UNIDAD 7: Contaminación de las masas fluidas
Contaminación del aire: Fuentes de contaminación
La contaminación del aire se origina por la presencia en la atmósfera de materias, sustancias químicas o formas de energía que impliquen una molestia grave, un riesgo o un daño para la seguridad o la salud de las personas, el medioambiente y los bienes de cualquier naturaleza.
Naturales:
Son las emisiones de contaminantes producidos por la actividad de la geosfera, la biosfera, la hidrosfera y la atmósfera, así como otros procesos de la Naturaleza.
Artificiales o antrópicas:
Son consecuencia de la presencia y actividades del ser humano:
En el hogar, el uso de calefacciones y aparatos domésticos que emplean combustibles de origen fósil (carbón, gasóleo, gas natural)
. En el transporte, el automóvil y el avión ocasionan un mayor grado de contaminación.
En la industria, las centrales térmicas, las cementeras, las papeleras, las siderometalúrgicas y las químicas son las más contaminantes.
En la agricultura y la ganadería, el uso intensivo de fertilizantes, el empleo de amplias súperficíes de regadío y la elevada concentración de ganado vacuno aumentan los gases de efecto invernadero. En la eliminación de residuos sólidos mediante los procesos de incineración.
Se consideran contaminantes del aire a las sustancias químicas ya las formas de energía que en concentraciones determinadas pueden causar molestias daños o riesgos a personas y al resto de seres vivos o bien ser origen de alteraciones en el funcionamiento de los ecosistemas en los bienes materiales y en el clima.
Se denomina tiempo de resistencia o vida media de un contaminante al periodo de tiempo que puede permanecer en la atmósfera como tal o participando en variadas y a veces complejas reacciones químicas. El tiempo de resistencia varía dependiendo de la naturaleza de cada contaminante.
Tipos de contaminantes
Sustancias químicas
Contaminantes primarios
Sustancias de naturaleza y composición química variada, emitida
Directamente a la atmósfera desde fuentes identificables.
Contaminantes secundarios
Se originan a partir de los cont. Primarios mediante reacciones químicas en la atmósfera.
Primarios:
Las partículas, Los compuestos de azufre, Óxidos de nitrógeno, Óxidos de carbono, Compuestos orgánicos, Los compuestos halogenados, Los metales pesados, Los olores.
Secundarios
Los más importantes son: SO3, NO3, H2SO4, HNO3, O3 (ozono troposférico) y los PAN (nitratos de peroxiacetilo).* SE ORIGINAN A PARTIR DE LOS C.PRIMARIOS
Formas de energía contaminantes del aire
Radiaciones ionizantes, radiaciones no ionizantes, Ruido.
Formas de energía contaminante del aire
IONIZANTES:
Partículas u ondas electromagnéticas que pueden ionizar átomos y moléculas de la materia sobre la que inciden alterando su estructura y funciones. Radiaciones alfa, beta, gamma y rayos X.
NO IONIZANTES
Ondas electromagnéticas que no modifican la estructura de la materia, su origen natural (el Sol y la súperficie terrestre) y origen antrópico (cables y aparatos eléctricos). UV, infrarrojas, radiofrecuencias y microondas).
RUIDO
Energía en forma de ondas con diferente intensidad sonora que causan contaminación acústica. Efectos: pérdida audición, irritabilidad.
Dispersión de los contaminantes
EMISIÓN
Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor a la atmósfera en un periodo de tiempo determinado. Valores se miden a la salida foco.
Evolución de contaminantes en la atmósfera continúa a través de su transporte, difusión, mezcla o acumulación (fenómenos meteorológicos).
INMISIÓN
Cantidad de contaminantes presentes en una atmósfera determinada, una vez que han sido transportados, difundidos y mezclados en ella, y a los que están expuestos los seres vivos y los materiales que se encuentran bajo su influencia
1.3. Dispersión de los contaminantes
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES
CarácterÍSTICAS DE LAS EMISIONES
Naturaleza contaminante, concentración y carácterísticas físico-químicas
CONDICIONES ATMOSFÉRICAS
A) Situaciones anticiclónicas o estabilidad (dificulta dispersión) Situaciones borrasca (dispersión)
B) Temperatura del aire y variaciones con altura: movimientos masas aire, y condiciones anteriores
C) Vientos: dinámica horizontal atmosférica-dispersión función de dirección, velocidad y turbulencia
D) Precipitaciones (efecto lavado)
E) Insolación: reacciones entre precursores contaminantes secundarios
CarácterÍSTICAS GEOGRÁFICAS Y TOPOGRÁFICAS
Brisas, arrastran contaminantes o los acumulan
Dispersión de los contaminantes
PRESENCIA DE MASAS VEGETALES
Disminuye contaminación al frenar velocidad del viento (deposición partículas+ sumidero CO2)
PRESENCIA NÚCLEOS URBANOS
Movimiento masas aire, disminuye o frena velocidad y forma turbulencias
EFECTO ISLA DE CALOR
Mayor temperatura interior ciudad que en la periferia (brisas urbanas, aire frío reemplaza el caliente del interior-bajas presiones (CÚPULA O BOINA DE CONTAMINANTES)
Efectos de la contaminación del aire
Según el tiempo del efecto
Efectos a corto o largo plazo
Según el radio de acción, los efectos de la contaminación del aire se clasifican en: Locales. Son los ocasionados por: La presencia de cada uno de los contaminantes
La formación de nieblas contaminantes (smog). Sulfuroso o húmedo y fotoquímico.
Regionales
Alejados de los focos emisores contaminantes. Contaminación transfronteriza o lluvia ácida (deposición seca o húmeda), que se manífiesta sobre los ecosistemas acuáticos,
El suelo, la vegetación y los materiales.
Globales
Abarcan la totalidad del planeta. Cambio climático y agujero en la capa de ozono (Fue en el año 1979 cuando se detectó por primera vez que la cantidad de ozono presente sobre la Antártida durante la primavera había disminuido en un 40 %.)
La calidad del aire
VIGILANCIA:
conjunto de sistemas y procedimientos utilizados para evaluar la presencia de agentes contaminantes en la atmósfera, y la evolución de sus concentraciones en el tiempo y en el espacio, con el fin de prevenir y reducir los efectos que puede causar sobre la salud y el medioambiente. Se puede llevar a cabo mediante:
REDES DE VIGILANCIA
Estaciones de medida (puntos de muestreo) de contaminantes; datos al centro de control: Redes locales, comunitarias, de ámbito mundial (BAPMON)
MÉTODOS DE ANÁLISIS:
procesos fsicos para someter muestras de aire a ensayos sin alterar carácterísticas de contaminantes (color, absorción luz)
Procesos químicos, sí la transforman (reacciones de coloración, fluorescencia)
INDICADORES BIOLÓGICOS de contaminación: análisis de sensibilidad especies de seres vivos (líquenes) a contaminantes gaseosos atmosféricos (HF, SO2, metales pesados, oxidantes fotoquímicos…)
SENSORES LÍDAR:
detectar contaminantes del aire con pulsos láser que chocan con ellos, se dispersan y vuelven al sensor. Mapas de concentración
1.5. La calidad del aire
MEDIDAS PREVENTIVAS
-Plañíficación usos suelo-OT. -Evaluaciones de impacto ambiental. -Empleo de tecnología de baja o nula emisión de residuos. -Programas de I+D. -Mejora de la calidad y el tipo de combustibles o carburantes. -Medidas legislativas-
MEDIDAS CORRECTORAS
-Concentración y retención de partículas mediante separadores por gravedad, filtros de tejidos, precipitadores electrostáticos y absorbedores húmedos
-Sistemas de depuración de gases- líquidos (absorción) /sólidos (adsorción)/ quemadores y reactores
-Expulsión de contaminantes por chimeneas adecuadas (diluidos)
La contaminación acústica
La contaminación acústica tiene su origen en el aumento de la densidad de población urbana, en la mecanización de la mayoría de las actividades y en el uso cada vez mayor de vehículos de motor en el transporte de personas y mercancías.
El ruido es un sonido excesivo o intempestivo que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos no deseados sobre una persona o grupo de personas.
Fuentes
-LUZ INTRUSA
-DIFUSIÓN HACIA EL CIELO
-DESLUMBRAMIENTO
-La iluminación privada de exteriores
-La ornamental de edificios, fuentes, etc.
-La de las vías de comunicación, rondas, autopistas, etc.
-La de interiores se extiende al exterior, escaparates, etc.
Efectos
-Económicos (sobreconsumo energético)
-Ecológicos (afecta a la flora y fauna nocturna)
-Sanitarios (dificultades de visión, fatiga, etc.)
-Cientificos y culturales (dificultad para observar el cielo nocturno)
Soluciones
-Mejora de la calidad de la iluminación ambiental
-Empleo de lámparas de bajo consumo que estén bien orientadas
-Ordenanzas y reglamentación
-Campañas de información y educación ambiental
La contaminación del agua
La Tierra es el «planeta del agua», más del 70 % de su súperficie está ocupada por la hidrosfera, y de ella dependen la vida y la morfología de nuestro planeta. La cantidad de agua de la que disponemos es prácticamente fija, se distribuye como se muestra a la derecha y está sometida a un proceso de constante reciclado: el ciclo del agua. Las actividades humanas que conllevan el uso del agua introducen cambios en su composición y estado natural, lo que afecta al bienestar humano y a los ecosistemas.
La contaminación del agua es la acción y el efecto de introducir materias, 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.
TIPOS
Según el modo en que se produce, la contaminación puede ser difusa o puntual.
DIFUSA:
origen no está claramente definido, zonas amplias, no foco emisor concreto. Ej.: contaminación natural.
PUNTUAL:
foco emisor determinado y afecta a zona concreta. Ej.: vertido aguas residuales.
La contaminación del agua: Origen
Según su origen, la contaminación puede ser natural o antrópica.
NATURAL:
sustancias de la atmósfera, biosfera, geosferaà mecanismos autodepuración lagos, ríos, mares
ANTRÓPICA:–
Origen urbano (viviendas, servicios, aguas residuales) -Origen agrícola (plaguicidas, fertilizantes…) -Origen industrial (materia orgánica, metales pesados, aceites, formas de energía).
Otras fuentes de contaminación son: vertederos de residuos sólidos, restos de combustibles y aceites derivados de las infraestructuras y uso del automóvil, fugas en conducciones y depósitos industriales y vertidos de petróleo crudo (mareas negras).
La contaminación del agua: Factores y nivel de contaminación
Factores que disminuyen o agravan los procesos de contaminación:
CarácterÍSTICAS DEL RECEPTOR
Tipo (aguas súperficiales o subterráneas)
Cantidad y calidad (mayor volumen->diluir / baja calidad->peor) Carácterísticas de la biocenosis (organismos que degradan materia orgánica) Carácterísticas dinámicas o estáticas (dispersión, autodepuración)
ZONA DONDE SE LOCALIZA EL RECEPTOR
Si hay varios aportes de aguas contaminadas, clima y geomorfología
USOS PREVIOS DEL AGUA
Tipo y cantidad de vertidos anteriores, sistemas de depuración
La contaminación del agua: Efectos
Los efectos generales de la contaminación del agua se estudian en tres niveles: ríos y lagos, aguas subterráneas y agua del mar.
La contaminación de ríos y lagos. La eutrofización consiste en un aumento de la productividad primaria (excesivo crecimiento de algas), provocado por la introducción de bionutrientes, compuestos que contienen nitrógeno y fósforo que pueden ser inorgánicos (nitritos, nitratos, fosfatos) y orgánicos (aminoácidos, proteínas, organofosforados), a través de vertidos de origen agrícola y doméstico.
CONSECUENCIAS:
la actividad fotosintética del fitoplancton genera un incremento del O2 en súperficie que escapa a la atmósfera.
Mientras, en el interior del lago baja concentración de O2 causando la muerte de organismos aerobios y vegetales fotosintéticos pasando a formar parte de los sedimentos del fondo.
Esto intensifica la acción de bacterias aerobias que consumirán el O2 produciendo situación de anoxia apta para el crecimiento de bacterias anaerobias que realizan procesos de fermentación responsables del mal olor carácterístico de aguas afectadas por este proceso.
La contaminación de las aguas subterráneas
Su origen se encuentra en los vertidos de residuos urbanos o industriales, consecuencia de una inadecuada ubicación de los mismos; en las fugas de las aguas residuales e infiltraciones de las mismas; por el lixiviado o arrastre de sustancias por el agua de lluvia; en el uso de fertilizantes y pesticidas agrícolas por la infiltración del agua de riego, y por los vertidos de las granjas ganaderas.
La contaminación del agua del mar
Las causas son la contaminación de los ríos; vertidos incontrolados; basuras flotantes; accidentes de barcos cargados de petróleo (mareas negras) u otros materiales peligrosos, así como también las actividades industriales realizadas en ellos: extracciones de petróleo en las plataformas petrolíferas, operaciones de limpieza de los tanques de petroleros en alta mar y trabajos de transferencia de combustible de un barco a otro.
La calidad del agua: Parámetros
Los parámetros indicadores de la calidad del agua son Ysicos (transparencia, color, sabor, olor, conductividad eléctrica), biológicos (presencia virus, bacterias coliformes, hongos, cianobacterias y protozoos, etc.) y químicos, entre los que se encuentran:
-La presencia de iones bicarbonato, cloruro, sulfato, etc. – El oxígeno disuelto (OD), cuya presencia es fundamental para el desarrollo de la vida acuática. -La demanda biológica de oxígeno (DBO): medida de la cantidad de O2 que los microorganismos necesitan para oxidar la materia orgánica. – El COT, que es la medida del contenido total de carbono de los compuestos orgánicos (incineración. – El pH, que mide la acidez y basicidad, a través de la concentración de iones H+ presentes en el agua. – El nitrógeno en sus diferentes formas (orgánico, amoniacal, nitritos, nitratos).
Tratamiento del agua para consumo
Se denomina agua potable al agua apta para el consumo humano, por estar libre de microorganismos patógenos y sustancias tóxicas, de sabor, olor, color y turbidez desagradables y que no representa un riesgo para la salud.
La potabilización del agua es un proceso previo a su uso y se realiza en las estaciones de tratamiento de agua potable (ETAP).
Los procesos llevados a cabo en estas estaciones pueden ser globales (aplicando métodos fsicos y químicos) y especiales (la cloración, y el ozono y las radiaciones ultravioleta).
Sistemas de depuración tecnológica o dura
La depuración tecnológica se realiza en las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR). En una convencional, podemos diferenciar tres líneas: la de agua (en azul), la de gas (rojo) y la de lodos (marrón).
Sistemas de depuración tecnológica o dura (II)
Línea de agua:
Es el camino que recorre el agua residual desde su llegada a la instalación, pasando por distintos tratamientos, hasta su vertido final al receptor. Tratamientos: Pretratamiento -Primario, secundario y terciario –Desinfección.
Línea de fangos, lodos o biosólidos:
Resulta de concentrar los contaminantes presentes en el agua residual, que siguen un recorrido distinto dentro de la depuradora y tienen otros tratamientos. Procesos: -Espesamiento de fangos – Estabilización de fangos -Acondicionamiento químico -Deshidratación
Línea de gas:
El biogás obtenido a partir de la digestión de fangos es utilizado
para suministrar la energía que la planta depuradora necesita. El gas que no es
empleado se quema en una antorcha de la que disponen las estaciones depuradoras.