella.

y

• Aluviones y arrastre de sedimentos: la caída de grandes cantidades de barro crea un grave problema en las Plantas de Agua Potable, donde se hace imposible filtrar la gran cantidad de sedimentos.

Contaminacion humana: Distinguimos cuatro focos de contaminación: Industrial: cada tipo de industria produce un tipo de residuo

Sector industrial

Substancias contaminantes principales

Construcción

Sólidos en suspensión, metales, pH.

Minería

Sólidos en suspensión, metales pesados, materia orgánica, pH, cianuros.

Energía

Calor, hidrocarburos y productos químicos.

Textil y piel

Cromo, taninos, tensoactivos, sulfuros, colorantes, grasas, disolventes orgánicos, ácidos acético y fórmico, sólidos en suspensión.

Automoción

Aceites lubricantes, pinturas y aguas residuales.

Navales

Petróleo, productos químicos, disolventes y pigmentos.

Siderurgia

Cascarillas, aceites, metales disueltos, emulsiones, sosas y ácidos.

Química inorgánica

Hg, P, fluoruros, cianuros, amoniaco, nitritos, ácido sulfhídrico, F, Mn, Mo, Pb, Ag, Se, Zn, etc. y los compuestos de todos ellos.

Química orgánica

Organohalogenados, organosilícicos, compuestos cancerígenos y otros que afectan al balance de oxígeno.

Fertilizantes

Nitratos y fosfatos.

Pasta y papel

Sólidos en suspensión y otros que afectan al balance de oxígeno.

Plaguicidas

Organohalogenados, organofosforados, compuestos cancerígenos, biocidas, etc.

Fibras químicas

Aceites minerales y otros que afectan al balance de oxígeno.

Pinturas, barnices y Compuestos organoestámicos, compuestos de Zn, Cr, Se, Mo, Ti, Sn, Ba, Co, etc. tintas Vertidos urbanos. Son los producidos principalmente por la actividad doméstica. La construcción de plantas depuradoras está reduciendo este tipo de contaminación, pero en España la depuración de aguas residuales, es insuficiente.

Navegación. Produce diferentes tipos de contaminación, especialmente con hidrocarburos. Los vertidos de petróleo, accidentales o no, provocan importantes daños ecológicos. Agricultura y ganadería. Los trabajos agrícolas producen vertidos de pesticidas, fertilizantes y restos orgánicos de animales y plantas que contaminan de una forma difusa pero muy notable las aguas. SUSTANCIAS CONTAMINANTES Se pueden clasificar en tres grandes bloques: 1. De tipo físico 2. De tipo químico 3. De tipo biológico Contaminantes de tipo físico  Sedimentos y materiales en suspensión que provocan turbidez en el agua, dificultando así la vida de algunos organismos.  Contaminación térmica. El agua caliente liberada por las centrales de energía o procesos industriales, eleva la temperatura de los ríos o embalses lo que dificulta la vida de los organismos por falta de oxígeno. Contaminantes de tipo químico  Desechos orgánicos. Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferación de bacterias agota el oxígeno, y ya no pueden vivir en estas aguas peces y otros seres vivos que necesitan oxígeno  Sustancias químicas inorgánicas. En este grupo están incluidos ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo. Si están en cantidades altas pueden causar graves daños a los seres vivos,

disminuir los rendimientos agrícolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua.  Nutrientes vegetales inorgánicos. Nitratos y fosfatos son sustancias solubles en agua que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofización de las aguas. Cuando estas algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los microorganismos, se agota el oxígeno y se hace imposible la vida de otros seres vivos.  . Compuestos orgánicos. Muchas moléculas orgánicas como petróleo, gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difíciles de degradar por los microorganismos

Contaminación biológica

Tipo de Enfermedad

Síntomas

Bacterias

Cólera

Diarreas y vómitos intensos. Deshidratación. Frecuentemente es mortal si no se trata adecuadamente

Bacterias

Tifus

Fiebres. Diarreas y vómitos. Inflamación del bazo y del intestino.

Bacterias

Disentería

Diarrea. Raramente es mortal en adultos, pero produce la muerte de muchos niños en países poco desarrollados

Bacterias

Gastroenteritis

Náuseas y vómitos. Dolor en el digestivo. Poco riesgo de muerte

Virus

Hepatitis

Inflamación del hígado e ictericia. Puede causar daños permanentes en el hígado

Virus

Poliomelitis

Dolores musculares intensos. Debilidad. Temblores.

microorganismo

Protozoos

Disentería amebiana

Diarrea severa, escalofríos y fiebre. Puede ser grave si no se trata

Gusanos

Esquistosomiasis

Anemia y fatiga continuas

Microorganismos patógenos. Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías de desarrollo las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los motivos más importantes de muerte.

CONTAMINACIÓN DE AGUAS CONTINENTALES Las aguas continentales son aquellas que se localizan en los continentes y que han perdido su salinidad mediante la evaporación, pues al pasar al estado gaseoso pierden cualquier sustancia sólida. Las aguas continentales representan las diversas formas en las cuales puede encontrarse distribuida el agua en un continente. El agua de los continentes denominada aguas continentales, está constituida por: torrentes, ríos, lagos, glaciares y aguas subterráneas.

Los torrentes: son corrientes rápidas de agua, su velocidad depende de la pendiente del terreno que recorren, esto también permite que presenten variaciones bruscas en su caudal. En su recorrido van erosionando intensamente la superficie terrestre. Los Ríos: Los ríos son corrientes de agua que fluyen por un cauce desde tierras altas a tierras bajas y que finalmente llegan a un lago, a otro río o al mar, La diferencia fundamental entre un río y un torrente es su longitud y periodicidad. Un río se caracteriza por tener mayor caudal. Los lagos: son masas que ocupan las depresiones continentales, se sitúan de forma permanente o temporal dependiendo del tipo de terreno o del clima. Si ocupan una gran extensión reciben el nombre de mares interiores. Éstos pueden ser de agua dulce o agua salada (concentraciones de sal superiores al 5%). Los lagos de pequeñas dimensiones se confunden con lagunas y los de mayor extensión reciben frecuentemente el nombre del mar. Los glaciares: Son grandes masas de hielo situadas sobre una superficie de terreno donde se desplazan lentamente en descenso a favor de la pendiente. Para que se forme un glaciar, la cantidad de nieve caída durante un invierno debe exceder a la fundida durante el verano siguiente, constituyendo el nivel de las nieves persistentes o el de las nieves perpetuas en los casos donde no se funde. De esta manera cada año se va superponiendo una masa de nieve a la ya acumulada. Se estima que el 72% de los ríos, lagos y arroyos del mundo están contaminados por vertidos humanos o industriales, provocando la transmisión de gran cantidad de las enfermedades infecciosas que se conocen. La contaminación está ampliamente ligada con la actividad humana siendo los principales contaminantes: • Vertidos de aguas residuales urbanas a los medios acuáticos. • Vertidos industriales generados por el refinamiento del petróleo, la industria de la metalurgia, las industrias de papel, las químicas y farmacéuticas. Muchos países desarrollados instalan sus fábricas en países en vías de desarrollo donde los controles ambientales son menores para

evitar sanciones. • Vertidos de las explotaciones ganaderas que contaminan con diversos parásitos en el estiércol y con las aguas residuales agrícolas, con fertilizantes, abonos y plaguicidas, entre otros. • El uso de las embarcaciones a motor que afectan al plancton por el uso de hidrocarburos y la agitación que producen durante su desplazamiento. • La construcción de presas que provocan alteraciones en el medio acuático y las explotaciones mineras que vierten compuestos contaminantes. Aguas subterráneas: Las aguas subterráneas son una de las principales fuentes de suministro para uso doméstico y para el riego en muchas partes de España y del mundo. En España alrededor de la tercera parte del agua que se usa en las ciudades y la industria y la cuarta parte de la que se usa en agricultura son aguas subterráneas. En muchos lugares en los que las precipitaciones son escasas e irregulares pero el clima es muy apto para la agricultura son un recurso vital y una gran fuente de riqueza, ya que permiten cultivar, productos muy apreciados en los mercados internacionales. Las aguas subterráneas suele ser más difíciles de contaminar que las superficiales, pero cuando esta contaminación se produce, es más difícil de eliminar. Sucede esto porque las aguas del subsuelo tienen un ritmo de renovación muy lento. Se calcula que mientras el tiempo de permanencia medio del agua en los ríos es de días, en un acuífero es de cientos de años, lo que hace muy difícil su purificación. Llamamos acuífero a toda acumulación de agua subterránea que se puede usar para distintos fines. Se suelen distinguir dos tipos de procesos contaminantes de las aguas subterráneas:  los "puntuales" que afectan a zonas muy localizadas,  los "difusos" que provocan contaminación dispersa en zonas amplias, en las que no es

fácil identificar un foco principal. Actividades que suelen provocar contaminación puntual son:  

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Lixiviados de vertederos de residuos urbanos y fugas de aguas residuales que se infiltran en el terreno. Lixiviados de vertederos industriales, derrubios de minas, depósitos de residuos radiactivos o tóxicos mal aislados, gasolineras con fugas en sus depósitos de combustible, etc. Pozos sépticos y acumulaciones de purines procedentes de las granjas.

La contaminación difusa suele estar provocada por:  

Uso excesivo de fertilizantes y pesticidas en la agricultura o en las prácticas forestales. Explotación excesiva de los acuíferos que facilita el que las aguas salinas invadan la zona de aguas dulces, por desplazamiento de la interfase entre los dos tipos de aguas.

Este tipo de contaminación puede provocar situaciones especialmente preocupantes con el paso del tiempo, al ir cargándose de contaminación, lenta pero continuamente, zonas muy extensas

Efectos que se producen por la contaminación de las aguas continentales: • Agotamiento del recurso. • Creciente invasión de las aguas salinas en los acuíferos. • Anegamientos y salinización, acelerando la degradación de la tierra como consecuencia del exceso de riego. • Afectación de la salud humana. • Eutrofización provocada por el alto contenido de nutrientes en los ríos y lagos, lo cual hace que aumenten los problemas y los costos de las instalaciones de tratamiento de agua que suministra agua potable.

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. Pero la situación no es tan sencilla. 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. • Acidificación de los lagos de agua dulce que afectan a la vida acuática, viéndose además afectada la agricultura y la pesca. CONTAMINACIÓN DE AGUAS MARINAS El vertedero final para una gran parte de nuestros desechos es el océano. A él van a parar gran parte de los vertidos urbanos e industriales. No sólo recibe las aguas residuales, sino que, en muchas ocasiones, se usa para arrojar las basuras o, incluso, los residuos radiactivos. El 80% de las substancias que contaminan el mar tienen su origen en tierra. De las fuentes terrestres la contaminación difusa es la más importante. Incluye pequeños focos como tanques sépticos, coches, camiones, etc. y otros mayores como granjas, tierras de cultivo, bosques, etc. Los accidentes marítimos son responsables de alrededor de un 5% de los hidrocarburos vertidos en el mar. Aproximadamente un tercio de la contaminación que llega a los mares empieza siendo contaminación atmosférica pero después acaba cayendo a los océanos. En los fondos oceánicos hay, en este momento, decenas de miles de barriles con substancias como plutonio, cesio o mercurio, resultado de décadas de uso del océano como vertedero para grandes cantidades de desechos. La capacidad purificadora de las grandes masas de agua marina es muy grande. En ellas se diluyen, dispersan o degradan ingentes cantidades de aguas fecales, hidrocarburos, desechos industriales e,

incluso, materiales radiactivos. Por este motivo es muy tentador recurrir al barato sistema de arrojar al mar los residuos de los que queremos deshacernos; pero en muchos lugares, los excesos cometidos han convertido grandes zonas del mar en desiertos de vida o en cloacas malolientes. Los vertidos son la principal fuente de contaminación de las costas. En la mayor parte de los países en vías de desarrollo y en muchos lugares de los desarrollados, los vertidos de las ciudades se suelen hacer directamente al mar, sin tratamientos previos de depuración. Además, las zonas donde la renovación del agua es más lenta (marismas, estuarios, bahías, puertos) son las más maltratadas. En ellas es frecuente encontrar peces con tumores y graves enfermedades, o moluscos y crustáceos cuya pesca y consumo están prohibidos, porque contienen altas dosis de productos tóxicos.

» ¿Qué es una marea negra? Se denomina marea negra a la masa oleosa que se crea cuando se produce un derrame de hidrocarburos en el medio marino. Se trata de una de las formas de contaminación mas graves, pues no sólo invade el hábitat de numerosas especies marinas, sino que en su dispersión alcanza igualmente costas y playas destruyendo la vida a su paso, o alterándola gravemente, a la vez que se generan grandes costes e inversiones en la limpieza, depuración y regeneración de las zonas afectadas.

Los efectos de la contaminación por petróleo Los efectos del petróleo sobre los ecosistemas marinos dependen de factores como: tipo de petróleo (crudo o refinado), cantidad, distancia del sitio contaminado con la playa, época del año, condiciones atmosféricas, temperatura media del agua y corrientes oceánicas. Los hidrocarburos forman con el agua una capa impermeable que obstaculiza el paso de la luz solar que utiliza el fitoplancton para realizar el proceso de la fotosíntesis, interfiere el intercambio gaseoso, cubren la piel y las branquias de los animales acuáticos provocándoles la muerte por asfixia. El petróleo derramado en el mar se evapora o es degradado en un proceso muy lento por bacterias. Los hidrocarburos orgánicos volátiles matan inmediatamente a varios tipos de organismos acuáticos, especialmente en etapa larvaria. En las aguas calientes se evapora a la atmósfera la mayor parte de este tipo de hidrocarburos en uno o dos días, y en aguas frías este proceso puede tardar hasta una semana. Otro tipo de sustancias químicas permanecen en el agua superficial y forman burbujas de alquitrán o musgo flotante. Este petróleo, también, cubre las plumas de las aves, especialmente de las que se zambullen, y la piel de mamíferos marinos como las focas y nutrias de mar. Esta capa de petróleo destruye el aislamiento térmico natural de los animales y también afecta su capacidad para flotar, por lo cual mueren de frío o porque se hunden y ahogan.

Pato cubierto por Petróleo

Las capas de petróleo en el océano son degradadas por bacterias pero es un proceso lento en aguas calientes y mucho más lento en aguas frías. Los componentes pesados del petróleo se hunden hasta el fondo del mar y pueden matar organismos que habitan en las profundidades como los cangrejos, ostras, mejillones y almejas. Además los que quedan vivos no son adecuados para su consumo. La mayoría de los ecosistemas marinos expuestos a grandes cantidades de petróleo crudo requieren unos 3 años para su recuperación. Sin embargo, los ecosistemas marinos contaminados por petróleo refinado, en especial en los estuarios, requieren de 10 años o más para su recuperación. La contaminación de las playas por petróleo causa además serios problemas económicos a los habitantes de las costas porque pierden ingresos por la actividad pesquera y la turística. Las playas contaminadas por petróleo requieren de al menos un año para su recuperación, cuando tienen corrientes y olas fuertes, pero las playas que no tienen estas características tardan varios años en recuperarse. Los estuarios y marismas sufren el mayor daño y no pueden limpiarse eficazmente.

Playas contaminadas por Petróleo

También se considera que algunos componentes químicos del petróleo pueden interferir con algunas sustancia químicas como las feromonas que los animales marinos secretan para llevar a cabo procesos vitales y de comunicación. Estos compuestos químicos les sirven para realizar diferentes procesos como escapar de los animales de presa, atracción sexual, selección de su hábitat y la alimentación.

DLA CONTAMINACIÓN EN LA ZONA LITORAL En las zonas litorales del planeta se encuentran ecosistemas, como humedales y dunas, que son muy ricos en biodiversidad y muy sensibles a las actuaciones humanas. Además, en estas zonas vive gran parte de la población humana: el 60 % de las personas habita a menos de 60 km de la costa. Con el turismo, el desarrollo de centros recreativos y las instalaciones deportivas, las ciudades costeras se han convertido en núcleos de grandes aglomeraciones. Se están urbanizando zonas de playas para edificar viviendas y, diariamente, estas ciudades producen enormes cantidades de aguas residuales urbanas que terminan en el mar. Por tanto, es necesario que se gestionen adecuadamente los desechos y cualquier tipo de contaminación que pueda producirse en estos espacios. Por ejemplo, si las aguas se depuran, el efecto de su vertido sobre el mar se reduce.con en un proceso muy lento por BACTERIAS

TRATAMIENTO DE LAS AGUAS CONTAMINADAS O RESIDUALES: La mayoría de los vertidos de aguas residuales que se hacen en el mundo no son tratados. Simplemente se descargan en el río, mar o lago más cercano y se deja que los sistemas naturales, con mayor o menor eficacia y riesgo, degraden los desechos de forma natural. En los países desarrollados una proporción, cada vez mayor, de los vertidos es tratada antes de que lleguen a los ríos o mares en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales). El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo de estos tratamientos es, en general, reducir la carga de contaminantes del vertido y convertirlo en inocuo para el medio ambiente. Para cumplir estos fines se usan distintos tipos de tratamiento

Tipos de tratamiento. Hay distintos tipos de tratamiento de las aguas residuales para lograr retirar contaminantes. Se pueden usar desde sencillos procesos físicos como la sedimentación, en la que se deja que los contaminantes se depositen en el fondo por gravedad, hasta complicados procesos químicos, biológicos o térmicos. Entre ellos, los más usuales son: a) 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). Extracción.- Con líquido disolvente que no se mezcla con el agua. b) 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.

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Osmosis inversa.- Haciendo pasar al agua a través de membranas semipermeables que retienen los contaminantes disueltos. c) 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.

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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 Las técnicas para eliminar total o parcialmente la cantidad de contaminantes varían según las características físicas y químicas del contaminante que debe removerse o minimizarse. Entre las modalidades de tratamiento de las aguas se encuentran: Pretratamiento: es una fase previa al tratamiento, ya que retira aguas pluviales no contaminadas, arenas, aceites y objetos grandes y pequeños que podrían perturbar el proceso. Este proceso además de permitir la separación de sólidos, protege los equipos de la planta de tratamiento facilitando su funcionamiento. Las principales operaciones que se llevan a cabo en este tratamiento son el cribado, desarenado, trituración y separación de aceites.

Tratamiento primario: es la separación por medios físicos de las materias flotantes o en suspensión. Su objetivo principal es remover los sólidos suspendidos y sedimentables qu fueron removidos en el pretratamiento.

Tratamiento secundario: se lleva a cabo la depuración de las aguas mediante un proces bioquímico, en el cual se utilizan bacterias que actúan sobre las partículas coloidales o d absorbiéndolas, digiriéndolas u oxidándolas. Mediante este tratamiento se consigue ha 90% de purificación. El tratamiento permite eliminar materia orgánica.

Tratamiento terciario: se utilizan técnicas especiales muy avanzadas, que consiguen ha 99% de purificación, la tecnología para aplicar este tratamiento es altamente costosa. E técnicas se encuentran la centrifugación inversa, donde se utilizan filtros con poros tan que es posible retirar del agua moléculas de sales, bacterias y virus.

Desinfección: esta es la última etapa para la cual se utilizan diversas sustancias tales co ozono, los rayos UV y el dióxido de cloro.