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4. HIDROSFERA: CONTAMINACIÓN DEL AGUA. Según localización : puntual / difusa Según evolución : biodegradable / no biodegradable Según origen : natural / antrópica Según naturaleza : física / química / biológica Según medio : superficial / subterránea / marina

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4. HIDROSFERA: CONTAMINACIÓN DEL AGUA

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4 hidrosfera contaminaci n del agua

4. HIDROSFERA: CONTAMINACIÓN DEL AGUA

  • Según localización: puntual / difusa

  • Según evolución: biodegradable / no biodegradable

  • Según origen: natural / antrópica

  • Según naturaleza: física / química / biológica

  • Según medio: superficial / subterránea / marina

  • Según nivel: baja / media / alta


Contaminaci n puntual y difusa

Contaminación puntual y difusa

  • Difusa: Aparece en zonas amplias y no tiene un foco emisor concreto

Puntual: Afecta a una zona concreta


Factores y nivel de contaminaci n

Factores y nivel de contaminación

Hay unos factores que pueden agravar o disminuir los efectos de la contaminación como son:

  • Características del receptor

  • Características de la zona donde se encuentra el receptor

  • Usos previos del agua


Caracter sticas del receptor

Características del receptor

Aguas superficiales

1. Tipo de receptor

Aguas subterráneas

  • 2. Cantidad y calidad de agua del receptor:

    • A más volumen, mayor capacidad de dilución del contaminante

    • Si la calidad del agua es mala, se suman los efectos

3. Biocenosis: La presencia de organismos (fundamentalmente microorganismos) ayuda a degradar la materia orgánica.


Localizaci n del receptor

Localización del receptor

Las características climáticas (lluvias, insolacion, …) y las características geomorfológicas (pendiente, relieve, tipo de rocas…) influyen en la capacidad del receptor para depurar los contaminantes.


Contaminantes del agua

Contaminantes del agua

  • SEGÚN SU EVOLUCIÓN:

    • Biodegradables: cuando pueden ser eliminadas por los microorganismos u otros seres. P.ej. Nitratos y fosfatos que son captadas por los seres autótrofos para la fotosíntesis, o las moléculas orgánicas que son utilizadas por bacterias u otros seres (pueden producir eutrofización).

  • No biodegradables: ningún ser vivo tiene enzimas que los eliminen y por tanto se acumulan. Son los metales pesados como el plomo o el mercurio y también ciertas moléculas orgánicas de síntesis compleja como pesticidas, detergentes, etc.


4 hidrosfera contaminaci n del agua

  • El origen de la contaminación puede deberse a:

  • Causas antrópicas

  • Causas naturales


Contaminaci n natural del agua

Contaminación natural del agua

  • 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


Contaminaci n artificial de origen urbano

Contaminación artificial de origen urbano

  • Aguas procedentes de los domicilios (productos de limpieza, jabones, grasas, restos de cocina ...)

  • Aguas negras procedentes de la defecación ( 1,2 a 1,5 litros por persona y día).

  • Agua procedentes de la vía pública, de riego, de limpieza, de lluvia...

    La composición es variada, presenta gran cantidad de organismos patógenos, materia orgánica, nutrientes, detergentes, materias flotantes, residuos de la contaminación atmosférica...


Contaminaci n artificial de origen agr cola

Contaminación artificial de origen agrícola

  • Fertilizantes inorgánicos, abonos, plaguicidas, sales disueltas.

  • Contaminan tanto aguas superficiales como aguas subterráneas que surten a las poblaciones.


Contaminaci n artificial de origen ganadero

Contaminación artificial de origen ganadero

  • Estiércol y purines que contienen microorganismos patógenos, sólidos en suspensión, materia orgánica, nitrógeno y fósforo.

Cuando estos contaminantes se usan como abonos, pueden llegar a las aguas subterráneas de forma dispersa o puntual si se vierten directamente en un terreno


Contaminaci n artificial de origen industrial

Contaminación artificial de origen industrial

Es la que mayor impacto produce por la variedad de materiales y fuentes de energía que aporta al agua.

Son especialmente contaminantes:

  • Industrias de refinado de petróleo: Contiene residuos tóxicos diversos, cianuro, grasas, fenoles.. álcalis..

  • Industria metalúrgica: Vertidos tóxicos diversos y agua caliente.

  • Industria del papel, del curtido y textiles: residuos orgánicos, detergentes..

  • Industrias químicas y farmacéuticas: metales pesados y material químico y biológico peligroso

  • Industrias energéticas: radiactividad, cambios de Tª


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Nucleares

Petroleras

Químicas

Papeleras

Siderometalúrgica


4 hidrosfera contaminaci n del agua

MINERÍA

MAREAS NEGRAS

INTRUSIÓN MARINA

VERTEDEROS


Contaminantes de la hidrosfera

CONTAMINANTES DE LA HIDROSFERA

Físicos

Químicos

Biológicos


Contaminantes f sicos

CONTAMINANTES FÍSICOS

  • Térmicos

  • Sólidos en suspensión

  • Radiactivos

Turbidez, aumento de partículas

Radiactividad (posibles escapes) y calentamiento del agua usada como refrigerante


Contaminantes qu micos

CONTAMINANTES QUÍMICOS

  • Orgánicos

    - materia orgánica

    - detergentes

    - grasas y aceites

    - productos

    industriales

    (DDT, pesticidas)

  • Inorgánicos

    - ácidos y álcalis

    - metales pesados

    - sales

    - nitratos, sulfatos

    y fosfatos


Contaminantes biol gicos

CONTAMINANTES BIOLÓGICOS

  • Se contaminan por excrementos y aguas residuales.

  • Contaminación constituida por microorganismos:

    • Virus: (hepatitis A, gastroenteritis)

    • Bacterias (cólera, tifus, gastroenteritis por E. coli).

    • Protozoos (disentería)

    • Gusanos ( tenia, Ascaris)

E.coli

V. cholerae


Efectos eutrofizaci n

Efectos: EUTROFIZACIÓN

  • Aguas oligotróficas

  • Aguas eutróficas


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Los fenómenos de eutrofización también se pueden producir en estuarios costeros y mares más o menos cerrados (Báltico, Mar Negro, Mediterráneo..)


4 hidrosfera contaminaci n del agua

  • España, zonas afectados:

  • Parque Natural del Aiguamolls de l’Ampordà

  • Delta del Ebro

  • Albufera de Valencia

  • Tablas de Daimiel

  • Doñana

  • Manga del Mar Menor

Medidas para evitar la eutrofización

Disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos

Usar detergentes con baja proporción de fosfatos

Emplear menor cantidad de detergentes

No abonar en exceso los campos

Depuración de aguas residuales..

Y en los embalses y lagos afectados: inyectar oxígeno para recuperarlos.


4 hidrosfera contaminaci n del agua

  • EFECTOS DE LOS VERTIDOS EN LOS RIOS

  • AUTODEPURACIÓN.

  • Diluyen los contaminantes.

  • Las bacterias digieren la materia orgánica.

  • Se produce la decantación de los materiales pesados

  • Depende:

  • El caudal.

  • La turbulencia del agua.

  • La cantidad y tipo de vertido.


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Impactos en la Hidrosfera


Aguas subterr neas

AGUAS SUBTERRÁNEAS

  • Contaminantes:

  • Nitratos

  • -Pesticidas

  • -Residuos orgánicos

  • Problemas:

  • No se autodepura(poco oxígeno, dificultad de dilución.

  • Lentitud en el desplazamiento.

  • Recuperación costosa.

  • Sobreexplotación

    • Encarecimiento extracción.

    • Reducción de cursos superficiales

    • Degradación calidad

    • Degradación humedales

    • Salinización acuíferos


Contaminaci n de aguas subterr neas

Contaminación de aguas subterráneas

  • Puede ser contaminación puntual debido a:

    • 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.


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Salinización de un acuífero costero

Salinización de un acuífero costero

Situación inicial

Pozo de agua dulce

Nivel freático

Agua dulce

Mar

Formación impermeable

Agua salada

Discontinuidad dulce-salada

Pozo de agua salobre

Situación de salinización

Intrusión salina

Ascenso de la superficie de discontinuidad dulce-salada


4 hidrosfera contaminaci n del agua

MAREAS NEGRAS

  • Las corrientes favorecen la extensión de la contaminación

  • Los mares más contaminados:

    • El Mediterráneo, cerrado, poco dinámico, población en aumento y concentrada en el litoral, vertido de residuos

    • Báltico.

    • Desembocadura del Misisipi.

  • Es más frecuente en las costas y en la plataforma continental.


Efectos

Efectos


Principales mareas negras

Principales mareas negras


Eliminaci n natural mareas negras

Eliminación natural mareas negras


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Limpieza del crudo


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Parámetros calidad del agua

Biológicos

Físicos

Químicos

  • OD

  • DBO

  • DQO

  • COT

  • pH

  • Alcalinidad

  • Dureza

  • N (varias formas)

  • Cloruros, sulfatos

  • Olor

  • Sabor

  • Color

  • Turbidez

  • Conductividad

  • eléctrica

  • Sólidos disueltos

  • Sólidos en suspensión

  • Temperatura

  • Bacterias coliformes

  • hongos

  • Virus

  • Cianobacterias

  • Protozoos


Param tros biol gicos indican contaminaci n fecal

PARAMÉTROS BIOLÓGICOSIndicancontaminaciónfecal

  • Contar el nº de bacterias en una muestra de agua.

  • Los más importantes, las

    bacterias coliformes

  • Análisis de saprobios


Bioindicadores polisaprobios tubifex chironomus asellus

BIOINDICADORES: POLISAPROBIOS(Tubifex, Chironomus, Asellus)


Bioindicadores oligosaprobios perla larva de plec ptero

BIOINDICADORESOLIGOSAPROBIOSPerla (larva de Plecóptero)


Oligosaprobios ef meras

OLIGOSAPROBIOSefímeras


Bioindicadores mesosaprobios frig neas larvas de tric pteros

BIOINDICADORES: MESOSAPROBIOSFrigáneas (larvas de Tricópteros)


Par metros indicadores de contaminaci n

Parámetros indicadores de contaminación


El ciclo urbano del agua

El ciclo urbano del agua

El agua que se utiliza en las poblaciones recorre un ciclo: se toma del medio natural y, una vez usada y depurada, se reintegra de nuevo al medio.

En el ciclo urbano diferenciamos tres fases:

Captación, potabilización y depuración.


4 hidrosfera contaminaci n del agua

El agua potable (esquema de planta potabilizadora ETAP)

1. Captación y desbastado

2. Pretratamiento

3. Decantación y filtración

5. Bombeo y distribución

4. Cloración y decloración


4 hidrosfera contaminaci n del agua

ETAP

  • Desbaste – tamización.

    • Sistema de rejas y tamices, cada vez más finos que eliminan los sólidos más gruesos

  • 2. Aireación

    • Al airear el agua se eliminan sustancias volátiles (CO2, H2S, ..) y se oxídan otros compuestos (Fe, Mn…). Con este proceso se elimina la posible corrosión en tuberías y malos olores y sabores.

  • 3. Decantación – sedimentación

    • Se añaden unos agentes químicos que favorecen la coagulación o floculación de los sólidos finos en suspensión y que así, sedimenten posteriormente

4. Filtración.

Filtros de arena, grava, carbones activos…, que eliminan las sustancias más finas.

  • 5. DesinfecciónEliminación de patógenos por:

    • Filtros de membrana

    • Cloración. Genera problemas de olor y sabor

    • Ozonización. El ozono es un oxidante fuerte y tóxico para los microorganismos. Es

    • caro

    • Radiación UV. Es caro y el agua debe estar muy clara para evitar la absorción de

    • rad. UVporparte de materia orgáncia


4 hidrosfera contaminaci n del agua

EDAR

Métodos naturales

Depuración aguas residuales


4 hidrosfera contaminaci n del agua

EDAR

  • El tratamiento depende de cada EDAR y del tipo de agua a tratar (urbana, agrícola, industrial…)

  • Se pueden diferenciar:

    • Línea de agua: Tratamiento del agua desde que entra hasta que se vierte al receptor natural (rio, mar….)

    • Línea de fangos: Es el proceso de compactación y concentración de los residuos presentes en el agua residual

    • Línea de gas: Proceso al que se somete el gas obtenido en el tratamiento de lodos y fangos


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR)

Influente: aguas residuales sucias

Efluente: aguas depuradas vertidas a un río, al mar, a un lago, etc., o a plantas de tratamientos terciarios.

Tratamiento primario

Tratamiento secundario

Pretratamiento

Línea de agua

Eliminación de grasas, arenas, objetos voluminosos, etc.

Decantador primario

Decantador secundario

El fango se espesa por gravedad

El fango se espesa por centrifugación

Los fangosse estabilizan y se utilizan en diferentes fines.

Línea de fangos

Tratamiento de fangos


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Sistemas depurativos convencionales

EDAR

Tratamiento terciario

Tratamiento primario

Tratamiento secundario

Pretratamiento


Pretratamiento

PRETRATAMIENTO

Desbaste. Una rejilla impide que muchos residuos sólidos lleguen a las arquetas principales de la EDAR.

Desarenado. Se hace en cámaras a velocidades conrtroladas. La arena sedimenta

Desengrasado: se hace a la vez que el desarenado., y las grasas se retiran de la superficie con desnatadores.


Tratamiento primario

TRATAMIENTO PRIMARIO.

DECANTACIÓN. En tanques donde se depositan por gravedad los materiales.

FLOCULACIÓN . Se le añaden productos químicos para que precipiten.

NEUTRALIZACIÓN O AJUSTE DE pH.


Tratamiento secundario o biol gico

Tratamiento secundario o biológico

Se elimina la materia orgánica por la digestión de ésta por microorganismos en fangos activos. Se oxigena.

Los microorganismos se reúnen en flóculos y oxidan la materia orgánica.


4 hidrosfera contaminaci n del agua

  • Tratamiento secundario o biológico:

    • Conjunto de procesos biológicos complementados con procesos de decantación para eliminar del agua la MO

    • El sistema más empleado es el de fangos activos que consiste en poner el agua residual en grandes depósitos en los que las bacterias del agua (o añadidas) oxiden la MO.

    • Se inyecta oxígeno para favorecer el crecimiento bacteriano.

    • Microorganismos y lodos son eliminados en un proceso posterior de decantación

    • Es importante controlar los parámetros que aseguran un buen crecimiento de las bacterias.

    • Parte de los lodos se recirculan como inóculo bacteriano

Otro sistema biológico es el de lechos bacterianos, donde las bacterias se adhieren a material inerte (fragmentos sintéticos, piedras trituradas…) y el agua pasa por ellos.

Los microorganismos descomponen la materia orgánica del agua que pasa por estos filtros.


Tratamiento secundario o biol gico1

Tratamiento secundario o biológico

Decantadores secundarios.Los lodos se acumulan en el fondo y el agua relativamente limpia rebosa y puede salir hacia el río.


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Tratamiento terciario

Son procesos en los que el agua salida de los procesos secundarios se somete a procesos complementarios y avanzados para eliminar la MO restante o reducir la cantidad de compuestos como P, N o sus compuestos.

Son procesos caros (se utilizan en pocas EDAR) pero posibilitan la reutilización del agua.

Desinfección. También se considera un tratamiento terciario para eliminar patógenos. Su utilización depende del grado de eficacia de los tratamientos anteriores.


L nea de fangos

Línea de fangos

Es el tratamiento de fangos primarios y secundarios no utilizados en la recirculación.

Espesamiento de fangos. Reducción de volumen basada en la gravedad

Estabilización de fangos. Digestión anaerobia y obtención de CH4 (puede utilizarse como combustible)

Acondicionamiento químico. Adición de reactivos químicos para provocar la coagulación de los sólidos

Deshidratación. Secado, prensado y centrifugación. El fango seco puede ir a vertederos , incineradoras o plantas de compostaje.

  • centrifugadora que elimina el exceso de agua. el tubo oscuro de la parte inferior conduce los lodos al exterior...

Los lodos constituyen un material muy bueno para la agricultura


L nea de gas

Línea de gas

El gas obtenido en la línea de fangos puede aportar energía a la propia planta o se puede quemar en una serie de antorchas que tienen estas plantas.


4 hidrosfera contaminaci n del agua

Métodos naturales de depuración de aguas residuales

Filtro verde

Lagunaje


Lagunajes

Lagunajes

  • Son lagunas artificiales

  • Poco profundas

  • El agua residual permanece meses

  • Los solidos sedimentan

  • Los microorganismos degradan la MO

Aerobia

  • Pueden ser:

    • Lagunas aerobias

    • Lagunas anaerobias

    • Lagunas facultativas

  • Se pueden combinar varias lagunas de distinto tipo

Anaerobia


Otros tratamientos blandos

Otros tratamientos blandos

  • Filtros verdes:

    • Plantaciones de chopos u otros árboles/arbustos de crecimiento rápido que se riegan con aguas residuales. Los microorganismos del suelo contribuyen a la depuración.

  • Lechos de Turba:

    • Las aguas filtran a través de un manto de turba de grosor variable y habitado por microorganismos

  • Son sistemas útiles para pequeñas poblaciones. Su coste y mantenimiento es muy bajo


    Red de control de aguas superficiales

    Red de control de aguas superficiales

    • Son sistemas de vigilar la calidad de las aguas y el estado ambiental de los ríos. Con ellas se pueden detectar las agresiones que sufren los ecosistemas fluviales y se recoge información de tipo ambiental, científico y económico sobre los recursos hídricos.

    • La evaluación de la calidad de las aguas es una materia difícil, en la que se discute cuales son los mejores indicadores para evaluar el estado del agua.. El problemas reside fundamentalmente en la definición que se haga del concepto "calidad del agua".

    • En España esta red de control se denomina Red ICA (Red Integrada de Calidad de las Aguas) que desde el año 1992 recoge los datos obtenidos en las distintas redes existentes en ese momento como son la Red COCA (Control de Calidad General de las Aguas), la Red COAS (Control Oficial de Abastecimientos) y la Red ICTIOFAUNA que controla la aptitud del agua para la vida piscícola.


    Red coca

    Red COCA

    El control de la Calidad General se realiza en las estaciones integradas en la Red COCA, ubicadas en tramos de diversas características (cabecera, tramos medios, aguas abajo de los vertidos más significativos) con el objeto de tener una visión global y representativa de la calidad de las aguas en el conjunto de la cuenca. En estas estaciones se analizan del orden de 40 parámetros distintos, cuyo valor se transmite a las confederaciones hidrográficas y la Ministerio de Medio Ambiente.

    Finalmente se condensa la información recogida en un único valor numérico que refleje la calidad del agua, para lo que se ha venido usando un índice numérico denominado Índice de Calidad General (ICG)


    Ndice de calidad general icg

    Índice de calidad general (ICG)

    • Es un índice muy utilizado en todo el estado español.

    • El ICG se obtiene matemáticamente a partir de una fórmula que integra 23 parámetros de calidad de las aguas.

      • Nueve de estos parámetros, que se denominan básicos, son necesarios en todos los casos.

      • Otros catorce, que responden al nombre general de complementarios, sólo se usan para aquéllas estaciones o períodos en los que se analizan.

    • A partir de formulaciones matemáticas que valoran la influencia de cada uno de estos parámetros en el total del índice, se deduce un valor final que se sitúa necesariamente entre 0 y 100


    Problemas del agua en espa a

    Problemas del agua en España

    • Elevado consumo por persona:

      • Sistemas de riego.

      • Cultivos inadecuados

      • Falta de concienciación


    Problemas del agua en espa a1

    Problemas del agua en España

    • El agua no está bien repartida en España.


    Problemas del agua en espa a2

    Problemas del agua en España

    • El agua no está bien repartida temporalmente


    Problemas del agua en espa a3

    Problemas del agua en España

    • Las aguas subterráneas se están perdiendo

      • Excesivos fertilizantes y plaguicidas

      • Sobrexplotación acuíferos

      • Canalización e impermeabilización cauces

      • Salinización acuíferos costeros

      • Contaminación industrial de escorrentías


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