Tipos de impactos que recibe la hidrosfera




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fecha de publicación22.08.2016
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T12 C.T.M.A. M.J.O.O.



TEMA 12 “IMPACTOS EN LA HIDROSFERA”


  1. TIPOS DE IMPACTOS QUE RECIBE LA HIDROSFERA.




    1. Sobreexplotación de los recursos hídricos.

Por el aumento de la población y de la actividad económica mundial, se usa masivamente el agua dulce, hasta que Tasa de explotaciónTasa de renovación, disminuyendo caudales y niveles. Es peor para las aguas subterráneas, ya que la sobreexplotación conduce al desecamiento de manantiales y la destrucción de ecosistemas humedales.

En el caso de acuíferos cercanos al mar, se da intrusión salina (el vacío provocado se llena de agua salada de mar), se saliniza el suelo y el agua, y se produce subsidencia.


    1. Contaminación de las aguas: concepto, origen y tipos.




      1. Concepto y origen.

Contaminación: acción y efecto de introducir materia o energía o de inducir condiciones en el agua que impliquen la alteración perjudicial de la calidad del agua para usos posteriores o para su función ecológica.

Causas de la misma: naturales (precipitaciones y lo que arrastran, escorrentías), y antrópicas (actividades humanas y residuos).

Fuentes de contaminación: puntuales (localizadas), y no puntuales (difusas).


      1. Tipos de contaminación: agentes causantes y efectos producidos.

CONTAMINACIÓN FÍSICA: producida por agentes que modifican las características físicas del agua.

 Calor: contaminación térmica. Varía los ciclos vitales de organismos, disminuye la concentración de oxígeno disuelto, y aumenta la velocidad de las reacciones.

 Sólidos en suspensión: producen turbidez que afecta a la fotosíntesis.

 Sustancias químicas: colorean el agua, afecta a la fotosíntesis.

 Partículas radiactivas: contaminación radiactiva, causa lesiones a los seres vivos.

CONTAMINACIÓN QUÍMICA: producida por muy diversas sustancias químicas y de distinta procedencia.

 Inorgánicas: ácidos, bases, sales, metales pesados (muy dañinos), etc.

 Orgánicas: proteínas, carbohidratos, grasas, ceras,… algunas son biodegradables (descomponibles por bacterias).

CONTAMINACIÓN BIOLÓGICA: producida por microorganismos, su proliferación excesiva disminuye la calidad del agua.


  1. CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS CONTINENTALES.




    1. Fuentes de contaminación.

Su origen es muy variado:

 Aguas residuales agrícolas: excedentes de riego, llevan plaguicidas y fertilizantes, afectan a aguas superficiales y a acuíferos.

 Aguas residuales de explotaciones ganaderas: con sólidos, materia orgánica, etc. (sobre todo porcinas). Afectan a aguas superficiales y a acuíferos sobre todo.

 Aguas residuales urbanas: de actividades domésticas y sanitarias, con materia orgánica, jabón, gérmenes,... afectan a aguas superficiales y a acuíferos.

 Residuos sólidos urbanos: líquidos o lixiviados van al nivel freático.

 Aguas residuales industriales: contaminarán según el tipo de industria, afectan a aguas superficiales y a acuíferos.

 Actividades mineras: generadas durante el tratamiento del mineral, equivalentes a las residuales industriales.

 Actividades nucleares: la obtención del mineral y su uso, generan residuos, posibles lixiviados subterráneos y contaminación térmica.

 Sobreexplotación de acuíferos: especialmente grave cerca de la costa.

 Realización de sondeos incorrectos, accidentes.

La contaminación de aguas superficiales es más fácil, pero la de la subterránea es más peligrosa, porque se detecta más tarde y la renovación de acuíferos es más lenta.


    1. Efectos de la contaminación en los ríos y lagos.

  • Pérdida de la calidad de las aguas: riesgos para la salud humana, posibles restricciones.

  • Alteraciones en la estabilidad de los ecosistemas acuáticos: la biocenosis se ve afectada.

  • Reducción de la capacidad recreativa y del valor estético del medio.




      1. Efecto de los vertidos en la biocenosis de los ríos.

En un río contaminado se observa (desde el foco de contaminación):

 Zona de degradación: empieza la descomposición de la materia orgánica, se agota el 40% del O2, desaparecen los vegetales verdes y presenta un aspecto sucio.

 Zona de descomposición activa: se llega a una anoxia, se da la descomposición anaerobia la materia orgánica, desprendiéndose NH3, CO2 y H2S. El agua huele fatal, y aparece parda o negra.

 Zona de recuperación: el O2 del aire y el de la fotosíntesis oxida los materiales, el agua se aclara, aparecen vegetales verdes, aumenta la cantidad de O2.

 Zona de aguas limpias: restablecidas las condiciones previas al vertido, surge la vida típica de aguas corrientes. Aparecen los vegetales verdes y la polución natural.


      1. El fenómeno de la eutrofización.

Se da principalmente en lagos y embalses, pero también en ríos lentos y en zonas portuarias. Se debe a un exceso de nutrientes: P Y N. La eutrofización es un proceso natural pero muy lento, que acaba derivando al cabo de miles de años en marjales (terrenos pantanosos empradizados). La eutrofización cultural o por fertilización se debe a un uso abusivo de fertilizantes y detergentes que aportan fosfatos y nitratos. Etapas:

 Proliferación del fitoplancton: fosfatos y nitratos en exceso favorecen el crecimiento rápido y excesivo de algas que recubren y enturbian el agua volviéndola verdosa-pardusca. Esto impide que la luz solar penetre en profundidad.

 Degradación aerobia de materia orgánica: con poca luz mueren los fotosintetizadores, se acumula materia orgánica en el fondo que se descompone por bacterias aerobias. Éstas consumen O2 llegando a producir anoxia, por lo que también mueren las poblaciones animales.

 Degradación anaerobia de la materia orgánica: las bacterias anaerobias fermentan la materia orgánica dando NH3, H2S y CH4, lo que transmite mal olor y sabor al agua. Las aguas eutrofizadas aparecen estancadas, coloreadas y con malos olores.


    1. Efectos de la contaminación en las aguas subterráneas.

Las aguas subterráneas están más resguardadas de la contaminación, se consideran de mayor calidad. El riesgo para ellas es el desarrollo de actividades potencialmente contaminantes sobre acuíferos vulnerables (sensibles a la contaminación). Afección es la variación de las características del agua del acuífero por acción antrópica.


  1. CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS MARINAS.



    1. Fuentes y efectos de la contaminación.

Siempre se ha considerado el mar como un vertedero porque se autodepuraba. Las fuentes de contaminación son aguas continentales contaminadas, residuos volátiles de la atmósfera, descarga directa de aguas residuales urbanas e industriales, vertidos de petróleo (mareas negras). Algunos contaminantes se manifiestan rápido, otros se acumulan y aparecen lentamente. Afecta sobre todo a la plataforma litoral, y produce pérdida de la biodiversidad.


    1. El problema de los vertidos de petróleo.




      1. Efectos de los vertidos en la biocenosis marina.

1ª etapa: expansión del petróleo por la superficie marina. Es rápida.

2ª etapa: estabilización de los contaminantes, dura meses.

3ª etapa: reconstrucción de las poblaciones marinas, dura años.

Los vertidos disminuyen el desarrollo del fitoplancton porque impiden la penetración de la luz, inhiben la fotosíntesis, dificultan el intercambio gaseoso y disminuye el O2 por lo que los animales se intoxican o se hunden. La gravedad del suceso depende del tipo de petróleo, temperatura, cantidad, distancia, viento, corrientes y cantidad de volátiles.


      1. Eliminación de los vertidos de petróleo.

Los volátiles se evaporan y oxidan a CO2 y H2O (aerosol marino). El flotante se disuelve o emulsiona, lo pesado va al fondo formando depósitos geoquímicos. Parte de estos se digiere, parte se oxida y parte va a la superficie. Hay distintos métodos artificiales de recogida, pero lo mejor es introducir bacterias consumidoras: biorremediación.


  1. LA CALIDAD DEL AGUA.




    1. Parámetros utilizados para medir la calidad del agua.

PARÁMETROS FÍSICOS:

 Transparencia o turbidez.

 Color, olor, sabor: existencia de elementos extraños.

 Conductividad eléctrica: existencia de sales disueltas.

 Temperatura: existencia de contaminación calórica.

 Radiactividad  y : existencia de contaminación radiactiva.

PARÁMETROS QUÍMICOS: los más importantes.

 pH: acidez o basicidad del agua.

 Dureza: existencia de Ca2+ y Mg2+. Dureza que puede ser temporal o permanente.

 Nitrógeno: como N2, NH3, nitratos o nitritos (estos últimos denotan la presencia de animales muertos).

 Oxígeno disuelto: si es baja esta concentración también lo es la calidad del agua.

 Demanda bioquímica de oxígeno (DBO): cantidad de oxigeno disuelto consumido por seres vivos para oxidar la materia orgánica. Si se toma como referencia 5 días, se habla de DBO5. El agua se autodepura si el oxígeno disuelto es mayor que la DBO.

 Demanda química de oxígeno (DQO): cantidad de oxígeno necesario para oxidar la materia orgánica con un oxidante como K2Cr2O7 o KMnO4. DBO5/DQO=porcentaje de sustancias biodegradables en el agua. Esta relación es alta en aguas con pocos sólidos en suspensión.

 Carbono orgánico total (COT): carbono de los compuestos orgánicos. COT+DBO+DQO=medida de la contaminación orgánica.

 Cloro u ozono residuales: gases que se utilizan en desinfección. Poco cloro implica desinfección deficiente, y mucho cloro confiere propiedades indeseables al agua.

 Otros parámetros químicos: H2S, CO2, Cl-, SO4=, PO43-, metales, aniones, fenoles, plaguicidas, etc.

PARÁMETROS BIOLÓGICOS: cantidad y tipo de microorganismos: bacterias coliformes, coliformes totales, estreptococos fecales, clostridios sulforreductores, etc. Indican la presencia de gérmenes patógenos, la medida se hace mediante dos métodos:

 Método de las membranas filtrantes.

 Método de los tubos múltiples.



    1. Evaluación y control de la calidad del agua.

Se realiza mediante unos parámetros señalados y unas medidas reguladas por la Red Integrada de Calidad del Agua. Son análisis físico-químicos que evalúan la calidad del agua en el momento de la toma de muestra, y biológicos que evalúan la contaminación y su evolución. Según la cantidad de materia orgánica presente, así será la biocenosis del agua. Organismos saprobios toleran elevadas cantidades de materia orgánica, son indicadores de aguas muy contaminadas, organismos mesosaprobios indican aguas relativamente contaminadas, y los oligosaprobios toleran poca materia orgánica, por lo que indican aguas muy poco contaminadas. La Reglamentación Técnico Sanitaria establece niveles guía con máximos permitidos. Se establece así que aguas potables de consumo público son las aguas utilizadas para este fin, cualquiera que sea su origen, en estado natural o tras un tratamiento adecuado.

Lo normal en los análisis es determinar caracteres organolépticos, físico-químicos, relativos a sustancias no deseables, y microbiológicos, así como la presencia de gérmenes patógenos.


  1. POTABILIZACIÓN DEL AGUA.

Agua tratada: la que habiendo sido sometida a un tratamiento adecuado reúne las características propias de las aguas potables. Aguas blancas: aguas naturales. Potabilización del agua: conjunto de procesos físico-químicos que convierten el agua natural en agua potable apta para el consumo.


    1. Principales procesos en el tratamiento de las aguas blancas.

 Desbaste-tamización: eliminación de materiales sólidos gruesos que flotan, mediante rejas y tamices.

 Aireación: puesta en contacto íntima de agua y aire para eliminar sustancias volátiles (CO2 y H2S), y para oxidar Fe y Mn.

 Decantación o sedimentación: eliminación de partículas sólidas en suspensión, presentes en el agua bruta, o procedentes de la floculación (adición de reactivos que favorecen la formación de agregados).

 Filtración: eliminación de partículas más finas, olores y sabores, mediante filtro de arena y grava.

 Desinfección: eliminación de organismos patógenos, principalmente mediante filtros de membrana, calor, radiación UV, cloro (hipoclorito) y ozono.

En lugares de aguas duras se lleva a cabo un ablandamiento (disminuir la dureza del agua). En zonas con problemas de abastecimiento de agua dulce, algunas potabilizadoras deben llevar a cabo procesos de desalinización mediante ósmosis inversa y electrodiálisis.


  1. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES.

Aguas negras: aguas residuales, proceden de actividades domésticas, industriales y agropecuarias. A veces se autodepura gracias a la dilución de contaminantes y a la degradación biológica de la materia orgánica, pero a veces se necesita una depuración artificial, en una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR). Los elementos que la componen dependen del caudal de aguas potables, calidad de las aguas negras, grado de depuración y sistemas de tratamiento de fangos. Empieza con un PRETRATAMIENTO: conjunto de operaciones mecánicas para eliminar los materiales más gruesos, mediante desbaste y dilaceración (separación de materiales gruesos mediante rejas y tamices, fragmentando y triturando sólidos), y desarenado y desengrasado (sedimentación de partículas mayores que 0,2 mm y eliminación de la grasa flotante).


    1. Tratamiento de la fracción líquida.




      1. Tratamiento primario.

Conjunto de operaciones físico-químicas para separar sólidos en suspensión no retenidos en el pretratamiento. Eliminan del 20 al 30% de la DBO.

Decantación o sedimentación primaria: el agua pretratada pasa a decantadores-sedimentadores-clarificadores primarios donde se separan por gravedad los sólidos. Se completa con coagulación-floculación para formar flóculos. Alternativo es la flotación (introducir gas que al ascender suba los sólidos en suspensión). Los sólidos sedimentados o flotados se retiran.

Neutralización: ajuste de pH para asegurar una óptima actividad biológica, mediante NaOH, cal o H2SO4.


      1. Tratamiento secundario.

Eliminación de contaminantes orgánicos mediante procesos biológicos con microorganismos, eliminan de un 70 a 90% de la DBO. Pueden suplirse o complementarse con procesos físico-químicos.

Oxidación biológica: de la materia orgánica mediante bacterias aerobias y oxígeno, transformándose en sustancias minerales. Se lleva a cabo mediante lechos bacterianos y fangos activados.

Decantación o sedimentación secundaria: separación física de los flóculos biológicos.

Desinfección: eliminación de microorganismos, con cloro.


      1. Tratamiento terciario.

No siempre se da, pero se lleva a cabo cuando el agua efluente del tratamiento secundario contiene trazas de materia orgánica, nitrógeno y fósforo (eutrofización). Se lleva a cabo una desnitrificación, y una sedimentación con coagulantes químicos elimina el fósforo. Son procesos físico-químicos que llegan a eliminar hasta el 95% de la DBO, consiguiendo la depuración total.

Filtración: filtros de arena.

Adsorción por carbón activo: retiene materia orgánica.

Ósmosis inversa.

Cambio iónico.

Electrodiálisis.


    1. Tratamiento de la fracción sólida.

Los lodos procedentes del pretratamiento y de otros tratamientos deben tratarse:

Espesamiento: eliminar la mayoría del agua de los lodos, reduciendo su volumen y facilitando la digestión posterior.

Estabilización o digestión: descomposición de la materia orgánica aerobia o anaerobiamente con bacterias.

Acondicionamiento: formación de flóculos para facilitar la sedimentación posterior.

Deshidratación: eliminación de agua de los fangos por centrifugación o filtración a vacío.

Evacuación: retirar fangos desecados, para llevarlos a vertederos, incinerarlos o reutilizarlos.


  1. LA GESTIÓN DEL AGUA.

Para frenar los impactos que se producen sobre la hidrosfera es preciso adoptar una serie de medidas que impidan por una parte la contaminación y por otra favorezcan el ahorro y racionalicen el consumo en todos los sectores de utilización.

Capítulo elaborado por María José Ocaña (CES LOPE DE VEGA SCA)





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