1. CONCEPTO DE CONTAMINACIN 2. MECANISMOS 3. FACTORES
CONDICIONANTES EN LA ZNS 4. FACTORES CONDICIONANTES EN LA ZS 5. LOS
AGENTES CONTAMINANTES Los hidrocarburos y sustancias orgnicas
txicas Los detergentes Los pesticidas Los contaminantes qumicos
minerales Los contaminantes orgnicos Los contaminantes biolgicos
Las sustancias radiactivas Otros contaminantes 6. LA PROTECCIN DE
LOS ACUFEROS Concepto de vulnerabilidad V-HIDROGEOQUMICA Y
CONTAMINACIN TEMA 20.- CONTAMINACIN
Diapositiva 2
Introduccin directa o indirecta, como consecuencia de la
actividad humana, de sustancias o calor en la atmsfera, el agua o
el suelo, que puedan ser perjudiciales para la salud humana o para
la calidad de los ecosistemas acuticos, o de los ecosistemas
terrestres que dependen directamente de los ecosistemas acuticos, y
que causen daos a los bienes materiales o deterioren o dificulten
el disfrute y otros usos legtimos del medio ambiente (Directiva UE)
CONCEPTO DE CONTAMINACIN
Diapositiva 3
Contaminacin es la modificacin de las caractersticas fsico y/o
qumicas y/o bacteriolgicas de un agua, debida a la intervencin
humana y que la inutiliza para un uso determinado. CONTAMINACIN DE
AGUAS Agente contaminante Toda propiedad, organismo o sustancia que
deteriora las caractersticas naturales de un agua Grupos de Agentes
Contaminantes Detergentes Plaguicidas Hidrocarburos (NAPL,s)
Microcontaminantes orgnicos Contaminantes biolgicos Contaminantes
qumicos minerales Sustancias radioactivas CONCEPTO DE
CONTAMINACIN
Diapositiva 4
Identificacin del FOCO DE CONTAMINACIN Comprensin de los
procesos de MIGRACION Programacin del CONTROL Criterios para la
REMEDIACION / REGENERACION No se trata de DETECTAR (anlisis
qumicos, bacteriolgicos, determinaciones fsicas), sino de CONTROLAR
(hidrogeoqumica) MECANISMOS
Diapositiva 5
Caracterizacin del proceso contaminante En funcin del espacio:
Puntual Difusa Lineal En funcin del tiempo: Continuo (variable,
constante) Instantneo Discontinuo Conc tiempo Conc tiempo Conc
tiempo Conc tiempo Pulsacin Foco instantneo Foco continuo
Concentracin constante Foco continuo Concentracin variable Foco
continuo Concentracin descendente MECANISMOS
Diapositiva 6
MECANISMOS DE INTRODUCCION DE LA CONTAMINACION EN EL ACUIFERO
MECANISMOS Flujo Subterrneo ZONA NO SATURADA ACUFERO III. Alteracin
del rgimen de flujo CONTAMINANTE Contaminacin I. Arrastre de
contaminantes desde la superficie II. Inyeccin directa al acufero
Contaminacin CONTAMINANTE
Diapositiva 7
PROPAGACION DE UNA SUSTANCIA CONTAMINANTE MECANISMOS movimiento
del agua difusin molecular Las sustancias disueltas, contaminantes
o no, una vez incorporadas al sistema de flujo del acufero, pueden
ser transportadas bien por el propio movimiento del agua, bien por
difusin molecular, o por ambos medios simultneamente. Dispersin
mecnica o hidrulica: Dispersin mecnica o hidrulica: los solutos
tienden a separarse de la trayectoria ideal del agua y a moverse
con diferente velocidad, a causa de las tortuosidades del terreno
Dispersin hidrodinmica: Dispersin hidrodinmica: la dispersin se
produce, adems, a consecuencia de una difusin molecular, simultnea
al movimiento del agua. difusin En la difusin no se produce
movimiento de solutos a travs del movimiento del agua. El
movimiento es debido slo a la existencia de un gradiente de
concentracin, no hidrulico. Su efecto es la tendencia a la
igualacin de concentracin en cualquier parte del sistema. Los
procesos combinados de dispersin y difusin, adems de la dilucin de
las sustancias disueltas, provocan la formacin de un penacho de
contaminacin cuya forma, extensin y velocidad de propagacin
dependen tanto de las caractersticas del medio como de la sustancia
que se propaga y de las caractersticas del foco emisor.
Diapositiva 8
* Adsorcin-Desorcin Depende tipo de contaminante y terreno.
> a > superficie especfica. M.O. (10 a 100 > que sin).
Arcillas < k. Reversible. * Intercambio inico Minerales
arcillosos, grupo zeolitas, hidrxido frrico (anftero) humus, turba,
carbn, lignito... (cationes) * Disolucin - precipitacin Depende de
la solubilidad de los compuestos y de su equilibrio respecto a la
saturacin. Afectan a carbonatos y a otras sales (fosfatos). Las
sales precipitadas pueden ser nuevamente puestas en disolucin
(fuerza inica, carbonato de cadmio) * Retencin capilar y Humedad
del suelo "mojar saturacin residual f. lquido y poros medio Suelo
seco, parte satura, y parte pasa * Degradacin Biodegradacin La
biodegradacin que afecta a las sustancias orgnicas tiene lugar en
los primeros centmetros del suelo donde tanto la presencia de
oxgeno como la actividad biolgica es muy elevada. Esta
biodegradacin provoca una rpida disminucin de la carga contaminante
orgnica existente en el agua (descensos en la DBO5, DQO y materia
orgnica ) * Litologa, Estructura y Textura* Franja capilar Franja
no saturada FACTORES CONDICIONANTES EN LA Z.N.S.
Diapositiva 9
Densidad, solubilidad o miscibilidad: - Si contaminante <
denso que el agua flota. - A = densidad se desplaza segn el sentido
de flujo - > Densidad forma una lengua que se propaga con una
componente vertical, en el sentido del desplazamiento, con aureola
de concentracin decreciente al exterior Dispersin
dinmica/molecular: Funcin de la velocidad de desplazamiento del
fluido y de la ntza del medio Influencia de los bombeos En el rea
de influencia del bombeo se dirige hacia dicho punto; en las
paradas, el nivel sube y se permite una aireacin del agua
contaminada. Efecto aireador e interceptador: descontaminacin de
acuferos Persistencia y Degradabilidad Franja Saturada C =
concentracin del soluto Di, j: componentes del tensor dispersin Ui:
componentes velocidad direccin i Xi: coordenadas cartesianas
FACTORES CONDICIONANTES EN LA Z.S.
Diapositiva 10
Los Hidrocarburos y sustancias orgnicas txicas Comprende todos
los compuestos generalmente orgnicos- en cuya molcula interviene el
carbono y el hidrgeno. La gran mayora procede de los derivados del
petrleo. Cubren una amplsima gama de sustancias slidas, lquidas y
gaseosas, con formulaciones muy variadas y con usos y aplicaciones
muy diversas. Adems, incluimos aqu algunas sustancias orgnicas,
especialmente aquellas txicas en concentraciones bajas. GRAN
VARIEDAD NAPLsNAPLs non-aquous-phase-liquid- o fase lquida no
acuosa, esencialmente referida a hidrocarburos, diferenciando los
ligeros (LNAPLs) de los ms densos que el agua (DNAPLs); VOCVOC
(compuestos orgnicos voltiles): se volatilizan de una fase lquida
existente BTEXBTEX que incluye Benceno, Tolueno, Etilbenceno y
Xileno La gran mayora es menos densa que el agua -luego flotan en
ella-, ms viscosos y muy poco solubles. Cancergenos, transmiten
gusto y olor LOS AGENTES CONTAMINANTES
Diapositiva 11
Los detergentes son sustancias tensoactivas (disminuyen la
tensin superficial de las soluciones acuosas que los contienen).
Ello se debe a que una parte de su molcula es hidrfoba y otra
hidrfila.PROPIEDADES: - emulsionante - emulsionante (ayuda a la
dispersin en agua de aceites, grasas, asfaltos, y plaguicidas) -
espumante - espumante (mantienen una emulsin de aire y agua, de ah
que se puedan emplear para separacin de minerales por flotacin)
mojante detersivo - mojante (ayuda a la penetracin de tintes y
antispticos), y detersivo (separa y mantiene en suspensin grasas y
otras sustancias sin mediar fuerza mecnica; esta propiedad es la
que hace que se empleen en lavado y limpieza). El principio activo
puede ser un jabn o los surfactantes catinicos o con catin activo-,
aninicos, los no inicos, y los anfteros. Coadyuvantes,
reforzadores, aditivos, cargas y enzimas biodegradables. Esttica
del agua. B y P Produccin de espuma a partir de 0,5 mg/L, Gusto y
sabor 0,2 a 3 mg/L segn el tipo Impiden la coagulacin, floculacin y
reoxigenacin. Los Detergentes LOS AGENTES CONTAMINANTES
Diapositiva 12
Se denominan as o tambin plaguicidas- a los productos
artificiales que el hombre emplea para proteger su salud, productos
agrcolas e industriales contra organismos animales o vegetales. Son
extremadamente variados (varios centenares de tipos con ms de
100.000 formulaciones diferentes). Su clasificacin se puede hacer
atendiendo a muchos criterios, uno de los cuales puede ser su
finalidad (herbicida, molusquicida, insecticida, acaricida,
funguicida, etc.) Hay 7 grupos ms importantes: organoclorados (el
ms famoso grupo del D.D.T.) organofosforados; compuestos de la urea
y tiourea; derivados nitrados, trinitrados y triazinas; carbamatos
y tiocarbamatos; compuestos mezclados; y sustancias minerales
tradicionales Los Pesticidas LOS AGENTES CONTAMINANTES
Diapositiva 13
Solubilidad algunos plaguicidas (mg/l) Pesticide Manual (Morell
y Candela (1998) Cancergenos, mutagnicos, afectan a hgado, riones,
aparato digestivo, piel, y ojos.
PlaguicidaSolubilidadPlaguicidaSolubilidad Aldicarb6 (20C)Lindano7
(20) Atracina33 (25C)Glifosato12 (25C) Captan3.3 (25C)Malation145
(20C) Clorpirifos2 (25C)Metidation250 (20C) Dicofol0.8
(25C)Metoxurn678 (23C) Dimetoato25 (21C)Molinato900 (21 C) Diuron42
(25C)Simacina3,5 - 5 (20C) 2,4-DB46 (25 C)Tetradifon0.05 (10C)
Fenitrotion21 (20)Trifularin< 1 (27C) LOS AGENTES
CONTAMINANTES
Diapositiva 14
Txicos Plata Antimonio Arsnico Bario Cadmio Cromo Flor Plomo
Mercurio Selenio No txicos Aluminio Hierro Cobre Manganeso Magnesio
Cloruros Sulfatos Nitratos Calcio LOS AGENTES CONTAMINANTES
Contaminantes qumicos minerales
Diapositiva 15 cuanto > pesado (emisores alfa) y > perodo
(Ra, U, Pu) Biolgicos organotropismo Qumicos solubilidad LOS
AGENTES CONTAMINANTES Sustancias radiactivas Efectos Somticos
sarcomas de huesos y leucemias Genticos">
Ciertos istopos tienen ncleos inestables, por lo que tienden a
desintegrarse para formar ncleos ms ligeros y estables, lo cual
libera energa, con emisin de radiaciones. Esta desintegracin se
efecta segn una ley exponencial. El perodo de semidesintegracin es
muy variable de unos elementos a otros. Principales tipos de
radiaciones: alfa, beta, gamma y X. La OMS considera que el 98 % de
la radiacin que afecta al hombre tiene un origen natural, siendo el
resto de origen antrpico, incluidos los tratamientos mdicos.
Toxicidad Fsicos >cuanto > pesado (emisores alfa) y >
perodo (Ra, U, Pu) Biolgicos organotropismo Qumicos solubilidad LOS
AGENTES CONTAMINANTES Sustancias radiactivas Efectos Somticos
sarcomas de huesos y leucemias Genticos
Diapositiva 21
LA PROTECCIN DE LOS ACUFEROS Es mucho ms barato tomar medidas
para que no suceda la contaminacin de los acuferos que tratar de
descontaminarlos una vez degradados. Los mtodos tendentes a evitar
la contaminacin son del mximo inters. Mtodos que pretenden proteger
al acufero (resource protection). Cartografas de vulnerabilidad a
la contaminacin Mtodos que pretenden evitar la contaminacin de las
captaciones (well head protection areas o source protection).
Permetros de proteccin Vulnerabilidad a la contaminacin de los
acuferos: Posibilidad de percolacin y difusin de contaminantes
desde la superficie hacia los acuferos bajo condiciones naturales
(Albinet y Margat, 1970). Grado de peligrosidad, determinado por
las condiciones naturales e independientes de las fuentes de
contaminacin existentes (Olmer y Rezac, 1974). Riesgo de que las
sustancias qumicas -utilizadas o dispuestas sobre o cerca de la
superficie- influencien la calidad de las aguas (Villumsen et al.,
1983). Medida del riesgo de las aguas subterrneas a las actividades
humanas y a la presencia de contaminantes (Palmquist, 1991).
Vulnerability is an intrinsic property of a groundwater system that
depends on the sensitivity of that system to human and/or natural
impacts (Vrba y Zaporozec, 1994).
Diapositiva 22
LA PROTECCIN DE LOS ACUFEROS Los elementos cartografiables
pueden ser rasgos hidrogeolgicos, relativos a las aguas subterrneas
(isopiezas, direccin del flujo subterrneo, manantiales, grupo de
manantiales, rea de infiltracin), a hidrologa y a rasgos krsticos
(cauces perennes, estacionales, efmeros, prdidas krsticas, simas,
dolinas -secas o inundadas-, lagos y embalses, lugares ecolgicos
singulares como humedales), y los objetos a proteger (pozos,
sondeos con especial atencin a los de uso urbano, reas de recarga,
manantiales, galeras drenantes, y los permetros de proteccin de
captaciones. En las primeras propuestas de cartografa se
recomendaba la incorporacin de las actividades potencialmente
contaminantes municipales (ncleos con y sin alcantarillado,
colectores principales, plantas de tratamiento (primario,
secundario y terciario) de residuos urbanos o industriales no
tratados, vertederos, fosas spticas, reas de regado con aguas
residuales, y otras actividades tales como industrias, minera y
canteras, pipelines, centrales nucleares, autopistas,
estabulaciones, etc. Mtodos: Mtodos: DRASTIC, SINTACS. GOD, EPIK,
PI y COP
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DRASTIC (Aller et al., 1987): Se trata de un mtodo paramtrico
que valora la vulnerabilidad en funcin de siete parmetros cuyas
iniciales dan nombre al mtodo. Se trata de la profundidad del agua
(Depth to water), la recarga neta (Net Recharge), el medio acufero
(Aquifer Media), la naturaleza del suelo (Soil Media), la tipologa
de la franja no saturada (Topography), la zona no saturada (Impact
of Vadose -Unsaturated Zone- y la conductividad hidrulica del
acufero (Hydraulic Conductivity of the Aquifer). Los parmetros en
cuestin se ponderan en funcin de una serie de caractersticas del
medio, obtenindose al final valores del ndice de vulnerabilidad
para el rea estudiada. Esta metodologa se presta fcilmente al
tratamiento de los datos mediante GIS. LA PROTECCIN DE LOS
ACUFEROS
Diapositiva 24
LOS PERMETROS DE PROTECCIN DE CAPTACIONES Permite reducir el
riesgo de contaminacin de las obras -sondeos, pozos, manantiales u
otros esquemas de captaciones que se emplean en abastecimiento
urbano. Los permetros de proteccin se pueden disear atendiendo a
diversos parmetros: tiempo de trnsito, distancia al foco
potencialmente contaminante, y los parmetros dimensionales del
acufero. Se trata de limitar determinadas actividades contaminantes
en las reas de influencia de las captaciones utilizadas para uso
urbano, tanto ms restrictivas cuanta mayor es la proximidad al
punto de captaciones y de acuerdo con las caractersticas del
contaminante potencial. LA PROTECCIN DE LOS ACUFEROS