1. TEMA 11 IMPACTOS EN LA HIDROSFERA

3. Toda esta agua en la Tierra se formó durante el proceso de desgasificación del planeta durante las primeras etapas de su historia. El hombre introduce modificaciones, induciendo pérdida de calidad y disminuyendo el agua como recurso. Las características del agua hacen que sea un vehículo eficaz de eliminación de residuos

4. DISTRIBUCIÓN Y ABUNDANCIA DEL AGUA Océanos y mares: 97% Atmósfera: 0,001% Lagos, ríos y agua subterránea: 0,6% Nieves y glaciares: 2,4%

5. DISTRIBUCIÓN AGUA

6. La Tierra, con sus 15ºC de temperatura media, es el único planeta del Sistema Solar que presenta agua en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa. Este agua no está estática, sino que describe un ciclo hidrológico cerrado destinado a regular la temperatura terrestre y animado por dos motores: la energía solar (responsable de los cambios de fase del agua en la atmósfera) y la fuerza de la gravedad (responsable de sus movimientos).

7. ALTOS PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN

8. DENSIDAD

9. PODER DISOLVENTE

10. TENSIÓN SUPERFICIAL

11. CAPILARIDAD

12. CONTAMINACIÓN DEL AGUA. Se define la contaminación del agua como la acción y efecto de introducir materias o formas de energía que de modo directo o indirecto, impliquen la alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica. (Ley de Aguas) La contaminación consiste en una modificación, normalmente provocada por el hombre, de la calidad del agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, agricultura, pesca, actividades recreativas, así como para animales y vida natural. (Carta del Agua del Consejo de Europa)

18. - C) La contaminación de origen industrial es una de las que produce mayor impacto debido a la gran variedad de materiales y fuentes de energía que pueden aportar al agua: materia orgánica, metales pesados, variaciones de pH y de temperatura, radiactividad, aceites, etc . Entre las industrias más contaminantes se encuentran las petroquímicas, energéticas, papeleras, siderúrgicas, alimentarias, textiles y mineras, las cuales suelen originar una contaminación de tipo puntual que afecta especialmente a las aguas costeras y superficiales.

19. Además de las fuentes de contaminación citadas, otras fuentes de origen antrópico son las siguientes: - Los vertederos de residuos , tanto urbanos como industriales y agrícolas. Originan contaminación tipo difusa que afecta, tanto a las aguas superficiales como a las subterráneas cuando el agua de lluvia produce lixiviado. - Las mareas negras y otros vertidos de sustancias tóxicas y peligrosas . La contaminación provocada por el vertido de crudo u otras sustancias tóxicas afecta sobre todo a las aguas marinas. - Las aguas procedentes directamente de la lluvia que arrastran los contaminantes atmosféricos (como el SO2 o el NO3 que se transforman respectivamente en los ácidos sulfúrico y nítrico responsables de la lluvia ácida). Obviamente, se trata de una contaminación de tipo difusa y suele afectar especialmente a las aguas de ríos y lagos. - Escapes de partículas radiactivas provocadas por accidentes en centrales, barcos o submarinos nucleares, por la utilización de armamento nuclear o por escapes.

20. FUENTES DE CONTAMINACIÓN DEL AGUA Doméstica Agrícola Industrial Petróleo

21. FUENTES DE CONTAMINACIÓN DEL AGUA

27. b) Partículas radiactivas : su origen son las centrales nucleares (fugas en los circuitos de refrigeración o accidentes), los residuos radiactivos (entre 1967 y 1982 se arrojaron 85000 toneladas de residuos radiactivos a la Fosa Atlántica, cerca de las costas gallegas), y las actividades militares (submarinos y barcos nucleares, pruebas atómicas, etc.). Puede existir también un origen natural, fruto de la erosión de las rocas que contienen isótopos radiactivos, pero ésta se mantiene en unos límites inocuos para la vida, por lo que no puede considerarse como elemento de contaminación. El problema principal que presenta la contaminación radiactiva es la larga vida media de los radioisótopos (centenares de miles de años, frente a las dos o tres décadas que tardan en presentar signos de corrosión los contenedores utilizados para lanzar los residuos radiactivos al mar) y su bioacumulación en las cadenas tróficas.

31. b) Compuestos organoclorados y organometálicos . Son compuestos sintetizados por el hombre con distintos fines: pesticidas, aceites de transformadores, fabricación de aislantes, cosmética, tinta de imprimir, etc. Su principal peligro radica en que la mayoría son sustancias no biodegradables (permanecen en el medio) y bioacumulables , los seres vivos son incapaces de excretarlas, y se concentran en los tejidos de los organismos, pasando de unos a otros a lo largo de las cadenas tróficas y alcanzando concentraciones tóxicas en los organismos de los niveles más altos en la cadena alimenticia. Los pesticidas son sintéticos: organoclorados, organofosforados, compuestos nitrogenados, sales de mercurio, etc que se utilizan para acabar con las plagas. Son lixiviados desde el suelo por el agua de lluvia hasta los acuíferos y las corrientes de agua superficial. Producen daños hepáticos y renales, trastornos gástricos, defectos congénitos, bronquitis, abortos, lesiones cutáneas, cambios hormonales y tumores. Producen muerte a aves y mamíferos marinos.

32. Inorgánicos: a) Cloruros : un contenido anormal de cloruro en el agua indica un vertido industrial o doméstico. Otra causa, por desgracia cada vez más frecuente, son las intrusiones marinas que se producen en los acuíferos costeros cuando éstos son sobreexplotados (se producirá la salinización e inutilización de los suelos agrícolas). Basta un 2% de agua marina en un acuífero para situarlo al borde de la potabilidad. b) Metales pesados : pueden ser de origen natural, por la erosión de las rocas que los contienen o más frecuentemente proceder de la actividad humana, minera e industrial (la industria papelera, la del PVC y la extracción de oro producen mercurio), también desde vertederos (pilas de botón con mercurio y cadmio). Otra fuente de metales pesados son las antiguas tuberías de plomo, las pinturas antioxidantes, algunos fungicidas e insecticidas (Pb), y las municiones de plomo que quedan en el suelo tras una cacería. Los metales pesados que actúan como contaminantes de las aguas son: arsénico, cadmio, mercurio, plomo, cromo, níquel, zinc, etc. Los seres vivos, acumulan y concentran los metales pesados en sus tejidos, dada su incapacidad para excretarlos.

33. Los seres vivos somos incapaces de eliminar los metales pesados, todos ellos son bioacumulables y, por tanto, se concentran a lo largo de la cadena trófica. Otros organismos que se ven muy afectados, dada su forma de alimentación, son los filtradores. El envenenamiento por metales pesados afecta a multitud de órganos internos, pero especialmente al hígado, riñón y sistema nervioso.

34. c) Compuestos nitrogenados y fosfatados : de forma natural proceden de la descomposición de los restos orgánicos; cuando su origen es antrópico proceden principalmente de las explotaciones agrícolas, las cuales utilizan nitratos y fosfatos como fertilizantes (ambas sales son muy solubles en agua, por lo que son rápidamente lixiviadas por el agua de lluvia hacia lagos, ríos, mares y acuíferos). Otra importante fuente de fosfatos y compuestos nitrogenados son las aguas residuales domésticas, dada la gran cantidad de fosfatos aportada por los detergentes, y el uso de compuestos nitrogenados en diversos productos de limpieza (amoniacales, por ejemplo). Producen eutrofización

35. f) Cambios en el pH , se producen al verter a las aguas, especialmente las industrias, compuestos químicos que presenten una fuerte acidez (disminuyen el pH) o una gran alcalinidad (aumentan el pH). Otra importante fuente de contaminación del agua por este motivo es la lluvia ácida. Puesto que todos los seres vivos están adaptados a vivir en unas condiciones determinadas de pH, un cambio sustancial en el mismo puede conducir a la muerte directa o indirecta de muchos seres vivos, al hacerlos más sensibles a plagas y enfermedades, al impedirles la reproducción (por ejemplo porque los sensibles al cambio de pH sean los huevos o las larvas) o como consecuencia de provocar la solubilización de otros contaminantes como el metilmercurio.

36. CONTAMINANTES BIOLÓGICOS . Especies animales y vegetales que han sido introducidas por el hombre en ecosistemas acuáticos a los que eran ajenos, y que han desplazado a las especies autóctonas (es el caso del cangrejo de río americano, que ha diezmado las poblaciones de los cangrejos autóctonos). Los organismos que se consideran como contaminantes biológicos del agua son microorganismos patógenos (virus, bacterias, protozoos y gusanos parásitos) que llegan al agua procedentes de las heces fecales humanas y animales, capaces de provocar enfermedades, sobre todo en los países subdesarrollados donde el agua que se utiliza para beber es recogida de las corrientes de agua con un escaso proceso de potabilización. Las enfermedades causadas por los contaminantes biológicos del agua son la principal causa de enfermedad y defunción, en estos países.

44. Todo este proceso descrito en el cual se produce el agotamiento del oxígeno del agua y la descomposición anaerobia de la materia orgánica, se conoce con el nombre de eutrofización . Conduce a la transformación del agua en una masa maloliente tapizada de diversas colonias verdosas (las cianofíceas son las únicas capaces de sobrevivir sin nitratos hasta que se les agotan los fosfatos) de la cual desaparecen la práctica totalidad de sus habitantes, siendo sustituidos por otros seres indeseables que pueden vivir con bajas concentraciones de oxígeno (anélidos, larvas de mosquitos y otros insectos, etc.).

46. Además de provocar la eutrofización de las aguas superficiales , los nitratos pueden producir otros efectos indeseables cuando el agua que los contiene (por ejemplo, la subterráneas que recibe los nitratos procedentes de la tecnoagricultura por lixiviación) se utiliza para beber. Los nitratos no parecen producir ningún efecto evidente en el hombre adulto, pero sí pueden provocar graves alteraciones en los niños pequeños. Estos poseen una flora intestinal diferente a la que presenta el adulto y capaz de transformar los nitratos en nitritos, los cuales son altamente tóxicos dado que son capaces de combinarse con la hemoglobina e impedir el transporte normal de oxígeno a las células corporales, pudiendo producir la muerte de éstas y, por tanto, la del individuo.

49. EXPLOTACIÓN DE ACUÍFEROS Es necesario explotar los acuíferos teniendo en cuenta que la velocidad de extracción del agua mediante pozos no sobrepase la velocidad de recarga natural del acuífero . En caso contrario , la sobreexplotación del acuífero, especialmente para usos agrícolas en épocas de sequía, puede conducir al agotamiento del acuífero y a varios problemas derivados : - Reducción de caudal de los ríos o de las zonas húmedas que reciben los aportes del acuífero (situación de zonas húmedas como las tablas de Daimiel). - Subsidencias o colapsos de la zona situada sobre el acuífero. Al extraerse el agua que ocupa poros y grietas, el terreno tiende a ceder por su propio peso (o el de las construcciones situadas encima). Esta situación se produjo en la ciudad de Murcia en 1985, cuando la sobreexplotación del acuífero sobre el que se asienta la ciudad provocó la subsidencia del terreno y el agrietamiento de multitud de edificios. - Si los acuíferos se encuentran próximos a la costa se produce un efecto muchísimo más grave: la intrusión salina . Cuando el nivel freático del acuífero desciende por debajo del nivel del mar debido a su sobreexplotación, el agua salina invade los poros que el agua dulce deja vacíos, salinizando el acuífero e inutilizándolo (tanto el propio acuífero como las tierras que se rieguen con el agua salinizada, en las cuales se formarán costras salinas que acabarán por dejarlas inútiles para el cultivo). Este es un problema que afecta a toda la zona del levante español.

77. LA POTABILIZACIÓN DEL AGUA

78. En nuestra vida diaria hacemos uso de muchos cientos de litros de agua. Toda la que llega a nuestra casa está potabilizada. Este proceso se lleva a cabo en las ETAP (Estaciones de Tratamiento de Agua Potable)

79. Durante la potabilización se eliminan organismos patógenos, sustancias tóxicas, o de sabor, olor, y color desagradables, así como las partículas en suspensión que provocan la turbidez. El agua natural tiene unas características físicas, químicas y biológicas que impiden su uso directo en alimentación, por lo que debe ser sometida a una serie de tratamientos : primario, secundario y, ocasionalmente, terciario, que la conviertan en agua potable.

80. En Murcia, el agua que llega a nuestras casas procede en su mayor parte del trasvase Tajo-Segura, aunque también se utiliza la del propio río Segura y del Taibilla. Captación de agua aquí puedes ver un caudalímetro , que sirve para medir cuántos litros pasan por una tubería

81. Parte del agua que llega y no es tratada para su consumo, se almacena en una enorme balsa, manteniendo un remanente que permite un margen de varios días sin suministro. Del agua entrante, agua bruta , se toman diversos parámetros de forma automática: Conductividad , turbidez, pH, amoníaco, carbono orgánico, etc. Otros factores son analizados en los laboratorios de manera constante.

82. El tratamiento de potabilización comienza con la preozonización del agua. Aquí se le inyecta una primera dosis de ozono. Antes de entrar el agua a la planta, un protozoo que es criado y mantenido en acuarios, la Pulga de Agua ( Dafnia ), indica con su vida la presencia de contaminantes tóxicos. Es una especie bioindicadora

83. Tratamiento secundario: Para que las partículas flotantes se agrupen y se vayan al fondo se añaden al agua reactivos, como sulfato de alúmina y polielectrolito, provocando la floculación de dichas partículas, que forman grumos y se van al fondo.

84. Cámara de adición de reactivos Cámara de coagulación Cámara de floculación Balsas de decantación Si te fijas, la flecha indica el camino que sigue el agua de una cámara a otra, hasta llegar a las balsas de decantación . Allí las impurezas caen al fondo, de donde son retiradas. balsas de decantación Pasan ahora a los filtros de carbón activo, y de aquí a las cámaras de cloración filtros de carbón activo cámaras de cloración ampliación

85. Un ordenador organiza el proceso de filtrado, la limpieza de los filtros y la rotación de los mismos para su correcto uso Filtro de carbono activo Balsas de decantación floculación

86. Los filtros de carbón activo se limpian mediante un baño de burbujas, siendo periódicamente sustituidos.

87. En las cámaras de cloración se lleva a cabo una última adición de cloro al agua, provocando la muerte de cualquier tipo de vida que todavía pudiera contener. En este momento ya puede considerarse el agua potable . medidor de cloro

88. El otro método de desinfección que se aplica es el uso de ozono. Una última dosis se inyecta en la cámara de postozonización. Se asegura de este modo la ausencia de impurezas en el agua.

89. Son numerosas las dependencias anejas a las instalaciones principales: bombas para la cloración, conducciones de agua, cloro, ozono …

90. A partir de oxígeno líquido, en la propia planta se genera y distribuye el ozono que es utilizado en las distintas fases de potabilización del agua

91. Ya solo queda impulsarla mediante bombas a los depósitos construidos en zonas elevadas, y desde los cuales se distribuye el agua a todos los hogares Hay que resaltar la recuperación energética llevada a cabo en la planta de EMUASA en Contraparada, que aprovecha la caída del agua bruta que entra, para impulsar a los depósitos de almacenamiento al agua ya potabilizada. Agua bruta Agua potable Estación de bombeo Depósito de distribución de agua a los hogares a la potabilizadora

92. Captación ( filtración ) Vamos a dar un último repaso a los procesos que se llevan a cabo para potabilizar el agua almacenamiento bombeo pre ozonización Adición reactivos post ozonización floculación balsas de decantación filtración con carbón activo cámaras de cloración depósitos para distribución hogares

93. » Potabilización del agua 2. Desarenación 3. Coagulación 4. Filtración 5. Cloración final Tierra + sulfato de aluminio 1. Captación

105. PROCESO EDAR

106. LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

107. En la actualidad se lleva por colectores hasta las EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales), donde es sometida a distintos procesos de depuración , con el fin de reutilizarla, no para consumo humano, sino para riego y otros usos, ya que es devuelta al río. ¿Qué hacer ahora con ella? Una vez utilizada el agua potable en nuestras casas, los usos a que la sometemos hacen que pase a considerarse agua contaminada.

108. Básicamente, el proceso de depuración consiste en utilizar microorganismos aerobios (bacterias y protozoos) que se alimentan de la materia orgánica de las aguas residuales, oxidándola . Se obtienen así 2 cosas: fangos estabilizados , procedentes de la actividad bacteriana con la materia orgánica, y agua depurada , que era nuestro objetivo.

109. El primer paso en la depuración es eliminar los sólidos gruesos que trae el agua: trapos, palos, botellas, madejas, compresas, bastoncillos de los oídos, colillas, etc. Para ello se usan unas rejas automáticas que retienen sólidos mayores de 2 mm, a la vez que van compactándolos. A este proceso se le denomina desbastar.

110. Estos residuos sólidos gruesos son elevados por una cinta transportadora sin fin hasta contenedores para su retirada RECUERDA: No debes tirar por los desagües (retrete, pila, fregadero, lavabo) residuos sólidos. Debemos echarlos a la bolsa de basura. Los aceites deben impregnarse en papel de periódico y tirarlos también a la basura, junto con los residuos sólidos.

111. El agua es impulsada hasta las balsas de aireación , donde comienza el proceso de depuración biológica, gracias a la actividad de los microorganismos. Se mezcla aquí el agua desbastada (sin sólidos gruesos), con los lodos activos (bacterias eficaces). La balsa recibe el nombre de reactor biológico de contacto , y aprovecha las mismas bacterias que venían en las aguas contaminadas por el uso doméstico, para su depuración.

112. Los sistemas de agitación y aporte de oxígeno potencian la actividad bacteriana, impidiendo el estancamiento y putrefacción (reducción de la materia orgánica) del agua en las balsas, y favoreciendo por tanto la depuración.

113. El agua pasa a la balsa de clarificación o decantación , donde se deja de agitar y se produce la sedimentación o decantación del fango, que se va al fondo. El agua clarificada y transparente queda en la parte superior siendo recogida y enviada a la zona de cloración

114. La enorme actividad bacteriana, potenciada por nosotros para la depuración del agua, produce una gran cantidad de fangos. Este exceso es retirado y enviado a “eras de secado” para su inactivación al contacto con la atmósfera y el Sol. Una vez deshidratados son utilizados en agricultura como fertilizantes

115. El agua clarificada pasa a la cámara de cloración , esta especie de laberinto que aparece en la imagen . Aquí se desinfecta con cloro gas, quedando lista para ser devuelta a la Naturaleza .

116. El tratamiento terciario es un último tratamiento que se da al agua para obtener una más alta calidad, y así poder utilizarla en riego de parques, jardines, zonas recreativas, y en general, aquellas que vayan a tener contacto con las personas, por la alta desinfección que se consigue.

117. El personal adscrito a las EDAR realiza continuos análisis al agua bruta que llega, al agua depurada, y a los fangos, para llevar un control de la calidad, su correcta gestión medio ambiental y el proceso de depuración en cada una de sus etapas. También lleva a cabo una importante tarea de educación ambiental, con itinerarios explicativos para centros de enseñanza, que conciencian cada vez más al ciudadano del importante papel que jugamos en la depuración de nuestras aguas

118. Queda así el agua limpia de los contaminantes que le añadimos cuando la usamos en nuestras casas. Ahora tiene una segunda posibilidad de ser utilizada. Conseguimos así aprovechar al máximo un recurso tan valioso y escaso en nuestra región, como es el agua.

120. CONTROL Y PROTECCIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA