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1 Contaminación del agua Cátedra de Higiene y Seguridad Ambiental y del Trabajo Características del agua Es el componente químico más abundante en la biosfera y el más importante. Toda la vida en la Tierra, incluso la humana utiliza agua como medio fundamental para el funcionamiento metabólico. 2 ¿De cuanta agua disponemos? ¿Cómo se renueva el agua? 3 Usos del agua ¿Cuánta agua necesitamos? 4 ¿De cuanta agua necesitamos? Se necesitan aproximadamente 10 litros de agua para obtener 1 litro de nafta. Se utilizan alrededor de 300 litros de agua para producir 1 kilogramo de papel. Una ducha de 5 minutos con presión normal utiliza 100 litros de agua. Se emplean 1000 litros de agua para producir 1 kg de papas. Una ducha de 5 minutos con baja presión utiliza 35 litros de agua. Suministro de agua per capita Las extracciones de cuerpos de agua promedio per cápita han crecido desde: 250 m3/habitante.año en 1900 hasta más de 700 m3/habitante.año hoy 5 Suministro de agua per capita Las extracciones de cuerpos de agua promedio per cápita han crecido desde: 250 m3/habitante.año en 1900 hasta más de 700 m3/habitante.año hoy Suministro de agua Global Water Supply and Sanitation Assessment 2000 Report 6 Servicio de cloacas Global Water Supply and Sanitation Assessment 2000 Report Usos habituales del agua FUENTE DE ABASTECIMIENTO RECREATIVO INDUSTRIAL AGRICOLA 7 ¿Cuándo surge el concepto de contaminación? CUANDO ALGÚN USO DEL AGUA RESULTA INTERFERIDO. El Decreto N° 5980/06 en su Anexo IV establece los Niveles Guía de Calidad de Agua según los usos que tenga el recurso. ¿ Qué es un Nivel Guía de Calidad? “NIVEL GUÍA DE CALIDAD AMBIENTAL: Valor numérico o enunciado narrativo establecido para los cuerpos receptores como guía general para la protección, mantenimiento y mejora de usos específicos del agua, aire y suelo.” (Dec. 831/93 Reglamentario de la Ley Nacional N° 24051) 8 ¿Cómo puede contaminarse el agua? Contaminación del agua 9 Fuentes de contaminación del agua Plantas de tratamiento de líquidos cloacales Industrias Emisiones gaseosas Escorrentía agrícola (nutrientes, pesticidas) Escorrentía de obras de construcción Explotaciones mineras Tanques sépticos Fugas de rellenos sanitarios Explotaciones ganaderas ¿Cuáles son los contaminantes del agua? 10 Tipos de contaminación BACTERIOLÓGICA: Bacterias, virus, protozoos, parásitos MATERIALES CONSUMIDORES DE OXÍGENO: Materia reductora orgánica e inorgánica COMPUESTOS INORGÁNICOS: Ácidos, sales y tóxicos (metales pesados) COMPUESTOS ORGÁNICOS: Aceites, pesticidas, hidrocarburos, solventes, detergentes. SEDIMENTOS Y MATERIA SUSPENDIDA: Suelo, limo, fibras, minerales. SUSTANCIAS RADIOACTIVAS: Radioisótopos solubles en agua o capaces de ser amplificados en la cadena alimentaria. TÉRMICA: Emisión excesiva de agua de refrigeración en centrales térmicas. ¿Qué problemas causan los contaminantes? MATERIA ORGÁNICA - RECREATIVO: Consume oxígeno del agua, provoca olores y afecta la vida de los peces. - FUENTE DE ABASTECIMIENTO: Sustancias como las fenólicas son riesgosas para la salud. 11 ¿Qué problemas causan los contaminantes? ACIDOS, ALCALIS, TEMP. Y COLOR - INDUSTRIAL: Efecto corrosivo en circuitos de agua fría y caliente. Afecta la calidad de productos. - RECREATIVO: Efecto letal sobre peces, irritación ocular y de piel. - FUENTE DE ABASTECIMIENTO Dificultan las operaciones de potabilización. ¿Qué problemas causan los contaminantes? SALES INORGÁNICAS - INDUSTRIAL: Incrustaciones en sistemas de distribución y calderas Dificultan el teñido. Afectan la calidad de los productos (bebidas). Manchan telas y papeles. 12 ¿Qué problemas causan los contaminantes? SALES INORGÁNICAS - RECREATIVO: Favorecen la proliferación de algas. - FUENTE DE ABASTECIMIENTO: Transmiten sabor al agua. ¿Qué problemas causan los contaminantes? SUSTANCIAS TOXICAS - FUENTE DE ABASTECIMIENTO: Efecto acumulativo en el sistema biológico. No se eliminan en los sistemas de potabilización. - RECREATIVO: Aún en concentraciones bajas son peligrosos para la biota acuática. 13 Contaminación de aguas subterráneas Contaminación de aguas subterráneas 14 Contaminación de aguas subterráneas ¿Cómo se mide el contenido de contaminantes? 15 ¿Cómo se mide el contenido de contaminantes? Existen métodos de muestreo y técnicas estandarizadas.(Standard Methods, IRAM, EPA) La normativa ambiental establece valores de vertido y niveles guía de calidad de acuerdo al uso que se le da al cuerpo de agua. En Jujuy, los anexos del DR Nº 5980/06 establece niveles guía de calidad de agua. ¿Cómo se mide el contenido de materia orgánica? 16 ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes?: Materia orgánica - Principales componentes: C, H, O, N, S, P, Fe - Principales grupos de sustancias: * Proteínas (40 a 60%) * Hidratos de carbono (25 a 50%) * Aceites y grasas (10%) - Pequeñas cantidades de: * Agentes tensioactivos (detergentes) * Contaminantes riesgosos (prioritarios) * Compuestos orgánicos volátiles (COV) * Pesticidas ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes?: Materia orgánica Medición del contenido de Materia orgánica - Determinación indirecta - DBO5 OD - DQO - DBO20 (última) - Determinación directa - COT 17 ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes?: Materia orgánica DBO Aplicaciones - Estimación de la cantidad de oxígeno necesario para estabilizar materia orgánica en forma biológica - Dimensionamiento de instalaciones de tratamiento - Medición de la eficiencia del tratamiento - Determinación del grado de cumplimiento de las normas de vuelco ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes?: Materia orgánica DBO LIMITACIONES - Requiere una concentración relativamente alta de inóculo aclimatado. - En presencia de sustancias tóxicas se requiere pretratamiento. - Solamente se miden los compuestos orgánicos biodegradables. - No tiene validez estequiométrica cuando la materia orgánica soluble se ha consumido. - La incubación es prolongada y arbitraria 18 ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes?: Materia orgánica DQO - La DQO no requiere inóculo y por lo tanto sus resultados no son afectados por la aclimatación. - Algunos compuestos orgánicos no se oxidan en forma eficiente con Cr2O7-2 (metanol, tolueno, piridina) - Los cloruros en altas concentraciones pueden interferir dando valores de DQO elevados. ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes?: Materia orgánica DQO Limitaciones - Muchos compuestos oxidable químicamente no lo son bioquímicamente. - Ciertos compuestos inorgánicos (sulfuros, sulfitos, tiosulfatos) son oxidables químicamente generando una DQO inorgánica, enmascarando el contenido orgánico. 19 ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes?: Materia orgánica COT PRINCIPIO: - Oxidación completa de la muestra al pasar por una columna rellena con catalizador. - Lectura posterior del CO2 generado mediante un analizador infrarrojo. 20 21 ¿Cómo se mide el contenido de contaminantes inorgánicos? 22 ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes inorgánicos? pH Cloruros Alcalinidad - Hidróxidos - Carbonatos - Bicarbonatos - Boratos, silicatos, fosfatos. ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes inorgánicos? Nitrógeno - NT = N orgánico + N-NH3 + N-NO2 - + N-NO3 - Nitrógeno Kjeldahl = N orgánico + N-NH3 Fósforo - Ortofosfato - Polifosfatos - Fósforo orgánico 23 ¿Cómo se mide el contenidos de contaminantes inorgánicos? Azufre - Sulfatos - Sulfuro de hidrógeno Metales pesados - Ni, Mn, Pb, Cr, Cd, Zn, Cu, Fe, Hg. Gases - N2 , O2 , CO2 , H2S, NH3 , CH4 ¿Cómo se mide el contenido de microorganismos? 24 ¿Cómo se mide el contenidos de microorganismos? Enumeración de microorganismos Ensayos de ecotoxicidad Organismos utilizados - Tipo de ensayo: toxicidad agudao crónica. - Tipo de agua: dulce o de mar Toxicidad aguda - Respuesta: inmovilidad o muerte - Duración: de 2 a 4 días 25 Ensayos de ecotoxicidad Concentración Letal (LC50): concentración de efluente en el agua de dilución necesaria para causar la mortalidad al 50% de la población probada en un lapso determinado. Nivel de efecto agudo no observado (NOAEL): máxima concentración de efluente probada que causa una mortalidad del 10% o menor Tratamiento de agua y efluentes 26 Esquema de tratamiento Agua sin tratar o residual PRETRATAMIENTO TRATAMIENTO PRIMARIO TRATAMIENTO SECUNDARIO TRATAMIENTO TERCIARIO Agua tratada Los tratamientos pueden ser físicos, químicos o biológicos Pretratamiento Objetivo Proteger operadores, instalaciones y procesos aguas abajo. Tratamiento: Rejas, desarenado, remoción de grasas, tamizado, ecualización, neutralización 27 28 Ecualización Tratamiento Primario Objetivo: Separar contaminantes por medios físicos Tratamiento: Sedimentación, flotación, a veces seguido de coagulación-floculación 29 Sedimentación Flotación por aire disuelto 30 Tratamientos secundarios Tratamientos biológicos aeróbicos Lagunas de estabilización Lagunas aireadas Zanjas de oxidación Barros activados Lechos percoladores Laguna aireada 31 Laguna aireada Laguna de estabilización 32 33 34 35 Tratamientos secundarios Tratamientos biológicos anaeróbicos Digestor anaeróbicos Reactores Filtros anaeróbicos Sistemas de contacto Reactores fluidizados con recirculación Reactor 36 Reactor Reactor: instalaciones complementarias 37 Digestor anaeróbico Tratamientos terciarios El tratamiento terciario incluye la eliminación de tres o más formas de contaminación, sólidos en suspensión, sólidos orgánicos disueltos y sólidos inorgánicos disueltos. Ejemplo: osmosis inversa, destilación, carbón activado, ozonización, etc. 38 FIN
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