Tipos de Contaminantes del Agua
Los contaminantes del agua son todas aquellas sustancias químicas, seres vivos o formas de energía que se encuentran en proporciones superiores a las consideradas normales. Se clasifican en los siguientes tipos:
Contaminantes Físicos
Incluyen factores como la temperatura, las partículas radiactivas y los sólidos en suspensión (tanto inorgánicos como orgánicos).
Contaminantes Químicos
- Orgánicos: Carbohidratos y proteínas, grasas animales y aceites, pesticidas.
- Inorgánicos: Sales, metales pesados, nitrógeno y compuestos nitrogenados, fósforo y derivados, azufre y variaciones de pH.
- Gases: Sulfuro de hidrógeno (H₂S) y metano (CH₄).
Contaminantes Biológicos
Son los microorganismos presentes en el agua, como bacterias, virus, protistas y algas, que proceden principalmente de aguas residuales domésticas o de plantas de tratamiento. Su efecto más importante es la producción o transmisión de enfermedades (tifus, cólera, disentería, paludismo, etc.), cuando sus concentraciones sobrepasan los valores límite establecidos.
Eutrofización: Causas y Consecuencias en Ecosistemas Acuáticos
Debido a su poder erosivo, los ríos arrastran de forma natural sales, materia orgánica y sólidos en suspensión. Sin embargo, la acción humana añade un exceso de residuos provenientes de actividades domésticas, industriales, agrícolas y ganaderas. Esta carga contaminante supera la capacidad de autodepuración de los ríos, desencadenando procesos de contaminación con efectos importantes:
- Restricción en el uso del agua.
- Alteraciones en la fauna y flora acuáticas.
- Mala apariencia y olor desagradable.
La eutrofización es un proceso que consiste en un aumento desmedido de la producción primaria (biomasa vegetal), provocado por la introducción de un exceso de bionutrientes, principalmente compuestos inorgánicos de nitrógeno (N) y fósforo (P), a través de vertidos de origen agrícola (fertilizantes) y doméstico (detergentes).
Desarrollo del Proceso de Eutrofización
- Aporte de nutrientes: Los aportes de fósforo y nitrógeno son utilizados por las algas del plancton, cuyas poblaciones crecen desmesuradamente (bloom de algas).
- Aumento de la turbidez: Las algas forman una película sobre la superficie del agua que aumenta su turbidez, le da un color verdoso e impide el paso de la luz a las capas inferiores.
- Generación de oxígeno superficial: La intensa actividad fotosintética del fitoplancton genera un incremento del oxígeno (O₂) en la superficie, que en gran parte escapa a la atmósfera.
- Anoxia en el fondo: En las zonas profundas, la falta de luz provoca la muerte de organismos fotosintéticos (plantas y otras algas). La descomposición de esta gran cantidad de materia orgánica por parte de bacterias aerobias consume masivamente el oxígeno disuelto, llevando a una situación de hipoxia (bajo oxígeno) o anoxia (ausencia total de oxígeno).
- Muerte de organismos aerobios: La falta de oxígeno provoca la muerte masiva de peces y otros organismos aerobios.
- Proliferación de organismos anaerobios: En condiciones de anoxia, proliferan las bacterias anaerobias. Sus procesos de fermentación en los sedimentos del fondo producen gases tóxicos como sulfuro de hidrógeno (H₂S), metano (CH₄) y amoníaco (NH₃).
- Cambio en las especies de algas: El agotamiento del nitrógeno puede provocar la muerte del fitoplancton inicial y favorecer la proliferación de cianobacterias (algas cianofíceas), capaces de fijar nitrógeno atmosférico, que seguirán creciendo mientras haya fósforo disponible.
La eutrofización no es exclusiva de lagos y ríos; también puede aparecer en estuarios costeros y mares cerrados.
La Contaminación de las Aguas Subterráneas: Riesgos y Soluciones
Las aguas subterráneas, un recurso vital, se ven afectadas principalmente por tres grandes problemas: la contaminación, la sobreexplotación y la salinización.
Contaminación de Acuíferos
La contaminación de un acuífero puede ser de dos tipos:
- Puntual: Procede de un foco localizado y afecta a zonas muy concretas y próximas al emisor.
- Difusa: Afecta a una zona mucho más extensa del acuífero, sin un único punto de origen identificable.
El origen de esta contaminación es variado:
- Vertidos de residuos urbanos o industriales por una inadecuada ubicación de los vertederos.
- Fugas en las redes de aguas residuales.
- Infiltración y arrastre de sustancias por el agua de lluvia.
- Uso extensivo de pesticidas y fertilizantes en regadíos.
- Vertidos procedentes de granjas ganaderas.
Para evitarla, se deben tomar medidas como la limitación de ciertas actividades, instalaciones y obras de infraestructura en zonas próximas a acuíferos y un estricto control de los vertidos en las ya existentes.
Sobreexplotación de Acuíferos
La sobreexplotación de un acuífero se produce al extraer agua en una cantidad superior a su capacidad de recarga natural. Esto provoca un descenso del nivel freático, disminuyendo sensiblemente la disponibilidad y utilidad del recurso.
Salinización por Intrusión Marina
Cuando la sobreexplotación tiene lugar en acuíferos costeros, se origina el fenómeno de la intrusión salina. El agua del mar, más densa por su contenido en sales, invade el espacio dejado por el agua dulce extraída, produciendo la salinización del agua subterránea. Una concentración elevada de sales inutiliza el agua para usos domésticos y agrícolas.
En España, este fenómeno es frecuente en el litoral mediterráneo, en las islas y en las costas de Huelva y Cádiz, provocado por la creciente demanda de agua para usos domésticos, agrícolas e industriales.
Procesos de Depuración del Agua
Autodepuración: El Mecanismo Natural de los Ríos
La autodepuración es un proceso natural que tiene lugar en los cuerpos de agua. Consiste en una serie de mecanismos de sedimentación de partículas y procesos químicos y biológicos que degradan la materia orgánica, convirtiéndola en materia inorgánica. Estos nutrientes inorgánicos sirven de alimento a las algas, aumentando su actividad fotosintética y enriqueciendo el agua con oxígeno (O₂).
Sistemas de Depuración Natural
Estos sistemas se basan en reproducir los procesos de autodepuración bajo condiciones controladas. Requieren poco gasto de instalación y mantenimiento, por lo que son adecuados para tratar aguas residuales de pequeños núcleos de población y zonas con pocos recursos económicos.
Entre los métodos más empleados destaca el lagunaje, que consiste en la depuración biológica de aguas residuales mediante la construcción de lagunas artificiales poco profundas. El agua permanece allí durante meses, permitiendo la sedimentación de sólidos en suspensión y la degradación de la materia orgánica por vías tanto aerobias como anaerobias.
Sistemas de Depuración Tecnológica (EDAR)
La depuración tecnológica se realiza en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR). En ellas se utilizan procesos físicos, químicos y biológicos, combinados o aislados, para concentrar o transformar los contaminantes del agua residual. El objetivo es eliminarlos o reducirlos para devolver el agua al medio receptor con alteraciones mínimas. Estos sistemas requieren grandes inversiones, pero su ventaja es la mayor rapidez y el mayor volumen de agua que pueden tratar.
El tratamiento en una EDAR se divide en dos líneas principales:
La Línea de Agua
Es el camino que recorre el agua residual desde su llegada a la instalación hasta su vertido final al medio receptor.
Pretratamiento
Consiste en la separación de sólidos en suspensión o flotantes de gran tamaño y densidad. Incluye:
- Desbaste: Retención de los materiales más voluminosos a través de rejas gruesas.
- Desarenado: Circulación del agua en cámaras a velocidades controladas para provocar el depósito de arenas en el fondo para su posterior extracción.
- Desengrasado: Eliminación de grasas, aceites y otros materiales flotantes, como pelos.
Tratamiento Primario
Su objetivo es la separación de sólidos en suspensión y material flotante que no fueron retenidos en el pretratamiento. Se compone de varias fases:
- Decantación primaria: Se produce en grandes tanques (decantadores primarios) de forma circular o rectangular, con mecanismos de arrastre y extracción de grasas y fangos.
- Floculación: Se pueden emplear productos químicos para agrupar las partículas finas, formando agregados de mayor tamaño (flóculos) que facilitan su sedimentación.
- Neutralización: Se ajusta el pH del agua para optimizar los tratamientos posteriores.
Tratamiento Secundario
Es un conjunto de procesos biológicos, complementados con una decantación secundaria, cuya finalidad es eliminar la materia orgánica disuelta en el agua residual. Uno de los procesos más empleados es el de lodos activos:
El agua residual se introduce en depósitos de grandes dimensiones bajo condiciones aerobias. Las bacterias (presentes en el agua o añadidas) degradan la materia orgánica mediante procesos de oxidación. Para ello, se necesita un aporte constante de oxígeno, que se realiza mediante turbinas o difusores. Este proceso genera una masa de microorganismos (lodos biológicos) que se elimina posteriormente en la decantación secundaria. Es necesario controlar parámetros como la cantidad de O₂, la temperatura, el pH y la presencia de sustancias tóxicas.
Desinfección
Es un tratamiento final destinado a eliminar bacterias y virus patógenos para evitar problemas de salud pública.
La Línea de Fangos o Lodos
Resulta de la concentración de los contaminantes extraídos del agua en las fases anteriores. Estos lodos siguen un recorrido distinto dentro de la depuradora y reciben tratamientos específicos.
Espesamiento de Fangos
Su finalidad es reducir el volumen de los lodos eliminando la mayor parte del agua que contienen, lo que facilita su manejo y el rendimiento de los tratamientos posteriores.
Estabilización de Fangos
Se utiliza para eliminar la materia orgánica presente en los lodos. Este proceso puede ser aerobio o anaerobio. En la mayoría de las EDAR se realiza la estabilización anaerobia en grandes depósitos cerrados llamados digestores. Allí, las reacciones de fermentación transforman la materia orgánica en ácidos y gases, formando el biogás (rico en metano), que puede ser aprovechado energéticamente.
Acondicionamiento Químico
Se realiza mediante la adición de compuestos químicos o la aplicación de calor a presión para provocar la coagulación de los sólidos y facilitar el siguiente proceso.
Deshidratación
Se lleva a cabo mediante secado, filtros prensa o centrifugación para eliminar el agua que todavía contienen los fangos. El fango seco resultante puede ser transportado a vertederos, incinerado o sometido a procesos de compostaje para fabricar compost y aplicarlo en la agricultura.