07 recursos hídricos y contaminación del agua

7- Recursos hídricos y contaminación del agua

Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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El agua es un recurso limitado, debido a su desigual distribuciónen el espacio y en el tiempo

USOS DEL AGUA

Usos del agua

Usos

Consuntivos

No

consuntivos

Usos

Primarios

(agua dulce)

Secundarios

Usos consuntivos10%

25%65%

Urbanos

Industriales

Agrícolas

Consumo de agua en el hogar

5%5%

25%

30%

35% Beber y cocinar

Jardin y automovil

Lavados de ropa y vajilla

Váteres

Higiene personal

Fuente: Agencia Europea de Medio Ambiente

Usos no consuntivosEnergéticos

• Producción de energía hidroeléctrica

Navegación y ocio

Recreativo

Ecológicos y medioambientales

• Mantenimiento del paisaje, recarga de acuíferos y evitar el estancamiento de agua

MEJORA DEL APROVECHAMIENTO DEL AGUA

Balance hídrico de una región

P = ED + I + EVT

Donde

P = precipitaciones I = Infiltración

ED = escorrentía superficial EVT = evapotranspiración

ED + I = ETRecursos potencialmente extraíbles por la humanidad

Balance hídrico de una región

Para analizar el aumento o la disminución de los recursoshídricos disponibles en una región concreta durante unperíodo determinado hay que tener en cuenta:

Agua disponible

Agua existente(embalses, acuíferos)

Aportes de agua(precipitación, ríos)

Agua que sale de la zona(evaporación, ríos, consumo)

Influencia humana en el ciclo hidrológico

Influencia humana en el ciclo hidrológico

Presas y embalses

Explotación y rellenado de

acuíferos

Recolección de rocío

Trasvases

Desalación

Planificación hidrológica

Medidas

Generales

Técnicas

Políticas

Medidas de carácter general

• Reducción de consumo en el sector agrícola

– Cambios en los sistemas de riego

– Mejora en las prácticas de gestión del agua

Medidas de carácter general

• Reducción del consumo en industria

– Reciclado del agua de refrigeración

– Reducción del flujo y pérdidas de agua

– Incentivar I+D

Medidas de carácter general

• Reducción en el consumo urbano

– Empleo de instalaciones de bajo consumo

– Precios adecuados al coste del agua

– Paisajismo xerofítico

– Reutilización de aguas residuales domésticas en agricultura o riego de parques y jardines

– Educación ambiental

Medidas de carácter técnico

• Construcción de embalses

• Construcción de trasvases

• Acciones sobre los cursos de los ríos

• Desalación de agua marina

• Control de acuíferos y su explotación

Desalación de agua marina

Proceso de desalación

Agua para consumo

Vertido

Procedimientos de desalación

Térmicos Filtración por membranas

Medidas de carácter político

• Promulgación de leyes

– Regulan el consumo y la gestión del agua

• Conferencias internacionales– Conferencia del Agua de las Naciones Unidas (Mar de Plata, 1977)

– Conferencia Internacional sobre el Agua y el Medio Ambiente (Dublín, 1992)

– Conferencia de Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo (Río de Janeiro, 1992)

– Foro Mundial del Agua (La Haya, 2001)

– Conferencia Internacional del Agua dulce (Bonn, 2001)

– Tercer Foro Mundial del Agua (Japón 2003)

CONTAMINACIÓN DEL AGUA

Contaminación hídrica

“Acción y efecto de introducir materias o formasde energía o introducir condiciones en el aguaque, de modo directo o indirecto, impliqueuna alteración perjudicial de su calidad enrelación con los usos posteriores o con sufunción ecológica”

Ley de Aguas

Contaminación

Sustancias o formas de energía que alteran la composición del

agua (su calidad)

Grado de contaminación

depende del uso al que se destine

Generada directa o indirectamente por acciones

humanas

Provoca daños en los seres vivos, la

salud humana y los ecosistemas

Tipos de contaminación del agua

Actividad

Origen

Contaminación Tipos

Antropogénica

Vertidos

urbanosIndustria Navegación

Agricultura

y

ganadería

Natural

Otros tipos

Contaminación difusa:(natural) se debe alarrastre de partículas o degases atmosféricos por lasgotas de lluvia, apólenes, esporas u hojassecas u otros residuosvegetales y a excrementosde peces o aves acuáticas.

Autodepuración de las aguas:conjunto de procesosfísicos, químicos y biológicosque tienen lugar de un modonatural en una masa de agua yque tienden a destruir todos loscontaminantes incorporados enla misma.

Otros tiposContaminación puntual: (antropogénica) se origina en un foco emisordeterminado y afecta a una zona concreta

• Agricultura y ganadería• Navegación

• Vertidos urbanos

• Industria

Factores que afectan a la contaminación

• El receptor– Aguas superficiales menos protegidas, se contaminan y se depuran

con más facilidad.

– Volumen de agua (a mayor cantidad más se diluye).

– Nivel de contaminación del agua.

– Aguas turbulentas dispersan los contaminantes.

– Ciertos organismos favorecen la depuración.

• Zona donde se encuentra el receptor– La pluviosidad.

– Relieve abrupto.

TIPOS DE CONTAMINANTES

Microorganismos patógenos

Desechos orgánicos

Sustancias químicas inorgánicas

Nutrientes vegetales inorgánicos

Compuestos orgánicos

Sedimentos y materiales suspendidos

Sustancias radiactivas

Contaminación térmica

1. Microorganismos patógenos

Tipo de organismo Enfermedad

Bacterias Escherichia coliVibrio coleraeSalmonella tiphi

Fiebre tifoideaCóleraDisentería bacterianaGastroenteritisConjuntivitis

VirusAdenovirusEnterovirusVirus de la hepatitis A

HepatitisPoliomielitis

Protozoos parásitosEntamoeba histolytica

Disentería amebiana

Gusanos parásitosSchistosom haematobium

Esquistosomiasis

2. Desechos orgánicos

Conjunto de residuos orgánicos producidos por losseres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otrosmateriales que pueden ser descompuestos porbacterias aeróbicas.

Índices de medida: OD y la DBO

3. Sustancias químicas inorgánicas

Compuesto Procedencia Efectos

Álcalis Aguas domésticas e infiltración

Variaciones de pH tóxico para las comunidades de peces

Sales (cloruros y carbonatos)

Agua de suministro, aguas residuales domésticas e intrusión marina

•Salinización.•Aumento de la dureza del agua.

Metales pesados (Zn, Cd, Pb, Hg)

Vertidos industriales •Envenenamiento por Hg•Bioacumulación en las cadenas tróficas.•El Pb produce saturnismo

4. Nutrientes vegetales inorgánicos

Compuesto Procedencia Efectos

Nitrógeno y compuestos nitrogenados (nitritos y nitratos)

•Descomposición de restos animales y vegetales.•Vertidos agrícolas y ganaderos.•Aguas residuales domésticas.

•Eutrofización.•La ingesta de nitratos tóxicos para el ser humano.

Fósforo y derivados Detergentes en aguas domésticas y aguas residuales agrícolas.

Proceso de eutrofización.

5. Compuestos orgánicos

Compuesto Procedencia Efectos

Carbohidratos y proteínas

Aguas residuales domésticas e industriales. •Olores.

•Variaciones en el colorGrasas animales y aceites

Industria agroalimentaria

•Pesticidas.•Fenoles.

Vertidos industriales Alteraciones en las cadenas tróficas

6. Sedimentos y materiales suspendidos

Tipo Procedencia Efectos

•Inorgánicos (lodos, arenas finas y gruesas, gravas)•Orgánicos (restos de animales y vegetales)

•Aguas residuales domésticas e industriales.•Erosión del suelo.•Infiltraciones incontroladas.

•Aumento de la turbidez que impide el paso de la luz: afecta a la actividad fotosintética.•Alteraciones en las cadenas tróficas.•Dificultad en la movilidad y respiración de organismos acuáticos.•Modificación de las propiedades físicas del agua (características organolépticas).

7. Sustancias radiactivas

Tipo Procedencia Efectos

Partículas radiactivas •Centrales nucleares, procedentes de los circuitos de refrigeración.•Residuos radiactivos.

•Acumulación en lodos de ríos, embalses y fondos oceánicos.•Inhalación de radón que puede ocasionar cáncer de pulmón.

8. Contaminación térmica

Tipo Procedencia Efectos

Temperatura (aumento o disminución)

•Actividades industriales que emplean el agua como refrigerante (por ejemplo, las energéticas).•En embalses, el agua de las turbinas vertida al río posee una temperatura inferior.

•Con un aumento de 5 a 10ºC se reduce la cantidad de oxígeno disuelto.•Desaparición de especies condicionadas a unos límites de temperatura.•Variación en los ciclos de crecimiento de algunas especies.•Reproducción anormal de algunas especies de agua fría, como la trucha o el salmón.

EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN

Eutrofización (en ríos y lagos)

• Los ríos y lagos se pueden clasificar en:

– Eutróficos

– Mesotróficos

– Oligotróficos

Consiste en un aumento de la productividad primaria(excesivo crecimiento de algas) provocado por laintroducción de bionutrientes, compuestos que contienenN y P y son inorgánicos y orgánicos, a través de vertidos deorigen agrícola y doméstico.

N

P

Algas planctónicas

Turbidez superficial

O2 en superficie

Luz y O2

interior

Muerte organismos

fotosintéticos y aerobios

Agotamiento NCrecimiento de cianofíceas (P)

Bacterias aerobias descomponen restos orgánicos del fondo

(anoxia)

Crecimiento de bacterias

anaerobias

Prevención y corrección

• Limitar o prohibir vertidos domésticos y agrícolas enecosistemas acuáticos reducidos o con escasadinámica.

• Depurar las aguas residuales antes de su devoluciónal receptor.

• Disminuir el contenido de polifosfatos de losdetergentes.

• Inyectar oxígeno puro en lagos y embalses afectados.

• Añadir nitrógeno al agua para evitar el crecimientode algas cianofíceas.

Contaminación de las aguas subterráneas

• Difíciles de contaminar

• Difíciles de proteger

• Contaminación no visible y difícil de detectar

• Autodepuración lenta (pocos microorganismos y bajo

contenido en O2)

• Depuración artificial difícil

Medidas preventivas para evitar lacontaminación de las aguas subterráneas

• Controlar los posibles focos de contaminación paraevitar que los contaminantes lleguen al acuífero.

• Estudiar la ubicación de los posibles focos decontaminación (planificación del territorio).

• Controlar la cantidad de fertilizantes y pesticidas quese emplean en la agricultura.

Principales problemas de las

aguas subterráneas

Contaminación

Puntual(vertederos y fosas

sépticas)

Difusa (agricultura y ganadería)

Sobreexplotación

Salinización

Contaminación de mares y océanos

• Los mayores niveles se alcanzan en mares cerrados con tasasde renovación elevadas.

Fuentes de contaminación

Ríos contaminados

Vertidos incontrolados

Petroleros y plataformas

Mareas negras

Vertidos de masas de petróleo muy concentradas queforman manchas de gran extensión.

Efectos:-Muerte de organismos marinos por hundimiento.-Destrucción de las cadenas tróficas.-Envenenamiento por ingestión de crudo e intoxicaciónpor sus componentes.-Alteración de las actividades pesqueras y turísticas.-Destrucción de ecosistemas de gran valor ecológico(marismas, manglares y arrecifes de coral).

Etapas del vertido de petróleo

Expansión: se extiende rápidamente por lasuperficie marina

Estabilización: los contaminantes seestabilizan en distintas zonas (superficie,fondo) afectando a los ecosistemas. Duravarios meses.

Reconstrucción o recolonización de laspoblaciones marinas. (varios años)

Expansión

Depósitos geoquímicos

Emulsión

Partículas pesadas

(aceites y alquitrán)

Degradación bacteriana (fondo)

Sedimentación

Asimilación organismos

diversos

Disolución

Fotooxidación

CO2 + H2O

Volatilización

Aerosol

Eliminación natural de los vertidos de petróleo

Medidas contra las mareas negras

• Preventivas:– Elaboración de reglamentos y leyes.– Buques de doble casco.

• Correctoras:– Barreras flotantes (aguas en calma y vertidos reducidos).– Barreras químicas (geles)– Bombas de aspiración– Agentes dispersantes– Agentes de hundimiento– Combustión del vertido– Biorremediación

Mareas rojas

PARÁMETROS QUE DETERMINAN LA CALIDAD DE LAS AGUAS

Parámetros físicos

• Transparencia o turbidez

• Propiedades organolépticas

• Conductividad eléctrica (sales)

Parámetros químicos

• Oxígeno disuelto (OD)

• Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)

• Demanda química de oxígeno (DQO)

• Contenido total de carbono

DBO/DQO > 0,6 cuando se produce un vertido orgánico

DBO/DQO < 0,2 cuando se produce un vertido inorgánico

DBO/DQO = 0,5 grado satisfactorio de biodegradabilidad

Parámetros químicos

• pH: los valores naturales oscilan entre 6 y 8,5

• Dureza (Ca2+, Mg2+)

Blandas Duras< 50mg/l > 200 mg/l

• Presencia de N en sus diferentes formas

Parámetros biológicos• Índice de bacterias coliformes: 0/100 ml

• Indicadores biológicos de contaminación

Perlas (aguas limpias y

oxigenadas)

Efímeras (ligeramente

contaminadas)

Fringáceas(nivel medio de

O y ligeramente

contaminadas)

Asellus -isópodo (aguas contaminadas)

Tubifex (pobres en O y muy

contaminadas)

CICLO URBANO DEL AGUA

Etapas

• Obtención de agua a partir de aguas subterréneas, ríos, lagos y arroyosCaptación

• Filtra, clarifica y desinfecta el aguaPotabilización

• Depósitos, desde donde se distribuye por tuberíasAlmacenamiento

• Alcantarillado y transportada a la estación de depuración

Utilización -Recuperación

• Descontaminación del agua para devolverla al medio natural

Depuración

Sistemas de tratamiento y depuración

•Tratamiento global:

Sistemas de tratamiento y depuración

• Tratamientos especiales:

– Desinfección: cloro, cloraminas (Cl + NH4), ozono, radiaciones ultravioleta

– Neutralización: ajuste del pH

– Ablandamiento (ajuste de la dureza)

Sistemas de depuración natural o blanda (aguas residuales)

• Sistema de lagunaje: depuración biológica deaguas residuales mediante lagunas artificiales

– Lagunas aerobias. (mucha extensión, pocaprofundidad)

– Lagunas anaerobias. (poca extensión, muchaprofundidad)

– Lagunas facultativas. Combinan ambos procesos

Sistemas de depuración tecnológica o dura (EDAR)

• Línea de agua: camino que recorre el agua residual

desde su llegada a la instalación, pasando por distintostratamientos, hasta su vertido final al receptor.

• Línea de fangos, lodos o biosólidos: concentrar los

contaminantes en el agua residual, separarlos de ladepuradora y tienen otros tratamientos.

• Línea de gas: proceso al que se somete el biogás

generado en el tratamiento de los lodos o fangos.

• Vertidos autorizados: aquellos que la Administración

permite bajo unas determinadas condiciones: tenencia de

instalaciones de depuración previa y dispositivos de control

de su funcionamiento, límite de la composición de los

efluentes e imposición de un canon de vertido que es un

gravamen o pago impuesto a las industrias que se destina a la

protección y mejora del medio receptor.

1998 – vertido de Aznalcóllar

Rotura de la presa que contenía 5 millones de m3 de agua ácida y metales pesados como cinc, plata , plomo y cobre, además de arsénico, cadmio, talio y otros metales pesados en menor concentración.Contaminaron unas 4.500 Has de tierras próximas al Parque Nacional de Doñana

Recursos hídricos en España• Plan Hidrológico Nacional:

– Incrementar la disponibilidad del recurso.

– Proteger la calidad del agua.

– Racionalizar los usos del agua en armonía con el medio y los demás recursos naturales.

– Satisfacer las demandas de agua de los españoles.