Tema 1 Contaminación del agua. Concepto y generalidades.


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1 Tema 1 Contaminación del agua. Concepto y generalidades. Definición «La contaminación consiste en una modificación, generalmente, provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la industria, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales domésticos y la vida natural» (Carta del Agua, Consejo de Europa, 1968) «Un agua está contaminada cuando se ve alterada su composición o estado, directa o indirectamente, como consecuencia de la actividad humana, de tal modo que quede menos apta para uno o todos los usos a que va destinada, para los que sería apta en su calidad natural» (C.E.E. de las Naciones Unidas, 1961) «La acción y el efecto de introducir materias, o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica» (Ley de Aguas) 1

2 Definición «La contaminación consiste en una modificación, generalmente, provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la industria, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales domésticos y la vida natural» (Carta del Agua, Consejo de Europa, 1968) «Un agua está contaminada cuando se ve alterada su composición o estado, directa o indirectamente, como consecuencia de la actividad humana, de tal modo que quede menos apta para uno o todos los usos a que va destinada, para los que sería apta en su calidad natural» (C.E.E. de las Naciones Unidas, 1961) «La acción y el efecto de introducir materias, o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica» (Ley de Aguas) Definición «La contaminación consiste en una modificación, generalmente, provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la industria, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales domésticos y la vida natural» (Carta del Agua, Consejo de Europa, 1968) «Un agua está contaminada cuando se ve alterada su composición o estado, directa o indirectamente, como consecuencia de la actividad humana, de tal modo que quede menos apta para uno o todos los usos a que va destinada, para los que sería apta en su calidad natural» (C.E.E. de las Naciones Unidas, 1961) «La acción y el efecto de introducir materias, o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica» (Ley de Aguas) 2

3 Definición «La contaminación consiste en una modificación, generalmente, provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la industria, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales domésticos y la vida natural» (Carta del Agua, Consejo de Europa, 1968) «Un agua está contaminada cuando se ve alterada su composición o estado, directa o indirectamente, como consecuencia de la actividad humana, de tal modo que quede menos apta para uno o todos los usos a que va destinada, para los que sería apta en su calidad natural» (C.E.E. de las Naciones Unidas, 1961) «La acción y el efecto de introducir materias, o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica» (Ley de Aguas) Aspectos clave No partimos del agua pura, sino de la calidad/composición natural del agua Se considera contaminación la provocada de forma directa/indirecta por la actividad humana La calidad se define en función de los usos Los mecanismos de contaminación son múltiples y asociados a cambios en el régimen de movimiento natural Composición y la calidad del agua son propiedades dinámicas (i.e. cambian con el tiempo) Cualquier componente del agua puede ser un contaminante 3

4 Los Ojos del Guadiana y las Tablas de Daimiel (Caso 1) hm µmhos/cm hm µmhos/cm 20 4

5 Perturbaciones Década de los 1960: El Instituto de Colonización promovió la canalización y desecación del río Guadiana y sus afluentes, para el uso agrícola de sus márgenes. Con el fin de preservar el valor ecológico del lugar es declarado Parque Nacional a final de la década de los 60. Años 70 y 80: El INC del MOP promovió la explotación de aguas subterráneas para riego, lo cual produjo un descenso pronunciado de los niveles freáticos de los acuíferos y con ello hm 3 0!! 0!! hm 3 0!! 5

6 Perturbaciones Consecuencias Década de los 1960: El Instituto de Colonización promovió la canalización y desecación del río Guadiana y sus afluentes, para el uso agrícola de sus márgenes. Con el fin de preservar el valor ecológico del lugar es declarado Parque Nacional a final de la década de los 60. Años 70 y 80: El INC del MOP promovió la explotación de aguas subterráneas para riego, lo cual produjo un descenso pronunciado de los niveles freáticos de los acuíferos y con ello Disminución de la superficie de encharcamiento Aumento de la salinidad de las Tablas. Reducción de especies nidificantes Sustitución de especies (masiega carrizo) Combustión espontánea de turberas Colapsos y subsidencias del terreno Emisión de gases tóxicos 6

7 Toolik Lake, Alaska (Caso 2) 7

8 Aspectos clave No partimos del agua pura, sino de la calidad/composición natural del agua Se considera contaminación la provocada de forma directa/indirecta por la actividad humana La calidad se define en función de los usos Los mecanismos de contaminación son múltiples y asociados a cambios en el régimen de movimiento natural Vertidos Composición y la calidad del agua son propiedades dinámicas (i.e. cambian con el tiempo) Cualquier componente del agua puede ser un contaminante Aspectos clave No partimos del agua pura, sino de la calidad/composición natural del agua Se considera contaminación la provocada de forma directa/indirecta por la actividad humana La calidad se define en función de los usos Los mecanismos de contaminación son múltiples y asociados a cambios en el régimen de movimiento natural Composición y la calidad del agua son propiedades dinámicas (i.e. cambian con el tiempo) Cualquier componente del agua puede ser un contaminante 8

9 Parámetros indicadores Físicos Características organolépticas (color, olor y sabor), turbidez y sólidos totales, temperatura y conductividad Químicos Indicadores de materia orgánica (DBO, DQO, COT); salinidad, dureza y cloruros; ph (acidez y alcalinidad); nutrientes vegetales (N y P), metales pesados y contaminantes prioritarios; oxígeno disuelto y otros gases (sulfuro de hidrógeno); Biológicos Bacterias, virus, hongos, algas coliformes Parámetros indicadores Físicos Características organolépticas (color, olor y sabor), turbidez y sólidos totales, temperatura y conductividad Químicos Indicadores de materia orgánica (DBO, DQO, COT); salinidad, dureza y cloruros; ph (acidez y alcalinidad); nutrientes vegetales (N y P), metales pesados y contaminantes prioritarios; oxígeno disuelto y otros gases (sulfuro de hidrógeno); Biológicos Bacterias, virus, hongos, algas coliformes 9

10 Aspectos clave No partimos del agua pura, sino de la calidad/composición natural del agua Se considera contaminación la provocada de forma directa/indirecta por la actividad humana La calidad se define en función de los usos Los mecanismos de contaminación son múltiples y asociados a cambios en el régimen de movimiento natural Usos consuntivos Otros Composición y la calidad del agua son - Urbano, doméstico propiedades dinámicas (i.e. cambian con el o abastecimiento - Navegación tiempo) - Industrial - Recreativo o estético Cualquier - Agropecuario componente del agua - Otros: puede medioambientales ser un contaminante - Generación de energía eléctrica - Medio de vida acuático (acuicultura) Objetivos de calidad La legislación establece límites a los parámetros indicadores de contaminación en el agua El número, naturaleza y valor límite de los parámetros varían según el uso Ej. - Las aguas superficiales destinadas a su uso como agua potable, se clasifican en (R.D. 1541/1994) Tipo A1: trat. físico normal y desinfección Tipo A2: trat. físico normal, químico y desinfección Tipo A3: trat. Físico y químico intensivo, afino y desinfección y para cada tipo se establecen límites distintos - Para aguas de baño la naturaleza de los parámetros y valores límite varían 10

11 R.D. 1541/11994 de 8 de julio, Calidad exigida a las aguas que sean destinadas a la producción de agua potable (ANEXO 1 del R.D. 927/1988 de 29 de julio (Reglamento de la Administración Pública del Agua y de la Planificación Hidrológica) Objetivos de calidad La legislación establece límites a los parámetros indicadores de contaminación en el agua El número, naturaleza y valor límite de los parámetros varían según el uso Ej. - Las aguas superficiales destinadas a su uso como agua potable, se clasifican en (R.D. 1541/1994) Tipo A1: trat. físico normal y desinfección Tipo A2: trat. físico normal, químico y desinfección Tipo A3: trat. Físico y químico intensivo, afino y desinfección y para cada tipo se establecen límites distintos - Para aguas de baño la naturaleza de los parámetros y valores límite varían 11

12 R.D. 734/1988 de 1 de julio, por el que se establecen normas de calidad de las aguas de baño Aspectos clave No partimos del agua pura, sino de la calidad/composición natural del agua Se considera contaminación la provocada de forma directa/indirecta por la actividad humana La calidad se define en función de los usos Los mecanismos de contaminación son múltiples y asociados a cambios en el régimen de movimiento natural Composición y la calidad del agua son propiedades dinámicas (i.e. cambian con el tiempo) Cualquier componente del agua puede ser un contaminante 12

13 Composición del agua Estructura di-polar de la molécula de agua capacidad de disolución de especies iónicas y polares Agua pura vs. sistema disperso Tipos de sistemas dispersos Disoluciones verdaderas (d p < 10-3 µm) Disoluciones coloidales (10-1 µm < d p < 10-3 µm) Suspensiones (d p >10-1 µm) Gran variedad de sustancias en su composición: orgánicas/inorgánicas, sólidos/gases, vivas/inertes Composición natural del agua Aguas atmosférica (TSS, TSD ) Aguas subterránea (TSS, TSD ) Aguas superficiales 13

14 Mecanismos de cambio de calidad Filtración Sedimentación/erosión Disolución/precipitación Ácido/base Redox Adsorción/desorpción Intercambio iónico Volatilización/reaireación Evaporación/condensación Dilución TSS TDS TDS / TSS gases Fracción de agua Objetivos del bloque Encontrar modelos que nos permitan estimar la concentración de materia orgánica aguas abajo de un vertido de agua residual urbana 14

15 Modelo conceptual Carga contaminante, W Concentración c c = f (W) Respuesta Estímulo Función de transformación Empíricas Funcionales representa la física, química y biología de la masa de agua que recibe el vertido Conceptos de carga y flujo (ejemplo) Una masa de agua de volumen constante y sin entradas o salidas, tiene una superficie de 10 4 m 2 y una profundidad media de 2 m. Inicialmente tiene una concentración de una sustancia de 0.8 ppm. Dos días después la conc. es de 1.5 ppm. (a) Cuál es la carga durante los dos días? (b) Si la única fuente de contaminante es la atmósfera, estima el valor del flujo. 15

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