Mes: febrero 2020

Principales contaminantes presentes en el medio acuático y sus fuentes de origen.

Contaminantes físicos
 

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

Contaminantes químicos
 

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 formando 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, 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 (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 bacteriológica 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: Sodio Calcio y magnesio   Amonio Metales pesados	Indica salinidad Están relacionados con la dureza del agua. Proceden principalmente de la composición del terreno de donde proviene el agua. Tambien de otras fuentes Contaminación con fertilizantes y heces Muy nocivos; se bioacumulan en la cadena trófica. Proceden de industrias, minerías, laboratorios, etc.
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.

Contaminantes biológicos
 

Alteraciones biológicas del agua	Contaminación que indican
Bacterias coliformes	Desechos fecales
Virus	Desechos fecales y restos orgánicos
Eutrofización	Animales, plantas, microorganismos diversos

Fuentes contaminantes

Origen agrícola y ganadero. Doméstico. Pluvial. Industrial

Eliomario

Bibliografía

Proyecto de remediación.

            Para llevar a cabo un proyecto de remediación, en primer lugar se evalúa si los tóxicos representan un peligro para la salud humana ya que la restauración ambiental es un trabajo de gran envergadura y con un alto costo, pues requiere de las aportaciones de científicos, ingenieros y técnicos de muy diversas disciplinas.

            El costo del proyecto está en función de los aspectos legales y normativos, características del sitio y la disponibilidad de tecnología adecuada.

            En segundo lugar, se procede a la realización de un proyecto que recoja el proceso a seguir y muestre la relación coste/beneficio de la restauración.

            Una vez demostrada la viabilidad del proyecto pasamos a elaborar el proyecto de remediación. Este, normalmente, consta de trabajo de campo en el lugar contaminado, trabajo de laboratorio y trabajo de gabinete.

            Con el trabajo de campo se detallan las características del lugar, se realiza un muestreo del sitio y se identifican  las poblaciones en peligro.

            El trabajo de laboratorio se lleva a cabo para analizar las muestras ambientales y las pruebas de trazabilidad, con esto se determina si la tecnología que hemos seleccionado es adecuada para ejecutar el trabajo.

            El trabajo de gabinete se realiza para obtener y procesar la información y así poder predecir el transporte que necesitamos para las substancias toxicas con las que nos vamos a encontrar.

            Todo este trabajo nos aporta la información necesaria para decidir si es viable la restauración del lugar. Si el resultado es positivo, hay que establecer las metas de reducción de los niveles de exposición, las alternativas tecnológicas disponibles para acabar con las sustancias peligrosas y se concluye el proyecto con el plan de operaciones que recoge la preparación del terreno, la limpieza de los medios y el cierre del sitio.

Organización del proyecto.

                        A continuación vamos a analizar cada uno de los estudios de los que consta un proyecto de restauración.

                        En primer lugar, se realiza la visión global del proyecto, que consiste en conocer la extensión y tipo de análisis que se debe llevar a cabo en el lugar con la información que se tiene antes del trabajo de campo. Entre los componentes de la visión global del proyecto, nos encontramos con una valoración de la complejidad del proyecto, una conceptualización de las fuentes de contaminación, de las rutas de exposición y los receptores potenciales del lugar, las decisiones que se van a tomar sobre cantidad y tipo de información que se va a necesitar y los estudios que se necesitaran para recoger y generar dicha información y también las actividades de modelaje-sitio-específicas que se van a hacer.

                        El segundo estudio es la investigación para la restauración, conocida como IR y es el trabajo que se requiere para captar y/o reproducir la información importante para el estudio de riesgos. Este estudio tiene como fin la obtención de información para determinar si el lugar debe ser intervenido y si es así, como debe hacerse esa intervención.

                        Por último se realiza un estudio de viabilidad para ver la factibilidad económica y técnica de la restauración ambiental. Este estudio consta de los objetivos de la restauración, de alternativas de restauración, selección de las alternativas tecnológicas y un análisis detallados de las mismas.

                        Una vez concluido el proyecto, este nos proporciona una información que consta de una evaluación de los peligros que representa un lugar con desechos peligrosos sin control, las características de las posibles rutas de exposición, una evaluación de las alternativas de restauración y una selección de las alternativas más idóneas.

Estudios de viabilidad.

            Técnicas de restauración ambiental.

                        Método biológico.

Técnicas de recuperación de suelos.

            Prevención y protección de los suelos.

            El Plan Nacional de Residuos Industriales (BOE 28 DE julio de 1991), pone de manifiesto la grave acumulación de residuos peligrosos en el suelo, que suponen un elevado riesgo para la salud humana. Como consecuencia se aprueba el Plan Nacional de Recuperación de Suelos Contaminados (BOE 13 de mayo de 1995). En este plan, se recogen más de 18000 actividades que son focos potenciales capaces de generar espacios contaminados y se detectan 4500 emplazamientos potencialmente contaminados.

            La prevención debe estar dirigida hacia la creación de una normativa, destacando aspectos como la prevención de la contaminación del suelo por medio de análisis que permitan prever la contaminación, aprobar normas específicas y el saneamiento y recuperación de suelos contaminados.

            Recuperación de los suelos.

            La descontaminación consiste en eliminar o reducir la concentración de los contaminantes presentes en los suelos, de manera que dicho suelo pueda ser utilizado  posteriormente. Existen dos grupos de técnicas, in situ o ex situ.

            La técnica in situ consiste en someter al suelo a un tratamiento en su localización original, sin existir un traslado del mismo, aunque puede ser removido o mezclado en su mismo emplazamiento. Estas técnicas presentan mayores ventajas y conlleva unos costes menores. Los inconvenientes se centran en la incertidumbre sobre los resultados, al no poder controlar el proceso de tratamiento. Son técnicas, por lo general, de difícil aplicación o implican tiempos de tratamientos elevados en suelos de baja permeabilidad. La mayoría de los métodos están basados en transformar o incorporar los contaminantes a una fase continua (acuosa o gaseosa) y eliminarlos por flujos.

            Según el proceso utilizado se clasifica en diferentes técnicas, entre ellas tenemos técnicas de extracción, biológicas y físico-químicas.

            Las técnicas de extracción consisten en la incorporación de los contaminantes del suelo a una fase acuosa que tras su recorrido por la zona de tratamiento, es retirada y purificada en instalaciones adecuadas. Generalmente esta técnica solo se aplica en suelos arenosos y dependerá del rendimiento de las propiedades de los materiales del suelo, siendo difícil su aplicación en terrenos arcillosos o con elevada materia orgánica dada la alta capacidad de los contaminantes que presentan. Dentro de estas técnicas encontramos:

• Electro-recuperación: es un fenómeno electrocinético, en disolución acuosa, producido al aplicar un campo eléctrico al suelo, que provoca la migración de los contaminantes hacia los electrodos. Se utiliza para retirar de metales como Cu, Zn, Pb y As. Otra posible aplicación es para la creación de barreras electrocinéticas alrededor de vertederos o espacios industriales.
• Lavado con agua: se lava el suelo mediante infiltración de agua y después se extrae. Esta técnica se utiliza principalmente en la descontaminación de suelos permeables con hidrocarburos.
• Extracción ácida: se utiliza agua acidulada a un pH 3 aproximadamente, con mezcla de ácido nítrico o clorhídrico. Se utiliza en suelos permeables contaminados por metales.

Las técnicas de stripping son aplicables a los casos de contaminación de suelos por sustancias suficientemente volátiles. Estas técnicas son adecuadas cuando los contaminantes son compuestos orgánicos volátiles (COV). Una de sus principales ventajas es la de poder potenciar la biodegradación de los contaminantes orgánicos en el terreno. Estas técnicas se utilizan en combinación con otros procesos de depuración de los contaminantes.

• Stripping con vapor de agua: cuando la presión de vapor de los contaminantes es demasiado baja para su eliminación mediante la extracción de vapores se recurre a esta técnica. Esta consiste en la inyección de vapor de agua, que provoca el aumento de las presiones de vapor de las sustancias contaminantes.
• Extracción de vapores: consiste en inducir un flujo de aire en el subsuelo mediante la creación de una diferencia de presión al bombear aire desde el exterior que tras circular a través del espacio contaminado, es evacuado por los pozos de extracción.  El flujo de aire arrastra los COV gracias a la vaporización de aquellos compuestos volátiles. El aire efluente de los pozos es depurado mediantes filtros de carbón activo o convertidores catalíticos.
• Calentamiento por altas frecuencias: es un método poco utilizado que se basa en la aplicación de campos eléctricos. Se puede utilizar para la eliminación de Policlorobifenilos.

Las técnicas biológicas son aquellas que utilizan microorganismos para la degradación de los contaminantes presentes en los suelos. En la mayoría de los casos, después del tratamiento se realiza un aporte de oxígeno y de sustancias nutrientes para la activación de las cepas bacterianas responsables de la degradación. Dentro de las técnicas biológicas encontramos:

• Laboreo: consiste en airear la tierra mediante operaciones de laboreo e irrigando con nutrientes, para favorecer la acción de los microorganismos. Esta técnica es adecuada para tierras contaminadas superficialmente y de amplia extensión.
• Biodegradación: se utilizan los microorganismos autóctonos para digerir los contaminantes. Mediante la inyección de nutrientes (fósforo, nitrógeno, etc.) y oxígeno se crea una biomasa que acelera el proceso. Esta técnica se utiliza en los suelos contaminados por compuestos orgánicos.

Por último están las técnicas físico-químicas, que consisten en la aplicación de agentes físicos o químicos para la eliminación total o parcial de los contaminantes. Algunas de estas técnicas están en fase de experimentación. Dentro de este grupo nos encontramos con técnicas constituidas por la vitrificación, decloración por dispersión y decloración con APEG (polietilenglicol).

• Oxidación/reducción: el suelo es excavado y transformado, mediante la adición de agua, a una fase semilíquida. A continuación se añaden los reactivos correspondientes en función del tipo de contaminantes presentes. Posteriormente se sedimenta y seca el fango tratado para su ubicación final. Es una de las técnicas más usadas.

            En la técnica ex situ el suelo es escavado, transportado y tratado en una instalación para tal efecto. Destaca la efectividad, en cuanto que el suelo contaminado es físicamente eliminado y se optimiza al homogeneizarse el suelo tras su excavación. En cuanto a los inconvenientes, principalmente nos encontramos con el económico, que limita la posibilidad del tratamiento de grandes volúmenes de suelo. Dentro de estas técnicas encontramos las técnicas físico-químicas, las biológicas, las térmicas y el depósito en vertedero para residuos peligrosos. Dada su importancia, explicaremos las técnicas físico-químicas y el depósito en vertedero para residuos peligrosos.

• Depósito en vertedero: supone el confinamiento de los suelos contaminados en un vertedero para residuos peligrosos, provistos de sistemas de impermeabilización, recogida de lixiviados y escorrentía superficial.
• Técnicas físico-químicas: Dentro de estás destacamos:

– Aireación pasiva: se realiza la excavación del suelo contaminado y su deposición en capas para conseguir la volatilización de los contaminantes orgánicos. Las capas, de unos 20 cm de espesor, se colocan sobre una superficie impermeable que impida la fuga de los contaminantes.

– Lavados de suelos: se trata los suelos con una solución lavadora acuosa dentro de un lavador. Después se decanta el suelo y el medio de lavado recibe un tratamiento en varias etapas, para eliminar los contaminantes antes de su reciclaje.

– Lavado de alta presión: consiste en la aplicación de un chorro de agua de alta presión para remover el suelo, el cual tras un proceso de depuración simple, es devuelto al emplazamiento original, mientras las aguas son tratadas, con filtros de carbón activo.

– Extracción con solventes: se basa en la utilización de solventes, sustancias capaces de disolver a otras sustancias, para la extracción de contaminantes. Como solventes se suelen utilizar, dióxido de carbono líquido, acetona, metano, éter, propano, butano, etc. Esta técnica se utiliza para tratar fangos residuales o suelos contaminados por derivados del petróleo. Los compuestos inorgánicos y metales pesados no son apropiados para tratarse con esta técnica.

Eliomario

Bibliografía

Tratamiento estándar de aguas residuales. (Resumen)

Pueden dividirse en cuatro fases la depuración de aguas residuales.

Pre tratamiento

Tratamiento físico-químico o primario

Tratamiento biológico o secundario

Tratamiento terciario

En el pre tratamiento utilizaremos rejas de desbaste y desarenadores para separar los elementos sólidos y las arenas.

En el tratamiento físico-químico utilizaremos reactivos coagulantes y floculantes en tanques de mezcla, para modificar las cargas eléctricas de las partículas y facilitar su precipitación en el sedimentador

Con el tratamiento biológico eliminaremos una parte importante de la materia orgánica, coloides y partículas disueltos, con la intervención de microorganismos (bacterias, algas, protozoos, hongos …) que aporten sus enzimas para este cometido. Se utilizan fangos activos, balsas de aireación, lagunas de estabilización, filtros percoladores, filtros verdes. En todos ellos se forma una flora de microorganismos que se comen la materia orgánica disuelta, limpiando así el agua.

Con el tratamiento terciario mejoraremos y refinaremos el agua de salida. Con desinfección microbiológica (coloración, ozonización, irradiación ultravioleta). Con adsorción, con carbón activo o diatomeas. Con ósmosis inversa, utilizando una membrana semipermeable, permiten separar sales, microorganismos y compuestos orgánicos. Con el intercambio iónico se consigue el traspaso de iones de agua con los de un material especial, que los acumula. Con la retirada de nutrientes (desnitrificación y desfosfatación). La acción de los microorganismos convierte el amoníaco de las aguas en nitratos.

Eliomario

Bibliografía