CONTAMINACION DEL AGUA

INTRODUCCIÓN• El agua es el principal e imprescindible componente del

cuerpo humano.

• El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y

cerca del 60 % en la edad adulta. 

• El hombre la utiliza tanto para consumo directo como

para la manutención de actividades agrícolas y

ganaderas, para la industria, la generación de energía y

un sinfín de otras actividades.

CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DEL AGUA

• El agua es una sustancia cuya molécula esta formada por dos átomos de hidrogeno y una de oxigeno H2O.

• El agua se encuentra en la naturaleza en los tres estados.

• En 1781 el científico inglés Henry Cavendish (1731–1810) descubrió que el elemento agua no es un elemento simple, sino complejo y susceptible de descomponerse en oxígeno e hidrógeno.

CARACTERÍSTICAS DE LAS MOLÉCULAS DE AGUA

• Las moléculas de agua son triangulares.• El ángulo de los enlaces (H-O-H) es de 104,5° y al

distancia de enlace H-O es de 0,96 A.• El enlace entre las moléculas es covalente, con cierta

participación de enlaces iónicos.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA• A presión atmosférica el agua tiene un punto de

ebullición de 100 °C y un punto de fusión de 0 °C.• Se cristaliza en el sistema hexagonal.• Proporciona variadas posibilidades de vida, desde los

organismos psicrófilos, que pueden vivir a temperaturas próximas a 0º C hasta los termófilos, que viven a 70-80º C.

• El calor específico del agua es de 1 cal/g°C.• El agua puede desprender o absorber grandes

cantidades de energía, sin sufrir variaciones considerables en su temperatura.

• Su calor latente de fusión y vaporización son de 80 y 540 cal/g°C respectivamente (Tiene función termoreguladora).

• El agua alcanza su máxima densidad a los 4 °C con un valor de 1 g/cc.

PROPIEDADES QUÍMICAS

• Todos lo procesos químicos que ocurren en los ecosistemas y en los laboratorios e industrias tienen lugar en sustancias disueltas en agua.

• El agua es el disolvente universal.• Se combina con ciertas sales para formar

hidratos. • Actúa como catalizador en muchas reacciones

químicas.

• El agua es incompresible.• Tiene una elevada tensión superficial.• Capilaridad.

• Tiene una elevada constante dieléctrica.• Su elevada constante dieléctrica permite la disociación

de la mayoría de las sales inorgánicas en su seno.

• Cada molécula de agua puede formar 4 puentes de hidrógeno.

• El patrón de formación de puentes de hidrógeno es distinto en el agua y en el hielo.

DISPONIBILIDAD DEL AGUA

• El 70% de la superficie de la Tierra se encuentra cubierta por agua.

• Una altísima proporción del agua que existe en nuestro planeta

(97.5%) es salada y únicamente 2.5% es agua dulce.

• Sólo el 0.55% del total de agua dulce y el 0.0 1% del agua total del

planeta está disponible para abastecer a los ecosistemas del

planeta.

• Su carácter dipolar hace que las moléculas de agua se orienten en torno a las partículas polares o iónicas.

• La cantidad de agua disponible por habitante es actualmente una tercera parte de la que se tenía en 1970.

• En Ecuador se ha estimado una demanda de agua de 180 l/habitante/día.

DISPONIBILIDAD DEL AGUA

DISTRIBUCIÓN DEL RECURSO HÍDRICO

• El agua no se distribuye de manera homogénea ni en el espacio ni en el tiempo.

• El lago Baikal, localizado en Siberia, en Asia Central, contiene casi la quinta parte (18%) del agua de todos los lagos del mundo.

• Los ríos que forman el sistema amazónico en América del Sur ocupan el primer lugar mundial por la magnitud de su descarga promedio de agua (175,000 m3/segundo).

CANTIDAD DE AGUA EN EL ECUADOR

Disponibilidades por habitanteVertiente del Pacífico: 5.300 m3/habitante/año.Vertiente Amazonas: 91.600 m3/habitante/año.

USO DEL AGUA

• El 83% de agua es destinada a la agricultura, el 12 % al consumo urbano y el 5% a las industria.

USO DEL AGUA EN ECUADOR

• En ecuador el 10% de agua esta destinada para el consumo humano y el 80% para el uso de riego.

• El 60% del agua suministrada a la población no es potable.

• Existe abastecimiento intermitente en el 55% de los sistemas.

CONTAMINACIÓN DEL AGUA

• La contaminación del agua se define como aquella que contiene uno o mas elementos, que la hacen inadecuada para sus uso.

• Los problemas ambientales que proceden de efectos directos e indirectos sobre el manejo de este recurso son:

Modificación del suelo. Contaminación del ciclo del agua. Extracción.

MODIFICACIÓN DEL SUELO.

• La tala indiscriminada hace que el ciclo del agua se altere la afluencia de las corrientes fluviales que causan en algunos casos inundaciones.

• Aumenta los escurrimientos.

CONTAMINACIÓN EN EL CICLO DEL AGUA

• Las actividades humanas contaminan el curso del agua por los residuos que resultan de estas: humos, vapores dispersos en el aire (regresan al agua como lluvias ácidas), plaguicidas, grasas, aceites, etc. Estos se lixivian y se dirigen al manto acuífero.

EXTRACCIÓN

• Los problemas generados por el uso del agua se centran en su extracción y en el uso a la cual está destinada.

• Los seres humanos utilizan el agua de cualquier fuente. Sin embrago, estas fuentes pueden contaminarse al recibir agua de lluvia

FUENTES DE CONTAMINACIÓN DEL AGUA

• Los contaminantes del agua pueden ser de origen natural o de origen antrópico, siendo estos últimos considerados como los más importantes.

• Los contaminantes del agua son diversos, estos pueden ser: residuos tóxicos (metales pesados, nitratos, nitritos), solidos, líquidos o gaseosos, suspensión de microorganismos patógenos, agentes radiactivos, vertidos de químicos, etc.

• Todos los desechos le dan al agua características que la hacen indeseables en su coloración, mal olor, mal sabor y apariencia desagradable, además de propiedades corrosivas, incrustabilidad, toxicidad, etc.

• Las partículas suspendidas en la superficies del agua impiden la penetración de los rayos solares.

• Cuando el agua es turbia totalmente, el oxigeno es nulo, y con ello la posibilidad de albergar vida.

• Los contaminantes químicos causan desequilibrios en el medio acuático, todos ellos son bioacumulables.

• La contaminación del agua con fertilizantes altera el equilibrio ecológico.

• Los microorganismos patógenos (virus, bacterias, protozoos, algas unicelulares) ocasionan una fuente nociva de contaminación, causando efectos negativos en la salud.

AGUAS RESIDUALES

• Llamamos aguas residuales a las aguas que resultan después de haber sido utilizadas en nuestros domicilios, en las fábricas, en actividades ganaderas, etc. En las cuales se acumularon contaminantes.

• Estas aguas residuales, antes de volver a la naturaleza, deben ser depuradas.

AGUA RESIDUALES MUNICIPALES

• Estas aguas también son denominadas aguas negras.

• Son mezclas que contienen agua (más del 99%) mezcladas con contaminantes orgánicos e inorgánicos (en concentraciones de mg/L.

• Los contaminantes están formados por microorganismos, nitrógeno, fosforo, grasa.

TIPOS DE AGUA EN FUNCIÓN DEL ORIGEN DE SU CONTAMINACIÓN

• Aguas residuales urbanas: aguas fecales, aguas de fregado, agua de cocina.

• Aguas residuales industriales: contienen casi todos los tipos de contaminantes (minerales, orgánicas, térmicos por las aguas de refrigeración).

• Aguas residuales ganaderas: el tipo de contaminantes va a ser materia orgánica y microorganismos.

• Aguas residuales agrícolas: los contaminantes que contienen son materia orgánica (fertilizantes, pesticidas).

• Mareas negras. La causa de éstas es el vertido de petróleo debido a perdidas directas de hidrocarburos (solo un 9%).

METODOS PARA MEDIR LA CONCENTRACION DE MATERIAL ORGANICO EN EL AGUA

DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO

•Es la cantidad de oxigeno necesario para oxidar químicamente la

cantidad de materia orgánica en el agua.

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO

•Es la cantidad de oxigeno que requieren microorganismos

(materia orgánica biodegradable) aclimatados para degradar

bilógicamente la materia orgánica de las aguas residuales, es decir

pata convertir la materia orgánica en CO2 y H2O.

Composición de aguas residuales

Industria de lácteos

Industria de recursos marinos

TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES

• MÉTODOS FÍSICOS: Estos métodos (operaciones

unitarias) solo concentran los contaminantes por medio

de tamizados o evaporación del agua.

• METODOS QUIMICOS: Utiliza agentes químicos y da

origen a nuevas sustancias.

• MÉTODOS BIOLÓGICOS: Es una modalidad de los

métodos químicos.

• Los tratamientos que en los que predominan fenómenos

físicos son llamados operaciones unitarias, entre ellos

tenemos:

• El tamizado, floculación, sedimentación, filtración.

• Los tratamientos en los que se utilizan procesos químicos

o biológicos se los denomina procesos unitarios:

• Coagulación/floculación , desinfección.

TRATAMIENTOS PRELIMINARES

• Remueven objetos voluminosos o abrasivos a través de tamices.

• Tamices

• Rejas

• Microfiltración

TRATAMIENTOS PRIMARIOS

• Precipitación química – coagulación

Desestabiliza partículas coloidales.

Agrega iones positivos al agua para impedir que las partículas

coloidales con iones negativos se repelen entre si.

El tiempo de reacción es de 30-40 min en tanques de 3 a 4 m de

profundidad.

El coagulante mas común es el sulfato de aluminio.

TRATAMIENTO SECUNDARIO

• El objetivo de este tratamiento es remover la demanda

biológica de oxígeno (DBO) soluble que escapa a un

tratamiento primario, además de remover cantidades

adicionales de sólidos sedimentables.

• Un tratamiento secundario remueve aproximadamente 85%

de la DBO y los SS aunque no remueve cantidades

significativas de nitrógeno, fósforo, metales pesados,

demanda química de oxígeno (DQO) y bacterias patógenas.

LODOS ADITIVOS

• Es un tratamiento de tipo biológico en el cual una mezcla de agua

residual y lodos biológicos (resultado de la interacción de distintos

tipos de bacterias) es agitada y aireada. 

• A medida que los microorganismos van creciendo se aglutinan

formando los lodos activados

BIODISCOEs tan eficaz como los lodos activados, requiere un espacio mucho

menor, es fácil de operar y tiene un consumo energético inferior.

Está formado por una estructura plástica de diseño especial, dispuesto

alrededor de un eje horizontal.

Sobre el material plástico se desarrolla una película de

microorganismos, en la parte menos sumergida, el contacto periódico

con el aire exterior es suficiente para aportar el oxígeno necesario para

la actividad celular.

LAGUNAJE

• El tratamiento se puede realizar en grandes lagunas con largos

tiempos de retención (1/3 días) que les hace prácticamente

insensibles a las variaciones de carga, pero que requieren terrenos

muy extensos.  La agitación debe ser suficiente para mantener los

lodos en suspensión excepto en la zona más inmediata a la salida

del efluente.

FILTRO BIOLOGICO

• Está formado por un reactor, en el cual se ha situado un

material de relleno sobre el cual crece una película de

microorganismos aeróbicos con aspecto de limos.

• La altura del filtro puede alcanzar hasta 12m.  

TRATAMIENTOS TERCIARIOS

• Tiene el objetivo de remover contaminantes específicos,

usualmente tóxicos o compuestos no biodegradables o aún la

remoción complementaria de contaminantes no suficientemente

removidos en el tratamiento secundario.