Contaminación del Agua - PDF

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL CURSO: ICA TEMA: CONTAMINACION DEL AGUA DOCENTE: Ing. M. Cs. Fanny Vásquez Rubio CELEND...

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL CURSO: ICA TEMA: CONTAMINACION DEL AGUA DOCENTE: Ing. M. Cs. Fanny Vásquez Rubio CELENDÍN – CAJAMARCA 2024 Contaminación del agua El agua tiene unas propiedades únicas y excepcionales. Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos inmemoriales, las basuras producidas por la actividad humana. El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación. Pero esta misma facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que arrojamos los residuos producidos por nuestras actividades. Gran parte del agua de nuestro planeta, alrededor del 98%, corresponde a agua salada que se encuentra en mares y océanos, el agua dulce que poseemos en un 69% corresponde a agua atrapada en glaciares y nieves eternas, un 30% está constituida por aguas subterráneas y una cantidad no superior al 0,7% se encuentra en forma de ríos y lagos. 3 Distribución mundial del agua del planeta Contaminación del agua Alteración física, química o biológica del agua, de modo que se perjudique su posterior utilización. Se puede contaminar reduciendo el caudal e introduciendo materias orgánicas, inorgánicas y organismos patógenos. 5 Contaminación del agua La acción y el efecto de introducir materias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica. Ley de Aguas El agua está contaminada cuando su composición es alterada de modo que no conserva las propiedades que le corresponden a su estado natural. Organización Mundial de la Salud La contaminación consiste en una modificación, generalmente provocada por el ser humano, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales domésticos y la vida natural. Carta del Agua del Consejo de Europa  A. Origen y tipos de contaminación Naturaleza de los contaminantes: Por su localización: FÍSICA Partículas en suspensión Aporte de energía PUNTUAL: un lugar bien delimitado QUÍMICA Orgánicos Inorgánicos DIFUSA: en zonas BIOLÓGICA muy amplias y las Materias orgánicas aguas están Organismos patógenos diseminadas 7  En ambos casos se produce una contaminación de tipo puntual, pues afecta a una zona concreta A.3. (un acuífero, un río) y está producida por un foco emisor también concreto, un vertedero de Tipos de contaminación residuos. Entre los efectos que provoca está la pérdida de calidad del agua. En a) el mecanismo de contaminación es la escorrentía que arrastra materiales y los deposita en el río, puesto que el vertedero está colocado sobre la capa impermeable que impide las filtraciones de lixiviados. Sin embargo, en la parte más baja puede provocarse contaminación por lixiviado en las aguas subterráneas. En b) la contaminación es por lixiviación (separación natural de líquidos resultantes de la descomposición de los residuos o contenidos en ellos) por la filtración de lixiviados, al estar situado el vertedero sobre una capa permeable.  Fuentes de contaminación del agua Doméstica Industrial Agrícola Petróleo Tema 11. Conatminación agua 9 Tipos de contaminación por su origen: ANTRÓPICA NATURAL Agrícola- Ganadera Seres vivos Industrial Volcanes Residuos urbanos Actividad Navegación Atmosférica 10  Naturales: Algunas fuentes de contaminación del agua son naturales. Por ejemplo, el mercurio y los hidrocarburos ( fugas de origen subterráneo a través de grietas). Normalmente las fuentes de contaminación natural son muy dispersas y no provocan concentraciones altas de polución, excepto en algunos lugares muy concretos. La mayor fuente de contaminación del agua es de origen antrópico 11 12 Contaminación antropogénica Industria. Según el tipo de industria se producen distintos tipos de residuos. Normalmente en los países desarrollados muchas industrias poseen eficaces sistemas de depuración de las aguas, sobre todo las que producen contaminantes más peligrosos, como metales tóxicos. En algunos países en vías de desarrollo la contaminación del agua por residuos industriales es muy importante. Vertidos urbanos. La actividad doméstica produce principalmente residuos orgánicos, pero el alcantarillado arrastra además todo tipo de sustancias: emisiones de los automóviles (hidrocarburos, plomo, otros metales, etc.), sales, ácidos, etc. 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. 13 14  A. Fuentes y tipos de contaminación del agua Contaminación de las -aguas Partículas sólidas y gases atmosféricos arrastrados por las gotas Natural de lluvia y aguas de deshielo. - Pólenes, esporas, hojas secas y otros residuos vegetales. - Excrementos de peces y aves. - Uso del agua en viviendas, actividades comerciales y de servicios Urbana o que genera aguas residuales (contenido de residuos fecales, doméstica desechos de alimentos y productos químicos) - Uso de plaguicidas, pesticidas, biocidas, fertilizantes y abonos, Agricultura y que son arrastrados por el agua de riego. ganadería - Restos de animales que caen al suelo y vertidos con aguas cargadas de materia orgánica. Industrias - Gran cantidad de materia orgánica. agroalimentarias Antrópica - Aportan materia orgánica, metales pesados, incremento de pH y Actividad Industrias temperatura, radiactividad, aceites, grasas, etc. productiva - Entre las más contaminantes: petroquímicas, energéticas, papeleras, siderúrgicas, alimenticias, textiles y mineras. - Vertederos de residuos urbanos, industriales y agrarios. - Contaminación por restos de combustibles. Lubricantes, anticongelantes, asfaltos. Otras fuentes - Contaminación por fugas en conducciones y depósitos de carácter industrial. - Mareas negras ocasionadas por el vertido de petróleo crudo sobre el mar. B. Factores y nivel de contaminación Las características del receptor, la zona en la que se encuentra y los usos previos del agua pueden reducir o agravar el proceso de contaminación En relación con las características del receptor: Las aguas subterráneas están más protegidas que las superficiales, por lo que éstas últimas se contaminan con mayor facilidad, aunque también son más fáciles de depurar. Cuanto mayor sea el volumen de agua del receptor mayor es su capacidad de absorber la contaminación (se diluye más). Si el agua está previamente contaminada su capacidad de absorber la contaminación será menor. Las aguas más turbulentas dispersan mejor los contaminantes que las más estáticas. La presencia de ciertos organismos puede favorecer la depuración. 16 Respecto a las características de la zona en la que se localiza el receptor: En las zonas de elevada pluviosidad aumenta el caudal del receptor y, por tanto, su capacidad de dispersar la contaminación. El relieve abrupto favorece una dinámica más turbulenta y facilita la dispersión. En cuanto a los usos previos del agua del receptor: Hay que considerar el tipo y cantidad de vertidos que el agua ha tenido que soportar con anterioridad y si existen o no sistemas de depuración. 17  B. Factores y nivel de contaminación - Tipo de receptor. Es más fácil contaminar las aguas superficiales que las subterráneas. - Cantidad y calidad del receptor. Si el volumen de que se dispone es mayor, también lo será la posibilidad de disminuir la contaminación, Características del pero si el receptor ya presenta una calidad baja, se produce un efecto receptor sumativo que agrava el problema. - Características dinámicas o estáticas. Le dan mayor o menor poder, respectivamente, de dispersión de la contaminación y la posibilidad de una mayor autodepuración en el caso de que el agua no quede concentrada en un punto. - Características de la biocenosis. La mayor o menor presencia de organismos capaces de degradar la materia contaminada. -Tipo y cantidad de vertidos que el agua ha tenido que soportar Características de la zona - Existencia o no de sistemas de depuración que contribuyan a donde se localiza el aumentar o disminuir el grado de contaminación que provocaría una receptor utilización posterior. Pueden existir en la misma zona diferentes aportes de aguas Usos previos del agua contaminadas que aumenten el grado de contaminación del receptor, del receptor influyendo también las particularidades climáticas y geomorfológicas de la zona. C. Agentes contaminantes del agua: Físicos, químicos y biológicos Se agrupan en ocho tipos: 1. Microorganismos patógenos. Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis, hepatitis, etc. Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros restos orgánicos que producen las personas infectadas. 2. Desechos orgánicos. Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. 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. 3. 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. 19 4. 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. El resultado es un agua maloliente e inutilizable. 5. 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. 20  6. Sedimentos y materiales suspendidos. Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas, son la mayor fuente de contaminación del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentación de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, rías y puertos. 7. Sustancias radiactivas. Isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a veces, se pueden ir acumulando a lo largo de las cadenas tróficas, alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos tejidos vivos que las que tenían en el agua. 8. Contaminación térmica. El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxígeno y afecta a la vida de los organismos. 21 22  La recuperación del O2 en las aguas del río a partir de la década de 1980 y, por tanto, el restablecimiento de su fauna acuática se produjo por: - una reducción de los vertidos debida al avance en el tratamiento de las aguas residuales urbanas e industriales; - el establecimiento de normas y leyes que regulaban las cantidades de vertidos al río. La cantidad de oxígeno disuelto en el agua disminuye al aumentar la temperatura y se debe a que la solubilidad del oxígeno disminuye con la temperatura.  El vertido de aguas residuales domésticas provoca una disminución brusca de la cantidad de oxígeno en el receptor. A.2. Contaminación por Aguas abajo, el proceso que tiene lugar aguas residuales domésticas es la autodepuración del receptor, conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que actúan de forma natural para eliminar los contaminantes. En los procesos biológicos, los microorganismos descomponen la materia orgánica presente, y para ello consumen el oxígeno del agua. El primer día se requiere una gran demanda de O2 y, cuando se va completando la descomposición de la materia orgánica, se observa de nuevo la recuperación del O2 disuelto. A.2. Contaminación por aguas residuales domésticas Los contaminantes que contienen los vertidos domésticos son: - Sólidos o materia en suspensión (MES), orgánicos principalmente: restos de comida. - Compuestos orgánicos: carbohidratos, grasas. - Compuestos inorgánicos: sales, compuestos nitrogenados, fósforo y derivados. - Contaminantes biológicos: gérmenes patógenos. Entre los microorganismos presentes en las aguas de forma natural están: bacterias (coli, cianofitas), algas unicelulares (diatomeas, navícula) y hongos microscópicos. Al aumentar los vertidos orgánicos domésticos, se produce un incremento de las poblaciones de bacterias aerobias descomponedoras, como E. coli, y los hongos saprófitos que degradan la materia orgánica. A medida que se completa el proceso de depuración y se ha degradado la materia orgánica, las poblaciones decrecen. En relación con otros organismos, al producirse el vertido, desaparecen truchas, crustáceos, larvas de insectos, y aumentan los gusanos tubifex, larvas de dípteros como las colas de rata. Al completarse los procesos de autodepuración se recuperan las poblaciones que componen la biocenosis del río. A.2. Contaminación por aguas residuales domésticas Entre los efectos provocados por la ingestión de aguas contaminadas tendríamos: Principales enfermedades relacionadas con el agua Tipo de relación Enfermedad Transmitida por el agua Cólera Paratifoidea Hepatitis infecciosa Tularemia Leptospirosis Tifoidea Por el agua o por el agua de Disentería amebiana Gastroenteritis aseo personal Disentería bacilar Por el agua para aseo Ascariasis Sarna Conjuntivitis Sepsis y úlcera de la piel Diarreas Tiña Lepra Tracoma Desarrolladas en el agua Gusano de Guinea Esquistosomiasis Insectos vectores relacionados Paludismo Enfermedad del sueño con el agua Oncocercosis Fiebre amarilla Para evitar la transmisión de enfermedades por medio del agua, entre las medidas de carácter familiar podríamos aplicar la cocción de alimentos y del agua de bebida y la desinfección del agua u otros alimentos mediante el empleo de lejías aptas para este uso. D. Efectos de la contaminación del agua Ríos: Debido a su dinámica poseen capacidad de autodepuración, no obstante pueden aparecer problemas de restricción de agua, alteraciones de la biocenosis, apariencia y olor desagradables. Lagos: Al ser masas estáticas los efectos de la contaminación son más severos y persistentes. 27 D1. Eutrofización Aumento excesivo de la producción primaria debido a la introducción de nutrientes que actuaban como factor limitante de la producción. Vertido (detergente o abonos) Aumento desmesurado del fitoplancton Reducción de la luz y el O2 Muerte de organismos aerobios y fotosintéticos Proliferación de bacterias descomponedoras que consumen todo el O2 Crecimiento de bacterias anaerobias y fermentación: H2S, CH4 y NH3 Simultáneamente en superficie crecen cianofíceas 28 29  Las algas crecen a gran velocidad formando una alfombra flotante que no deja entrar la luz; el crecimiento exagerado de las capas superiores de esta alfombra produce la muerte de las capas inferiores; este proceso se repite continuamente con lo que se forma gran cantidad de materia orgánica muerta que va llenando el fondo del lago. El agua en un principio transparente empieza a volverse turbia. 30 1. Aporte de P y N 2. Crecimiento desmesurado de las algas del plancton 3. Aumento de la turbidez en la superficie (las aguas adquieren un color verdoso) 4. Incremento de O2 en la superficie (escapa a la atmósfera) 5. Disminución de la luz y del O2 en el interior (impide el desarrollo de organismos fotosintéticos y aerobios) 6. Muerte de organismos fotosintéticos y aerobios (caen al fondo donde se acumulan) 7. Agotamiento del N 8. Crecimiento de cianofíceas mientras haya P (porque tienen capacidad de fijar el N2 atmosférico) 9. Las bacterias aerobias descomponen los restos orgánicos del fondo (consumen el oxígeno que queda hasta agotarlo –anoxia–) 10. Crecimiento de bacterias anaerobias (producen fermentaciones que provocan mal olor) 31 La eutrofización Los lagos y embalses se clasifican en. Eutróficos: Poseen una elevada tasa de productividad primaria, gran concentración de nutrientes, baja concentración de O2 y son poco profundos. Oligotróficos: poseen un bajo contenido en nutrientes, son poco productivos, con elevada concentración de O2, transparentes y profundos. Mesotróficos: Poseen características intermedias, Libro Blanco del Agua en España El grado de eutrofización depende del asentamiento de poblaciones, industrias y actividades agrícolas en el entorno. Los embalses de la cuenca Norte poseen niveles más bajos de eutrofización porque se renuevan gracias a las precipitaciones y a la revegetación forestal. El lago se convierte en un pantano sin vida. 34 D2. Contaminación de aguas subterráneas Las aguas subterráneas son un importante recurso hídrico (30% población y regadío) Tiene el problema de su baja renovación y capacidad depurativa. Sufren → Contaminación, sobreexplotación e intrusiones marinas. Origen: 35  La contaminación. El origen del problema se encuentra en los vertidos de residuos urbanos e industriales, como consecuencia de una inadecuada ubicación de los mismos; en las fugas de aguas residuales o infiltraciones de las mismas; por lixiviado o arrastre desustancias por el agua de lluvia; en el uso de fertilizantes y pesticidas en regadíos y secanos intensivos por la infiltración del agua de riego, y por los vertidos de las granjas ganaderas. La sobreexplotación de acuíferos costeros ocasiona un descenso del nivel freático, provocando el proceso de “intrusión salina”, según el cual el agua de mar, con su carga de sales y dada su mayor densidad, invade el espacio libre en el acuífero y desaloja el agua dulce, produciendo una salinización 36 37