07 recursos hídricos y contaminación del agua
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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
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USOS DEL AGUA
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Usos del agua
Usos
Consuntivos
No
consuntivos
Usos
Primarios
(agua dulce)
Secundarios
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Usos consuntivos10%
25%65%
Urbanos
Industriales
Agrícolas
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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
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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
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MEJORA DEL APROVECHAMIENTO DEL AGUA
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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
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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)
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Influencia humana en el ciclo hidrológico
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Influencia humana en el ciclo hidrológico
Presas y embalses
Explotación y rellenado de
acuíferos
Recolección de rocío
Trasvases
Desalación
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Planificación hidrológica
Medidas
Generales
Técnicas
Políticas
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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
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Medidas de carácter general
• Reducción del consumo en industria
– Reciclado del agua de refrigeración
– Reducción del flujo y pérdidas de agua
– Incentivar I+D
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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
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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
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Desalación de agua marina
Proceso de desalación
Agua para consumo
Vertido
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Procedimientos de desalación
Térmicos Filtración por membranas
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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)
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CONTAMINACIÓN DEL AGUA
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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
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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
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Tipos de contaminación del agua
Actividad
Origen
Contaminación Tipos
Antropogénica
Vertidos
urbanosIndustria Navegación
Agricultura
y
ganadería
Natural
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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.
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Otros tiposContaminación puntual: (antropogénica) se origina en un foco emisordeterminado y afecta a una zona concreta
• Agricultura y ganadería• Navegación
• Vertidos urbanos
• Industria
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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.
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TIPOS DE CONTAMINANTES
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Microorganismos patógenos
Desechos orgánicos
Sustancias químicas inorgánicas
Nutrientes vegetales inorgánicos
Compuestos orgánicos
Sedimentos y materiales suspendidos
Sustancias radiactivas
Contaminación térmica
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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
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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
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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
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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.
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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
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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).
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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.
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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.
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EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN
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Eutrofización (en ríos y lagos)
• Los ríos y lagos se pueden clasificar en:
– Eutróficos
– Mesotróficos
– Oligotróficos
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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.
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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
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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.
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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
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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.
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Principales problemas de las
aguas subterráneas
Contaminación
Puntual(vertederos y fosas
sépticas)
Difusa (agricultura y ganadería)
Sobreexplotación
Salinización
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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
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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).
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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)
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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
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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
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Mareas rojas
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PARÁMETROS QUE DETERMINAN LA CALIDAD DE LAS AGUAS
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Parámetros físicos
• Transparencia o turbidez
• Propiedades organolépticas
• Conductividad eléctrica (sales)
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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
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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
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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)
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CICLO URBANO DEL AGUA
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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
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Sistemas de tratamiento y depuración
•Tratamiento global:
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Sistemas de tratamiento y depuración
• Tratamientos especiales:
– Desinfección: cloro, cloraminas (Cl + NH4), ozono, radiaciones ultravioleta
– Neutralización: ajuste del pH
– Ablandamiento (ajuste de la dureza)
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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
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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.
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• 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.
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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
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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.