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Escuela Profesional de Qumica - UNSA1Contaminacin del aguaTransporte de contaminantes

Tema 11. Contaminacin agua12

Tema 11. Contaminacin agua2Esferas ambientalesEn el transporte de contaminantes debe tenerse en cuenta cinco compartimentos o esferas del ambiente que interactan y se solapan entre sSe afectan unas a las otras y experimentan intercambios continuos de materia y de energaTradicionalmente, la ciencia ambiental ha considerado el agua, el aire, la tierra y la vida, es decir la hidroesfera, la atmsfera, la geoesfera y la bioesfera.Las actividades humanas, consideradas en su conjunto, se perciben como perturbaciones indeseables en esas otras esferas, causando contaminacin y efectos adversos. Por eso se debe incluir una quinta esfera la antropsfera, que involucra a todas las actividades que los humanos hacen. Interaccin de las cinco esferas del ambiente

ATMSFERAEs una capa muy delgada comparada con el tamao de la Tierra. La mayora de los gases atmosfricos se encuentran a unos pocos kilmetros sobre el nivel del mar. Adems de proporcionar oxigeno para los organismos vivientes , la atmsfera proporciona el dixido de carbono requerido para la fotosntesis de las plantas y el nitrgeno que los organismos usan para hacer las protenas. Juega una funcin protectora vital, pues absorbe la radiacin ultravioleta mas energtica del sol, que acabara con los organismos vivientes expuestos a ella.La capa estratosfrica de ozono es la que participa en ello. Debido a su capacidad de absorber la radiacin infrarroja por la que la Tierra pierde la energa que absorbe del sol, la atmosfera estabiliza la temperatura de la superficie de la Tierra. 8Sirve como el sustrato, mediante el cual, la energa solar que incide con mas intensidad en las regiones ecuatoriales, se redistribuye a partir del Ecuador hacia otras partes del planeta. Es el medio en el que el vapor de agua, evaporado de los ocanos como el primer paso en el ciclo hidrolgico, se transporta sobre la masa de tierra para precipitarse como lluvia, granizo o nieve sobre ella. HIDRSFERAEn ella esta contenida el agua de la Tierra. El 97% de esta es el agua de mar de los ocanos. El agua dulce esta en los ros, lagunas, arroyos, aguas subterrneas y como hielo en las capas de hielo polares y en los glaciares. Una pequea fraccin esta como vapor de agua en la atmsfera. Cubre el 70% de la superficie terrestre, los ocanos son el factor predominante a la hora de definir la naturaleza fsica y qumica de la superficie terrestre, ya que, por ej., el clima se modifica debido a la capacidad de estos para absorber la energa solar y transportarla alrededor del planeta.

Asimismo, juegan un papel preponderante en la regulacin de los contenidos de oxigeno y dixido de carbono involucrados en los procesos vitales.GESFERAEs la parte solida de la Tierra, incluye todas las rocas y minerales. Una parte importante es el suelo, que sostiene el crecimiento de las plantas, base del alimento para todos los organismos vivientes. La litosfera es una capa slida relativamente delgada que se extiende sobre la superficie de la Tierra hasta profundidades de 50-100 Km. Su capa exterior, mas delgada es conocida como corteza terrestre, esta compuesta de minerales basado en silicatos, relativamente mas ligeros. Es la parte de la geoesfera que esta disponible para interactuar con las otras esferas ambientales y que es accesible a los seres humanos.

12BIOSFERAEsta compuesta por los organismos vivientes. Estos viven en la superficie de la gesfera, en el suelo o justamente debajo de la superficie del suelo. Los ocanos y otros sistemas acuosos sostienen grandes poblaciones de organismos. La biosfera es una capa muy delgada en la interfase entre la gesfera y la atmsfera. Esta involucrada con la gesfera, la hidrsfera y la atmsfera por medio de ciclos biogeoqumicos a travs de los cuales circulan elementos como el nitrgeno y el carbono.

14Distribucin de un contaminante tpico en el ambiente

LA MATERIA Y SUS CICLOSLos ciclos globales geoqumicos pueden considerarse desde el punto de vista de varios depsitos o reservorios, como ocanos, sedimentos y atmosfera, unidos por conductos a travs de los cuales la materia se mueve continuamente. El movimiento de un tipo especifico de materia entre dos depsitos particulares puede ser reversible o irreversibleLos ciclos de la materia ocurriran incluso en ausencia de vida en la Tierra, pero estn fuertemente influenciados por la forma de vida, particularmente plantas y micro-organismos . Los organismos participan en ciclos biogeoqumicos , los cuales describen la circulacin de la materia, particularmente nutrientes a travs de los ecosistemas.Como parte del ciclo de carbono, el C atmosfrico en forma de CO2 se fija como biomasa; Como parte del ciclo de nitrgeno, el N2 atmosfrico se fija en la materia orgnica. El proceso inverso es la mineralizacin, en la cual los elementos enlazados biolgicamente se devuelven a estados inorgnicos. La fuerza impulsora de los ciclos biogeoqumicos es la energa solar.

17Ejemplos de materiales entre las esferas ambientales:Oxgeno emitido a la atmsfera por las plantas en la biosfera, Nitrgeno elemental de la atmsfera incorporado en el amonaco por procesos de sntesis qumica en la antropsfera. El calcio disuelto a partir de minerales en la gesfera que entra en la hidrsfera como in calcio disuelto. Los ciclos de la materia estn muy relacionados con el destino qumico y el transporte de contaminantes.La mayora de los ciclos biogeoqumicos puede describirse como ciclos elementales que involucran elementos nutritivos como el carbono, el nitrgeno, el oxgeno, el fsforo y el azufre. Muchos son ciclos exgenos en los que el elemento en cuestin pasa parte del ciclo en la atmsfera (O2,N2,CO2). Otros principalmente el ciclo del fsforo, no tienen un componente gaseoso y son ciclos endgenos. Ciclo del Carbono. El C mineral se mantiene en un depsito de calcita, CaCO3, del que puede lixiviarse a una disolucin mineral en forma de ion bicarbonato disuelto, HCO3-, que se forma cuando el CO2(acuoso) reacciona con el CaCO3. En la atmsfera el C esta como CO2. Este es fijado como materia orgnica por la fotosntesis y el C orgnico se libera con CO2 por la descomposicin microbiana de la materia orgnica.

Ciclo del Nitrgeno. Este se encuentra en todas las esferas del ambiente. La atmsfera tiene el 78%N2 y es un depsito inagotable del mismo. Es un constituyente esencial de las protenas. Su incorporacin a formas qumicas orgnicas e inorgnicas es un paso limitante del ciclo del nitrgeno.

Ciclo del Oxgeno. Este ciclo se encuentra enlazado a los dems pero particularmente con el de C.

CONTAMINACION EN LAS DIFERENTES ESFERASTRANSPORTE Y DESTINOLas sustancias consideradas como contaminantes casi siempre se originan en la antropsfera. Pueden pasar al aire, la tierra, el agua, a los sedimentos y a la biota. El destino y efecto de tales sustancias, depende de sus propiedades y de las condiciones del medio ambiente en que son introducidas. Como regla general el transporte y destino, esta controlado por su transporte fsico y su reactividad, que incluye reacciones qumicas o bioqumicas.Se consideran tambin las interacciones fsicas con otras fases.Es funcin de tres compartimentos ambientales principales:AtmsferaAguas superficialesSuperficie terrestre y el subsuelo, los estratos minerales y las aguas subterrneas.

Los tres compartimientos principales considerados en el transporte y destino ambiental.

Intercambio de contaminantes

TRANSPORTE FSICOSe dividen en dos categoras:La adveccin, que se debe al movimiento de masa de fluidos que simplemente llevan los contaminantes con ellos. La adveccin vertical de aire o agua se denomina conveccin. El transporte por difusin o transporte de Fick, mas comnmente considerado como difusin molecular, que consiste en la tendencia natural de las molculas a moverse desde las regiones de alta concentracin a las regiones de mas baja concentracin por el movimiento aleatorio de las molculas. REACTIVIDADLa reactividad incluye reacciones qumicas, procesos biticos, la unin a superficies y la liberacin de estas. Los procesos de reactividad incluye el intercambio entre fases. En el agua esta ultima puede incluir la unin de especies soluble a partculas suspendidas en el agua y, en el aire, podra incluir la evaporacin y condensacin de las especies. Los procesos biticos entran en la amplia categora de intercambio entre fases, pero cualquiera de las reacciones bioqumicas que sufren los contaminantes incorporados por los organismos, son obviamente cambios qumicos.Caractersticas fsico-qumicas de contaminantes Para entender como se comporta un contaminante en el ambiente se necesita conocer cierta informacin sobre las propiedades fsico-qumicas de la molcula y su mecanismo de transporte, as como las caractersticas medio ambientales y la geografa del lugar en el que se le encuentra. Con la gran complejidad y cantidad de datos requeridos, los cientficos no siempre pueden predecir exactamente lo que ocurrir con una partcula de contaminante cuando ste ha entrado en el ambiente ..A este problema, se suma el hecho de que los datos de las investigaciones son obtenidos bajo condiciones controladas de laboratorio y con cantidades conocidas de contaminante, lo cual no ocurre en la naturaleza.A pesar de lo complejo del problema, los cientficos han logrado determinar ciertas caractersticas fsico-qumicas cuantificables para los contaminantes, como es la solubilidad, presin de vapor, Constante de la Ley de Henry, el Coeficiente de Carbono orgnico (Koc) y el Coeficiente de Particin Octanol-Agua (Kow). Con esta informacin pueden predecir el lugar donde pudiera encontrarse un plaguicida en altas concentraciones..Por otra parte, la molcula de plaguicida no permanece intacta por tiempo indefinido en el medio ambiente, ya que con el tiempo sufre una degradacin influenciada por microorganismos, actividad qumica, pH, clima, y contenido de materia orgnica del suelo, entre otros.VOLATILIZACIONTodas las sustancias orgnicas son voltiles en algn grado dependiendo de su presin de vapor, del estado fsico en que se encuentren y de la temperatura ambiente. La volatilidad se mide a partir de la constante de Henry que depende de la presin de vapor en estado lquido y de la solubilidad en agua.PRESIN DE VAPOREs una medida de la capacidad de una sustancia para volatilizarse (plaguicida). Es un determinante importante de la velocidad de volatilizacin al aire desde suelos o cuerpos de agua superficiales contaminados. La presin de vapor es una magnitud termodinmica que corresponde a la presin que ejerce un gas en equilibrio con su fase pura condensada mas estable a la temperatura indicada.La exigencia de equilibrio en esta definicin exige que el sistema considerado sea cerrado, que es precisamente una situacin que no ocurre en la naturaleza, donde todos los sistemas ambientales son abiertos.A pesar de ello, la presin de vapor es una magnitud que puede relacionarse con la tendencia de un contaminante a escapar hacia la fase gas. El hecho de que muchos contaminantes orgnicos tengan presiones de vapor muy bajas no significa que las prdidas en el suelo por volatilizacin sean despreciables. Hay que tener en cuenta que normalmente la presin parcial del contaminante, excepto en la microcapa justo en contacto con el suelo, es prcticamente cero, con lo cual la tendencia termodinmica a la volatilizacin es grande.La presin de vapor vara; se incrementa la presin cuando se incrementa la temperatura y disminuye cuando disminuye la temperatura. PRESION DE VAPOR DEL PLAGUICIDA (Pa)AFINIDAD DEL PLAGUICIDA AL SUELO O AGUAPLAGUICIDA< 1,0 10-6ALTABAJO POTENCIAL PARA VOLATILIZARSESe puede solubilizar en agua o ser retenido por el suelo> 1,0 x 10-2BAJAALTO POTENCIAL PARA VOLATILIZARSEConstante de la Ley de Henry (H)Describe la tendencia de un plaguicida a volatilizarse del agua o suelo hmedo. El valor se calcula usando la presin de vapor, solubilidad en agua y peso molecular de un plaguicida . El Coeficiente de particin aire-agua (Hc) tiene la siguiente expresin:

Donde: p = presin de vapor del plaguicida (Pa) c = solubilidad en agua (mol m-3) Siendo las unidades de Hc = Pa m3/mol

VOLATILIDAD DEL PLAGUICIDARANGOS DEL VALOR (Pa m3/mol)No voltilEl plaguicida puede disolverse en aguaMenor a 3 x 10-2Constante (H) BAJABaja volatilidad3 x 10-2 a 1Presin de vapor bajaAlta solubilidadTiene potencial para lixiviarseVolatilidad moderadaEl plaguicida puede evaporarse1 a 101,3Constante (H)ALTAPresin de vapor altaSolubilidad bajaAlta volatilidadMayor a 101,3Tiene potencial alto para volatilizarse del suelo hmedoTabla constante de la Ley de HenryPersistenciaCapacidad de cualquier plaguicida para retener sus caractersticas fsicas, qumicas y funcionales en el medio en el cual es transportado o distribuido, durante un perodo limitado despus de su emisin. Los plaguicidas que persisten ms tiempo en el ambiente, tienen mayor probabilidad de interactuar con los diversos elementos que conforman los ecosistemas . Si su vida media y su persistencia es mayor a la frecuencia con la que se aplican, los plaguicidas tienden a acumularse tanto en los suelos como en la biota y con el tiempo, la mayora de los plaguicidas sufren una degradacin como resultado de reacciones qumicas y microbiolgicas en suelo o agua. PERSISTENCIATIEMPOLigeramente persistenteMenor de 4 semanasPoco persistentesDe 4 a 26 semanasModeradamente persistentesDe 27 a 52 semanasAltamente persistentesDe 1 a 20 aosPermanentesMayor de 20 aosClasificacin de los plaguicidas de acuerdo a su persistenciaVida media La vida media est definida como el tiempo (en das, semanas o aos) requerido para que la mitad del plaguicida presente despus de una aplicacin se descomponga en productos de degradacin. La descomposicin depende de varios factores incluidos la temperatura, el pH del suelo, los microorganismos presentes en el suelo, clima, exposicin del plaguicida a la luz, agua y oxgeno.Es importante sealar que muchas sustancias resultantes de la descomposicin de un plaguicida pueden ser tambin txicas y tener vidas medias significativas. Existen diferentes modos de clasificar a la vida media de un plaguicida, como son:

Vida media en suelo: Es el tiempo requerido para que un plaguicida se degrade en el suelo. La vida media est determinada por el tipo de organismos presentes en el suelo, el tipo de suelo (arena, arcilla, limo), pH y temperatura, entre otros.Vida media por Fotlisis: Es el tiempo requerido para que la mitad de un plaguicida aplicado se degrade a la luz del sol. Vida media por Hidrlisis: Es el tiempo requerido para que la mitad de un plaguicida aplicado se degrade por la accin del aguaSolubilidad en Agua La solubilidad en agua de un plaguicida determina la mxima concentracin a disolverse en un litro de agua y por lo general tiene un rango de 1 a 100 000 mg/L. Las unidades de concentracin son: mg por litro (mg/L), que es aproximadamente igual a una parte por milln (ppm) o un microgramo por litro (g/L), que es aproximadamente igual a una parte por billn (ppb). Si bien los valores estudiados en el laboratorio se realizaron a temperaturas de 20 a 25 C, estos se adaptan bien al ambiente. Los plaguicidas muy solubles en agua se adsorben con baja afinidad a los suelos y por lo tanto, son fcilmente transportados del lugar de la aplicacin por una fuerte lluvia, riego o escurrimiento, hasta los cuerpos de agua superficial y/o subterrnea.El departamento de Regulacin de Plaguicidas en California, E.U. determin que los plaguicidas con una solubilidad mayor a 3 mg/L tiene potencial para contaminar agua subterrnea. Sin embargo en E.U., plaguicidas con solubilidad en agua menor de 3 mg/L se han encontrado en agua subterrnea, lo cual indica que el parmetro antes mencionado no es una garanta.PLAGUICIDAAGUA Y SUELOBaja solubilidadEl plaguicida puede tener afinidad por el suelo y acumularse en esteEl plaguicida puede sedimentarse en el suelo en la base de los acuferosAlta solubilidadEl plaguicida puede tener afinidad por el agua y puede solubilizarseEl plaguicida se puede transportar a mantos acuferosPuede facilitarse la biodegradacin del plaguicidaSolubilidad de un plaguicida en agua Coeficiente de Adsorcin de carbono orgnico (Koc). A este valor tambin se le conoce como Coeficiente de adsorcin (o particin) suelo-agua o simplemente Coeficiente de adsorcin. Es una medida de la tendencia de un compuesto orgnico a ser adsorbido (retenido) por los suelos o sedimentos.

Donde: fOC es la fraccin de carbono orgnico (g C/g slido)mMO es la masa de materia orgnicamS es la masa de sueloKD es el coeficiente de distribucin del contaminante o compuesto orgnico (mL/g)

La unidad de KOC es mL/g.El Koc es especfico para cada plaguicida en un intervalo amplio de sedimentos y suelos. Los valores del Koc van de 1 a 1 x 107 mL/g. Un Koc elevado indica que el plaguicida orgnico se fija con firmeza en la materia orgnica del suelo, por lo que poca cantidad del compuesto se mueve a las aguas superficiales o a los acuferos.

Donde Cs es la concentracin de equilibrio del contaminante en el slido y Cw es la concentracin de equilibrio del contaminante en agua

ADSORCIN DEL PLAGUICIDA AL SUELOVALORES DEL COEFICIENTEMuy dbilEl plaguicida puede ser voltilMenor a 10Koc BAJOEl plaguicida puede distribuirse en cuerpos de agua o aireEl plaguicida puede no ser fijado a la materia orgnica del sueloLa va de exposicin al plaguicida puede ser inhalatoriaDbil10 a 100Moderada100 a 1.000De moderada a fuerteEl plaguicida puede ser soluble en grasas1.000 a 10.000Koc ALTOEl plaguicida puede fijar en suelo, sedimento, biota y materia orgnicaEl plaguicida puede moverse en aguas superficialesLa va de exposicin al plaguicida puede ser por la cadena alimentariaFuerte10.000 a 100.000Muy fuerteMayores a 100.000Rangos del Koc (mL/g carbono orgnico)

Coeficiente de Particin Octanol/Agua (Kow)El coeficiente de particin Octanol-agua, Kow, es una medida de cmo una sustancia qumica puede distribuirse entre dos solventes inmiscibles, agua (es un solvente polar) y octanol (es un solvente relativamente no polar, que representa a las grasas). El Kow proporciona un valor de la polaridad de un plaguicida, que es frecuentemente utilizado en modelos para determinar cmo un plaguicida puede distribuirse en tejido de grasa animal

Donde: C = la concentracin molar

Los plaguicidas con una vida media y un Kow altos pueden acumularse en tejido graso y bioacumularse a lo largo de la cadena alimenticia .

ACUMULACION DE PLAGUICIDAS EN GRASA (Kow)PLAGUICIDAAltoEl plaguicida puede fijarse con firmeza a materia orgnica, sedimento y biotaEl plaguicida puede bioacumularse en grasa corporal de animalesLa via de exposicin al plaguicida puede ser por la cadena alimenticiaBajoEl plaguicida puede no fijarse en materia orgnicaEl plaguicida puede moverse en aguas superficiales, acuferos y aireLa va de exposicin al plaguicida puede ser la inhalatoriaRangos de Kow de un plaguicidaPotencial de contaminacin de agua subterrnea Las propiedades anteriormente descritas son de gran utilidad para los investigadores ya que permiten estimar el potencial de afectacin de los plaguicidas si entran en contacto con el agua. La Agencia de Proteccin Ambiental (EPA), de los Estados Unidos, realiz estudios de laboratorio durante 10 aos, asociando ciertas propiedades de los plaguicidas con la lixiviacin PROPIEDADES QUMICAS O FSICAS DE LOS PLAGUICIDASVALORES DETERMINADOSSolubilidad en agua> 30 ppmConstante De la Ley de Henry< 10-2 atm m-3/molKoc< de 300 a 500Vida media por Hidrlisis> 25 semanasVida media por Fotlisis> de una semanaFuente US. Enviromental protection Agency, 1986. Pesticides in Groundwater Background Document

Valores de potencial de contaminacin de agua subterrneaContaminacin de las aguasA. Fuentes y tipos de contaminacin del aguaNatural Partculas slidas y gases atmosfricos arrastrados por las gotas de lluvia y aguas de deshielo. Plenes, esporas, hojas secas y otros residuos vegetales. Excrementos de peces y aves.AntrpicaUrbana o domstica- Uso del agua en viviendas, actividades comerciales y de servicios que genera aguas residuales (contenido de residuos fecales, desechos de alimentos y productos qumicos)Actividad productivaAgricultura y ganadera Uso de plaguicidas, pesticidas, biocidas, fertilizantes y abonos, que son arrastrados por el agua de riego. Restos de animales que caen al suelo y vertidos con aguas cargadas de materia orgnica.Industrias agroalimentarias Gran cantidad de materia orgnica.Industrias Aportan materia orgnica, metales pesados, incremento de pH y temperatura, radiactividad, aceites, grasas, etc. Entre las ms contaminantes: petroqumicas, energticas, papeleras, siderrgicas, alimenticias, textiles y mineras.Otras fuentes Vertederos de residuos urbanos, industriales y agrarios. Contaminacin por restos de combustibles. Lubricantes, anticongelantes, asfaltos. Contaminacin por fugas en conducciones y depsitos de carcter industrial. Mareas negras ocasionadas por el vertido de petrleo crudo sobre el mar.53B. Factores y nivel de contaminacin

Las caractersticas del receptor, la zona en la que se encuentra y los usos previos del agua puedenreducir o agravar el proceso de contaminacin En relacin con las caractersticas del receptor:Las aguas subterrneas estn ms protegidas que las superficiales, por lo que stas ltimas se contaminan con mayor facilidad, aunque tambin son ms fciles de depurar.Cuanto mayor sea el volumen de agua del receptor mayor es su capacidad de absorber la contaminacin (se diluye ms).Si el agua est previamente contaminada su capacidad de absorber la contaminacin ser menor.Las aguas ms turbulentas dispersan mejor los contaminantes que las ms estticas.La presencia de ciertos organismos puede favorecer la depuracin.54Respecto a las caractersticas 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 contaminacin.El relieve abrupto favorece una dinmica ms turbulenta y facilita la dispersin.

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 depuracin.

B. Factores y nivel de contaminacinCaractersticas del receptor- Tipo de receptor. Es ms fcil contaminar las aguas superficiales que las subterrneas.- Cantidad y calidad del receptor. Si el volumen de que se dispone es mayor, tambin lo ser la posibilidad de disminuir la contaminacin, pero si el receptor ya presenta una calidad baja, se produce un efecto sumativo que agrava el problema.- Caractersticas dinmicas o estticas. Le dan mayor o menor poder, respectivamente, de dispersin de la contaminacin y la posibilidad de una mayor autodepuracin en el caso de que el agua no quede concentrada en un punto.- Caractersticas de la biocenosis. La mayor o menor presencia de organismos capaces de degradar la materia contaminada.Caractersticas de la zona donde se localiza el receptorTipo y cantidad de vertidos que el agua ha tenido que soportar Existencia o no de sistemas de depuracin que contribuyan a aumentar o disminuir el grado de contaminacin que provocara una utilizacin posterior.Usos previos del agua del receptorPueden existir en la misma zona diferentes aportes de aguas contaminadas que aumenten el grado de contaminacin del receptor, influyendo tambin las particularidades climticas y geomorfolgicas de la zona.56C. Agentes contaminantes del agua: Fsicos, qumicos y biolgicos Se agrupan en ocho tipos: 1. Microorganismos patgenos. Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el clera, tifus, gastroenteritis, hepatitis, etc. Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros restos orgnicos que producen las personas infectadas. 2. Desechos orgnicos. Son el conjunto de residuos orgnicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferacin de bacterias agota el oxgeno, y ya no pueden vivir en estas aguas peces y otros seres vivos que necesitan oxgeno. 3. Sustancias qumicas inorgnicas. En este grupo estn incluidos cidos, sales y metales txicos como el mercurio y el plomo. Si estn en cantidades altas pueden causar graves daos a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrcolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua. 574. Nutrientes vegetales inorgnicos. 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 eutrofizacin de las aguas. Cuando estas algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los microorganismos, se agota el oxgeno y se hace imposible la vida de otros seres vivos. El resultado es un agua maloliente e inutilizable. 5. Compuestos orgnicos. Muchas molculas orgnicas como petrleo, gasolina, plsticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos perodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difciles de degradar por los microorganismos.

586. Sedimentos y materiales suspendidos. Muchas partculas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensin en las aguas, son la mayor fuente de contaminacin 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 alimentacin de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, ras y puertos. 7. Sustancias radiactivas. Istopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a veces, se pueden ir acumulando a lo largo de las cadenas trficas, alcanzando concentraciones considerablemente ms altas en algunos tejidos vivos que las que tenan en el agua. 8. Contaminacin trmica. El agua caliente liberada por centrales de energa o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ros o embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxgeno y afecta a la vida de los organismos. Contaminacin por aguas residuales domsticas

El vertido de aguas residuales domsticas provoca una disminucin brusca de la cantidad de oxgeno en el receptor.

Aguas abajo, el proceso que tiene lugar es la autodepuracin del receptor, conjunto de procesos fsicos, qumicos y biolgicos que actan de forma natural para eliminar los contaminantes. En los procesos biolgicos, los microorganismos descomponen la materia orgnica presente, y para ello consumen el oxgeno del agua.El primer da se requiere una gran demanda de O2 y, cuando se va completando la descomposicin de la materia orgnica, se observa de nuevo la recuperacin del O2 disuelto.Contaminacin por aguas residuales domsticasLos contaminantes que contienen los vertidos domsticos son:Slidos o materia en suspensin (MES), orgnicos principalmente: restos de comida.Compuestos orgnicos: carbohidratos, grasas.Compuestos inorgnicos: sales, compuestos nitrogenados, fsforo y derivados.Contaminantes biolgicos: grmenes patgenos.

Entre los microorganismos presentes en las aguas de forma natural estn: bacterias (coli, cianofitas), algas unicelulares (diatomeas, navcula) y hongos microscpicos.

Al aumentar los vertidos orgnicos domsticos, se produce un incremento de las poblaciones de bacterias aerobias descomponedoras, como E. coli, y los hongos saprfitos que degradan la materia orgnica. A medida que se completa el proceso de depuracin y se ha degradado la materia orgnica, las poblaciones decrecen.En relacin con otros organismos, al producirse el vertido, desaparecen truchas, crustceos, larvas de insectos, y aumentan los gusanos tubifex, larvas de dpteros como las colas de rata. Al completarse los procesos de autodepuracin se recuperan las poblaciones que componen la biocenosis del ro.

Contaminacin por aguas residuales domsticasEntre los efectos provocados por la ingestin de aguas contaminadas tendramos:

Para evitar la transmisin de enfermedades por medio del agua, entre las medidas de carcter familiar podramos aplicar la coccin de alimentos y del agua de bebida y la desinfeccin del agua u otros alimentos mediante el empleo de lejas aptas para este uso.Principales enfermedades relacionadas con el aguaTipo de relacinEnfermedadTransmitida por el aguaCleraHepatitis infecciosaLeptospirosisParatifoideaTularemiaTifoideaPor el agua o por el agua de aseo personalDisentera amebianaDisentera bacilarGastroenteritis

Por el agua para aseoAscariasisConjuntivitisDiarreasLepraSarnaSepsis y lcera de la pielTiaTracomaDesarrolladas en el aguaGusano de GuineaEsquistosomiasisInsectos vectores relacionados con el aguaPaludismoOncocercosisEnfermedad del sueoFiebre amarilla62D. Efectos de la contaminacin del aguaRos: Debido a su dinmica poseen capacidad de autodepuracin, no obstante pueden aparecer problemas de restriccin de agua, alteraciones de la biocenosis, apariencia y olor desagradables.Lagos: Al ser masas estticas los efectos de la contaminacin son ms severos y persistentes.Tema 11. Contaminacin agua6263Medidas preventivas y correctorasLimitar o prohibir vertidos domsticos y agrcolas en ecosistemas acuticos reducidos o con escasa dinmica.

Depurar las aguas residuales antes de su devolucin al receptor.

Disminuir el contenido de los polifosfatos de los detergentes.

Inyectar O2 puro en lagos y embalses afectados.

Aadir nitrgeno al agua para evitar el crecimiento de algas cianofceas.64

El lago se convierte en un pantano sin vida.Agua superficialAgua subterrneaFcil de contaminar.Fcil de proteger.Contaminacin visible y fcil de detectar,Autodepuracin rpida,Depuracin artificial fcil.Difcil de contaminar.Difcil de proteger.Contaminacin no visible y difcil de detectar.Autodepuracin lenta.Depuracin artificial difcil.Un elevado grado de contaminacin de los acuferos produce prdida de calidad del agua, con lo que se hipotecarn los usos domsticos o agrcolas de dichas aguas subterrneas,

Los nitratos en el agua potable son un problema de salud pblica porque se reducen rpidamente a nitritos una vez ingeridos. Su principal efecto es que disminuyen la capacidad de la sangre para transportar oxgeno, con niveles de nitratos superiores a 50 mg/L.

Los nitritos pueden reaccionar con compuestos en el estmago y formar productos cancergenos en determinadas especies animales; sin embargo, en seres humanos no se ha demostrado este hecho.67Contaminacin del agua de marLos mares y ocanos, al disponer de un gran volumen de agua poseen una capacidad de autodepuracin mayor que la de los ros, lagos y aguas subterrneas.Los ros contaminados, los vertidos incontrolados, basuras flotantes accidentes de barcos cargados de petrleo (mareas negras) u otros materiales peligrosos, as como actividades industriales son las principales causas de la contaminacin.Los efectos dependen del tipo y de la cantidad de residuo emitido, la distancia a la costa y las caractersticas del mar. Los mayores peligros se encuentran en mares cerrados y con escasa dinmica.Los efectos ms destacados son la muerte de organismos marinos por hundimiento, al perder la flotabilidad, o prdida de calor por la impregnacin de crudo en plumas y pelos. Si el vertido sucede cerca de la costa, se alteran las actividades pesqueras y turstica, ocasionando graves consecuencias econmicas.68

Derrame de fuel oil del Prestige en costas espaolas Tema 11. Conatminacin agua69

Tema 11. Contaminacin agua69This is an oil platform inside the sea. If it suffers an accident it can cause an oil spill too. One of these towers was sank at the Brasilian coast two years ago.70

chapapoteTema 11. Contaminacin agua7071Mareas negras: consecuenciasECOLGICAS:Muerte por impregnacin.Muerte por intoxicacin.Muerte por prdida de flotabilidad.Falta de oxgeno y luz.ECONMICAS:Impide la pesca y el marisqueo.Reduce el turismo.Tema 11. Contaminacin agua71Tema 11. Conatminacin agua72

Tema 11. Contaminacin agua72These are machines to aspirate oil from the sea.73La calidad del aguaLa calidad del agua se define en funcin del uso a que va a ser destinada mediante el establecimiento de una serie de caracteres o cualidades o en relacin con su estado natural. Parmetros a considerar: Parmetros fsicos:- Transparencia o turbidez- Caractersticas organolpticas: color, olor y sabor.- Temperatura y Conductividad elctrica Parmetros qumicos:- Presencia de iones bicarbonatos, cloruros, sulfatos, etc- Oxgeno disuelto (OD)- Demanda biolgica de oxgeno (DBO)- Demanda qumica de oxgeno (DQO)- Contenido total de carbono (COT)- pH- Alcalinidad y Dureza- Nitrgeno Parmetros biolgicos:- Microorganismos: virus, bacterias, protozoos, etc.Tema 11. Conatminacin agua74 Caractersticas organolpticasColor, olor y sabor.El agua potable debe ser incolora, inodora e inspida.Difcil de cuantificar.- Subjetivo. Parmetros de Calidad de las aguas- FSICOS TemperaturaLa ideal para el consumo entre 8 y 15C. Tiene influencia en reacciones qumicas y biolgicas. Adems afecta a las propiedades fsicas del agua. ConductividadCapacidad de la solucin para conducir la electricidad. Relacionada con la presencia de sales en disolucin. Agua dura CO3Ca CO3Mg. > 0,5 g/LDificultan coccin alimentosDejan incrustacionesPoca espuma el jabn75Turbidez: causada por presencia de materia en suspensin. Aguas claras, luz a gran profundidadEvaluada a travs del grado de dispersin de la luz.Disco de Sechi

76DBO (Demanda Biolgica de Oxgeno)Cantidad de oxgeno requerido por los microorganismos presentes en el agua para oxidar la materia orgnica biodegradable presente en la misma:Parmetros de Calidad de las aguas- QUMICOSDemanda Qumica de Oxgeno (DQO) Cantidad de oxgeno para la oxidacin qumica de la materia orgnica.Se oxda toda la materia, la inorgnica y la orgnica.Oxidante: Permanganato potsico (KMnO4)

Carbono Orgnico Total (COT) Medida del CO2 desprendido realizando una combustin completa.Oxgeno en disolucin (OD) Indicador de la contaminacin y de la capacidad de dar soporte a la vida vegetal y animal. Generalmente, un nivel ms alto de oxgeno disuelto indica agua de mejor calidad. 77 Dureza: Capacidad del agua para precipitar jabones. Es debida principalmente a la presencia de Ca++ y Mg++. Se expresa como mg/L de CaCO3:Aguas blandas concentracin < 50mg/LAduras concentracin > 200mg/L pH: medida de la intensidad cida o bsica de una solucin. pH=-log[H+].Alcalinidad y acidez. Capacidad amortiguadora de un agua. Contribucin de OH-, CO3-2 y HCO3-,pero normalmente, la mayor parte se debe al sistema carbnico- carbonato. Nitrgeno:Nitrgeno orgnico (asociado a materia orgnica: proteinas, urea, cidos nucleicos, etc)Medidas del Nitrgeno: las distintas formas en las que se encuentra el nitrgeno en las aguas:Nitrato nitrito amonio nitrgeno orgnico.Interrelacin de estas formas a travs del ciclo del nitrgeno.78El agua se comporta como vehculo de infeccin desde un punto de vista microbiolgico. Destacan los virus, bacterias, hongos y protozoos. Aquellos que son inocuos para el hombre no tienen significacin sanitaria, por lo que el control microbiolgico del agua se centra en las especies patgenas. Dado que buscar todo tipo de microorganismo patgeno es costoso y complicado, se realiza el control del agua a travs de indicadores microbiolgicos de contaminacin.El recuento de bacterias aerobias representa el contenido total de bacterias a 37 C, y es importante por ser esta la temperatura ptima de las bacterias patgenas para el hombre.La identificacin de organismos patgenos ocasionales, pero fuertemente patgenos, y de difcil cultivo, se lleva a cabo generalmente mediante antgenos especficos.En el caso de que las aguas se destinen a actividades recreativas o para bao, las caractersticas microbiolgicas y bioqumicas que deben cumplir no son tan estrictas, y tambin se contemplan en un marco legal.Parmetros de Calidad de las aguas- BIOLGICOS