8. IMPACTOS EN LA HIDROSFERA

Introducción.

La hidrosfera terrestre es la capa de agua que recubre el 70% de la superficie de la Tierra. Se formó a partir del vapor de agua existente a la atmósfera primitiva cuando la superficie del planeta, formado hace 4600 millones de años, se enfrió suficientemente.


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1. Características de la contaminación del agua.

El agua se contamina cuando una sustancia o forma de energía altera de forma perjudicial sus funciones ecológicas o su ciudad.
Alteraciones físicas del agua
Alteraciones físicas
Características y contaminación que indica
Color
El agua no contaminada suele tener ligeros colores rojizos, pardos, amarillentos o verdosos debido, principalmente, a los compuestos húmicos, férricos o los pigmentos verdes de las algas que contienen..Las aguas contaminadas pueden tener muy diversos colores pero, en general, no se pueden establecer relaciones claras entre el color y el tipo de contaminación
Olor y sabor
Compuestos químicos presentes en el agua como los fenoles, diversos hidrocarburos, cloro, materias orgánicas en descomposición o esencias liberadas por diferentes algas u hongos pueden dar olores y sabores muy fuertes al agua, aunque estén en muy pequeñas concentraciones. Las sales o los minerales dan sabores salados o metálicos, en ocasiones sin ningún olor.
Temperatura
El aumento de temperatura disminuye la solubilidad de gases (oxígeno) y aumenta, en general, la de las sales. Aumenta la velocidad de las reacciones del metabolismo, acelerando la putrefacción. La temperatura óptima del agua para beber está entre 10 y 14ºC.Las centrales nucleares, térmicas y otras industrias contribuyen a la contaminación térmica de las aguas, a veces de forma importante.
Materiales en suspensión
Partículas como arcillas, limo y otras, aunque no lleguen a estar disueltas, son arrastradas por el agua de dos maneras: en suspensión estable (disoluciones coloidales); o en suspensión que sólo dura mientras el movimiento del agua las arrastra. Las suspendidas coloidalmente sólo precipitarán después de haber sufrido coagulación o floculación (reunión de varias partículas)
Radiactividad
Las aguas naturales tienen unos valores de radiactividad, debidos sobre todo a isotopos del K. Algunas actividades humanas pueden contaminar el agua con isótopos radiactivos.
Espumas
Los detergentes producen espumas y añaden fosfato al agua (eutrofización). Disminuyen mucho el poder autodepurador de los ríos al dificultar la actividad bacteriana. También interfieren en los procesos de floculación y sedimentación en las estaciones depuradoras.
Conductividad
El agua pura tiene una conductividad eléctrica muy baja. El agua natural tiene iones en disolución y su conductividad es mayor y proporcional a la cantidad y características de esos electrolitos. Por esto se usan los valores de conductividad como índice aproximado de concentración de solutos. Como la temperatura modifica la conductividad las medidas se deben hacer a 20ºC

Alteraciones químicas del agua
Alteraciones químicas
Contaminación que indica
pH
Las aguas naturales pueden tener pH ácidos por el CO2 disuelto desde la atmósfera o proveniente de los seres vivos; por ácido sulfúrico procedente de algunos minerales, por ácidos húmicos disueltos del mantillo del suelo. La principal substancia básica en el agua natural es el carbonato cálcico que puede reaccionar con el CO2 formndo un sistema tampón carbonato/bicarbonato.Las aguas contaminadas con vertidos mineros o industriales pueden tener pH muy ácido. El pH tiene una gran influencia en los procesos químicos que tienen lugar en el agua, actuación de los floculantes, tratamientos de depuración, etc.
Oxígeno disuelto OD
Las aguas superficiales limpias suelen estar saturadas de oxígeno, lo que es fundamental para la vida. Si el nivel de oxígeno disuelto es bajo indica contaminación con materia orgánica, septicización, mala calidad del agua e incapacidad para mantener determinadas formas de vida.
Materia orgánica biodegradable: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)
DBO5 es la cantidad de oxígeno disuelto requerido por los microorganismos para la oxidación aerobia de la materia orgánica biodegradable presente en el agua. Se mide a los cinco días. Su valor da idea de la calidad del agua desde el punto de vista de la materia orgánica presente y permite prever cuanto oxígeno será necesario para la depuración de esas aguas e ir comprobando cual está siendo la eficacia del tratamiento depurador en una planta.
Materiales oxidables: Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Es la cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar los materiales contenidos en el agua con un oxidante químico (normalmente dicromato potásico en medio ácido). Se determina en tres horas y, en la mayoría de los casos, guarda una buena relación con la DBO por lo que es de gran utilidad al no necesitar los cinco días de la DBO. Sin embargo la DQO no diferencia entre materia biodegradable y el resto y no suministra información sobre la velocidad de degradación en condiciones naturales.
Nitrógeno total
Varios compuestos de nitrógeno son nutrientes esenciales. Su presencia en las aguas en exceso es causa de eutrofización. El nitrógeno se presenta en muy diferentes formas químicas en las aguas naturales y contaminadas. En los análisis habituales se suele determinar el NTK (nitrógeno total Kendahl) que incluye el nitrógeno orgánico y el amoniacal. El contenido en nitratos y nitritos se da por separado.
Fósforo total
El fósforo, como el nitrógenos, es nutriente esencial para la vida. Su exceso en el agua provoca eutrofización. El fósforo total incluye distintos compuestos como diversos ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico. La determinación se hace convirtiendo todos ellos en ortofosfatos que son los que se determinan por análisis químico.
Aniones:> cloruros nitratos
  • nitritos
  • fosfatos
  • sulfuros
  • cianuros
  • fluoruros
indican salinidad
indican contaminación agrícola
indican actividad bacteriólogica
indican detergentes y fertilizantes
indican acción bacteriológica anaerobia (aguas negras, etc.)
indican contaminación de origen industrial
en algunos casos se añaden al agua para la prevención de las caries, aunque es una práctica muy discutida.
Cationes:> sodiocalcio y magnesio
  • amonio
  • metales pesados
indica salinidadestán relacionados con la dureza del agua
contaminación con fertilizantes y heces
de efectos muy nocivos; se bioacumulan en la cadena trófica; (se estudian con detalle en el capítulo correspondiente)
Compuestos orgánicos
Los aceites y grasas procedentes de restos de alimentos o de procesos industriales (automóviles, lubricantes, etc.) son difíciles de metabolizar por las bacterias y flotan formando películas en el agua que dañan a los seres vivos.Los fenoles pueden estar en el agua como resultado de contaminación industrial y cuando reaccionan con el cloro que se añade como desinfectante forman clorofenoles que son un serio problema porque dan al agua muy mal olor y sabor.
La contaminación con pesticidas, petróleo y otros hidrocarburos se estudia con detalle en los capítulos correspondientes.
Alteraciones biológicas del agua
Alteraciones biológicas del agua
Contaminación que indican
Bacterias colifontes
Desechos fecales
Virus
Desechos fecales y restos orgánicos
Animales, plantas, microorganismos diversos
Eutrofización
Cuadro de enfermedades por patógenos contaminantes de las aguas
Tipo de microorganismo
Enfermedad
Síntomas
Bacterias
Cólera
Diarreas y vómitos intensos. Deshidratación. Frecuentemente es mortal si no se trata adecuadamente
Bacterias
Tifus
Fiebres. Diarreas y vómitos. Inflamación del bazo y del intestino.
Bacterias
Disentería
Diarrea. Raramente es mortal en adultos, pero produce la muerte de muchos niños en países poco desarrollados
Bacterias
Gastroenteritis
Náuseas y vómitos. Dolor en el digestivo. Poco riesgo de muerte
Virus
Hepatitis
Inflamación del hígado e ictericia. Puede causar daños permanentes en el hígado
Virus
Poliomelitis
Dolores musculares intensos. Debilidad. Temblores. Parálisis. Puede ser mortal
Protozoos
Disentería amebiana
Diarrea severa, escalofríos y fiebre. Puede ser grave si no se trata
Gusanos
Esquistosomiasis
Anemia y fatiga continuas

Importancia del problema

Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos inmemoriales, las basuras producidas por la actividad humana.
El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de purificación. Pero esta misma facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que arrojamos los residuos producidos por nuestras actividades. Pesticidas, desechos químicos, metales pesados, residuos radiactivos, etc., se encuentran, en cantidades mayores o menores, al analizar las aguas de los más remotos lugares del mundo. Muchas aguas están contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas para la salud humana, y dañinas para la vida.
La degradación de las aguas viene de antiguo y en algunos lugares, como la desembocadura del Nilo, hay niveles altos de contaminación desde hace siglos; pero ha sido en este siglo cuando se ha extendido este problema a ríos y mares de todo el mundo.
Primero fueron los ríos, las zonas portuarias de las grandes ciudades y las zonas industriales las que se convirtieron en sucias cloacas, cargadas de productos químicos, espumas y toda clase de contaminantes. Con la industrialización y el desarrollo económico este problema se ha ido trasladando a los países en vías de desarrollo, a la vez que en los países desarrollados se producían importante mejoras.


2. Tipos de contaminación y contaminantes


Los tipos de contaminación más importantes son los que afectan a los recursos naturales básicos: el aire, los suelos y el agua. Algunas de las alteraciones medioambientales más graves relacionadas con los fenómenos de contaminación son los escapes radiactivos, el smog, el efecto invernadero, la lluvia ácida, la destrucción de la capa de ozono, la eutrofización de las aguas o las mareas negras. Existen diferentes tipos de contaminación que dependen de determinados factores y que afectan distintamente a cada ambiente. Después de tratar el tema de contaminación en general se tratarán los principales tipos de contaminacion:

Contaminacion del agua:

La contaminación del agua es el grado de impurificación, que puede originar efectos adversos a la salud de un número representativo de personas durante períodos previsibles de tiempo.

Hasta finales del siglo XIX no se reconoció el agua como origen de numerosas enfermedades infecciosas; sin embargo hoy en día, la importancia tanto de la cantidad como de la calidad del agua está fuera de toda duda.

La importancia que ha cobrado la calidad del agua ha permitido evidenciar que entre los factores o agentes que causan la contaminación de ella están: agentes patógenos, desechos que requieren oxígeno, sustancias químicas orgánicas e inorgánicas, nutrientes vegetales que ocasionan crecimiento excesivo de plantas acuáticas, sedimentos o material suspendido, sustancias radioactivas y el calor.

Se considera que el agua está contaminada, cuando ya no puede utilizarse para el uso que se le iba a dar, en su estado natural o cuando se ven alteradas sus propiedades químicas, físicas, biológicas y/o su composición. En líneas generales, el agua está contaminada cuando pierde su potabilidad para consumo diario o para su utilización en actividades domésticas, industriales o agrícolas.
Existen normas que establecen los rangos permisibles de contaminación, que buscan asegurar que el agua que se utiliza no sea dañina. Cada país debe tener una institución que se encargue de dicho control.
A pesar del control y prevención que se persigue en muchos países, se reportan aguas contaminadas con coliformes lo que hace que la calidad del agua no sea la deseada, si bien muchos países tienen agua en grandes cantidades, el aumento poblacional, la contaminación de las industrias, el uso excesivo de agroquímicos, la falta de tratamiento de aguas negras y la erosión de suelos por la deforestación hacen que ese recurso sea escaso. En Guatemala cada año se producen 380 millones de metros cúbicos de aguas negras y de ellos, sólo 19 millones son tratados. El resto llega con toda su carga contaminante a los ríos y lagos.

La provisión de agua dulce está disminuyendo a nivel mundial, 1200 millones de habitantes no tienen acceso a una fuente de agua potable segura. Las enfermedades por aguas contaminadas matan más de 4 millones de niños al año y 20% de todas las especies acuáticas de agua fresca están extintas o en peligro de desaparecer.
Existen varios tipos de purificaciones del agua en el caso de que esta está contaminada:

- Sedimentacion: Se coloca el agua en contenedores para que los materiales sólidos vayan al fondo. Practicando este método de forma natural permite que el agua se purifique mejor, y se le suma el factor tiempo que ayuda a una mejor purificación.

- Filtración: Se filtra el agua por un medio poroso en el que retiene el material sólido y el líquido pasa fácilmente. Se usa para tener una mayor clarificación y después de la sedimentación para separar mejor los elementos sólidos que no salieron durante la decantación.

- Desinfección: Trata de la destrucción de los microorganismos patógenos en el agua ya que su desarrollo es perjudicial para la salud. Se realiza la ebullición en el que se hierve el agua durante 1 minuto. Para mejorar el sabor se pasa a recipientes varias veces. Después se deja reposar varias horas y se le agregan pizcas de sal por litro de agua.

- Cloración: Este método se emplea cuando no se es posible usar el método de desinfección.
Proceso por el que utilixando cloro o sus derivados, se aplica para desinfectar el agua y sea apto de consumo humano. Una vez aplicado, es debido esperar 20 minutos.

-Ozono: El purificador mas potente y mas efectivo. Es el único purificador de agua que actúa an presencia de microorganismos difíciles de eliminar. Una vez aplicado ni deja olor ni sabor en el agua.
Es el desinfectante más potente que se conoce, el único que responde realmente ante los casos difíciles (presencia
de amebas, etc.). No comunica ni sabor ni olor al agua; la inversión inicial de una instalación para tratamiento
por ozono es superior a la de cloración pero posee la ventaja que no deja ningún residuo.

-Rayos ultravioleta:
La desinfección por ultravioleta usa la luz como fuente encerrada en un estuche protector, montado de manera que,
cuando pasa el flujo de agua a través del estuche, los rayos ultravioleta son emitidos y absorbidos dentro del
compartimiento. Cuando la energía ultravioleta es absorbida por el mecanismo reproductor de las bacterias y virus,
el material genético (ADN/ARN) es modificado, de manera que no puede reproducirse. Los microorganismos se consideran
muertos y el riesgo de contraer una enfermedad, es eliminado.

ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR LA CONTAMINACION DEL AGUA
De las 37 enfermedades más comunes entre la población de América Latina, 21 están relacionadas con la falta de agua y con agua contaminada. En todo el mundo estas enfermedades representan 25 millones de muertes anuales.
Las enfermedades transmitidas por medio del agua contaminada pueden originarse por agua estancada con criadero de insectos, contacto directo con el agua, consumir agua contaminada microbiológica o químicamente y usos inadecuados del agua. Las enfermedades transmitidas por medio de aguas contaminadas, insectos y bacterias son: cólera, tifoidea y paratifoidea, disentería bacilar y amebiana, diarrea, hepatitis infecciosa, parasitismo, filariasis, malaria, tripanosomiasis, oncocercosis, schistosomiasis, tracoma, conjuntivitis y ascariasis; entre otras. El agua de piscina también puede transmitir enfermedades como pie de atleta, garganta séptica, infecciones del oído y ojos.
La enfermedad transmitida, los síntomas y su tratamiento dependen del tipo de microorganismo presente en el agua y de su concentración.




3. La contaminación de las aguas continentales: eutrofización

Contaminación de los ríos
Las aguas de los ríos se renuevan continuamente, su autodepuración natural por medio de microorganismos y la eliminación de los contaminantes se realiza con cierta facilidad, a no ser que la cantidad de contaminantes sobrepase un cierto límite. Un río puede contaminarse debido a :
  • Productos químicos.
  • Microorganismos.
  • Aguas residuales.
  • Residuos industriales y otros.
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Proceso de eutrofización
Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así ndice.jpgvivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla. El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad.
El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.
Este proceso es uno de los problemas más importantes de contaminación del agua, que afecta especialmente a los lagos ya que los procesos de depuración de estos son mucho más lentos porque las aguas no se renuevan como en los ríos.

Medidas para evitar la eutrofización
Lo más eficaz para luchar contra este tipo de contaminación es disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos, usando detergentes con baja proporción de fosfatos, empleando menor cantidad de detergentes, no abonando en exceso los campos, usando los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc. En concreto:
  • Tratar las aguas residuales en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales) que incluyan tratamientos biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno.
  • Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura.
  • Usar los fertilizantes más eficientemente.
  • Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes. Así, por ejemplo, retrasar el arado y la preparación de los campos para el cultivo hasta la primavera y plantar los cultivos de cereal en otoño asegura tener cubiertas las tierras con vegetación durante el invierno con lo que se reduce la erosión.
  • Reducir las emisiones de NOx y amoniaco.
Contaminación de las aguas subterráneas
Se suelen distinguir dos tipos de procesos contaminantes de las aguas subterráneas: los "puntuales" que afectan a zonas muy localizadas, y los "difusos" que provocan contaminación dispersa en zonas amplias, en las que no es fácil identificar un foco principal.
Actividades que suelen provocar contaminación puntual son:
  • Lixiviados de vertederos de residuos urbanos y fugas de aguas residuales que se infiltran en el terreno.
  • Lixiviados de 11-13Fue.jpgindustriales, derrubios de minas, depósitos de residuos radiactivos o tóxicos mal aislados, gasolineras con fugas en sus depósitos de combustible, etc.
  • Pozos sépticos y acumulaciones de purines procedentes de las granjas.
Este tipo de contaminación sueles ser más intensa junto al lugar de origen y se va diluyendo al alejarnos. La dirección que sigue el flujo del agua del subsuelo influye de forma muy importante en determinar en que lugares los pozos tendrán agua contaminada y en cuales no. Puede suceder que un lugar relativamente cercano al foco contaminante tenga agua limpia, porque la corriente subterránea aleja el contaminante de ese lugar, y al revés.
La contaminación difusa suele estar provocada por:
  • Uso excesivo de fertilizantes y pesticidas en la agricultura o en las prácticas forestales.
  • Explotación excesiva de los acuíferos que facilita el que las aguas salinas invadan la zona de aguas dulces, por desplazamiento de la interfase entre los dos tipos de aguas.
Este tipo de contaminación puede provocar situaciones especialmente preocupantes con el paso del tiempo, al ir cargándose de contaminación, lenta pero continuamente, zonas muy extensas.


4. La contaminación de mares y océanos.


Contaminación de los mares.
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Al juntarse el agua de los ríos con los mares estos sufren las consecuencias de la contaminación de los ríos, provocando una intoxicación a los peces, a lo que lleva una disminución de la producción pesquera en las zonas costeras, por mortalidad de peces.
El mar se contamina, además, cuando los barcos que transportan crudos petrolíferos accidentes y estas materias contaminadas caen en el océano.
Cuando es vertido este elemento al mar, los hidrocarburos, por ser miscibles con el agua, flotan en ella y forman una capa que se mueve al ritmo de las corrientes marinas. Una parte de este proceso se disuelve y el resto termina en las playas.

Contaminación de los océanos.
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Como los océanos son tan vastos, los seres humanos creyeron en otra época que era imposible contaminar estas masas tan enormes de agua. Durante décadas, hemos utilizado los océanos como vertederos de nuestras aguas fecales, basuras, desechos químicos ... Como también utilizamos los océanos para el transporte.

Para proteger la vida marina y la salud de nuestro planeta, debemos encontrar soluciones a estos problemas:
  • El mar Negro y el Mediterráneo contienen algunas de las aguas mas contaminadas del mundo.
  • Los desechos industriales, incluso en concentraciones muy pequeñas, son extremadamente tóxicos para la vida marina, las aguas contaminadas pueden producir también brotes de hepatitis, cólera y disentería en los seres humanos.
  • Algunos de los metales pesados, como el mercurio y el plomo, junto con el cadmio y el arsénico, son contaminantes graves, pues penetran en las cadenas alimentarias marinas, y, a través de ellas, se concentran. Así, por ejemplo, la enfermedad de Minamata descubierta en los años 20 en la bahía japonesa de mismo nombre- ha provocado, en Japón y en Indonesia, miles de muertes y un número mucho mayor de enfermos con lesiones cerebrales. La causa que la produjo fue el consumo de atún y otros peces con contenidos elevados de mercurio procedente de los vertidos industriales de aquella zona costera.
  • El vertido de alcantarillas y fertilizantes origina un desarrollo rápido de algas llamado floraciones algales. Al principio, esto produce un aumento de la cantidad de peces en la zona. Sin embargo, cuando las algas mueren, su descomposición consume una gran cantidad de oxigeno del agua, causando posteriormente la muertede muchos organismos.
  • Los nutrientes de algunas sustancias provocan las floraciones algales y un aumento de bacterias, lo que puede matar la flora y la fauna, al gastar el oxígeno del agua cuando se descomponen. Las toxinas se desarrollan en los animales marinos y debilitan sus sistemas inmunes, dificultan la reproducción y provocan el desarrollo del cáncer .

    5. Medidas de sostenibilidad

Para la contaminación del agua necesitamos medidas de sostenibilidad.Pero para que esto pase habría que aplicar los principios de sostenibilidad que son los siguientes:
  • El principio de emisión sostenible es el primero, en el que habrá que tener en cuenta la capacidad de cada recurso hídrico. El vigilar el agua es constante para saber que grado de contaminación puede tener y de esta manera valorar si necesitan construir o instalar plantas depuradoras de aguas residuales.
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  • El principio de contaminación cero, este se debe aplicar a los contaminantes do biodegradables y peligrosos que se acumulan en las cadenas tróficas de los ecosistemas. también se debe aplicar a cualquier tipo de contaminación de aguas subterráneas por su escaso poder de autodepuración.
Siguiendo los principios explicados anteriormente, son necesarios varios tipos de medidas:
  • Las medias de carácter general y preventivo, como lo es el control de la contaminación en origen mediante plantas depuradoras y la mejora de los sistemas de vigilancia de la calidad del agua.
  • Medidas económicas y legislativas, que se utilizan para penalizar la contaminación de todo tipo de aguas.
  • Medidas técnicas, son las que favorezcan la disminución de la contaminación agrícola, industrial y urbana del agua, por ejemplo, la depuración.