Lección 12. Procesos contaminantes de las aguas subterráneas

Lección 12. Procesos contaminantes de las aguas subterráneas
Concepto de contaminación. Mecanismos de introducción de contaminantes.
Principales agentes contaminantes. Lucha contra la contaminación. Vigilancia
de la calidad del agua. Vulnerabilidad a la contaminación.
CONCEPTOS DE CALIDAD Y DE CONTAMINACIÓN
Contaminación es la modificación de las características físico-químicas de un agua, debida a la
intervención humana y que la inutiliza para un uso determinado.
La calidad se refiere a los componentes físico-químicos, independientemente de su origen y de
las posibilidades de utilización. Este concepto se refiere a la denominada "calidad natural".
Habitualmente, sin embargo, el término calidad hace alusión a la composición y características
del agua bajo el punto de vista de una utilización o aplicación determinada.
Estas posibilidades de aplicación están fijadas mediante las normas o indicadores de calidad,
establecidas en función de diversos criterios.
Las normas de calidad para abastecimiento urbano están fijadas por la Reglamentación
Técnico Sanitaria para el abastecimiento y control de calidad de las aguas potables de
consumo público (B.O.E. núm. 154 de 29 de Junio de 1982) desarrollando las normas el
Código Alimentario Español.
Aguas potables de consumo público son aquéllas utilizadas para este fin, cualquiera que sea
su origen, bien en su estado natural o después de un tratamiento adecuado, ya sean aguas
destinadas directamente al consumo o aguas utilizadas en la industria alimentaria de forma que
puedan afectar a la salubridad del producto final.
Agua potable es aquélla cuyos caracteres están comprendidos dentro de los aceptables como
tolerables en el Reglamento.
Agua sanitariamente permisible es aquélla en la que alguno de sus caracteres físicoquímicos
sobrepasan los límites tolerables, salvo en lo referente a productos tóxicos o radioactivos y
contaminación fecal. No podrán sobrepasar los límites microbiológicos siguientes: coliformes
fecales y estreptococos fecales, máximo 10 de cada uno de ellos en 100 ml; clostridium sulfito
reductores, máximo 2 en 20 ml; ausencia de coliformes fecales y de microorganismos parásitos
y patógenos.
Agua no potable es aquélla que no reúne las características exigidas en el reglamento a las
aguas potables o sanitariamente permisibles.
Agua tratada es aquélla que, habiendo sido sometida a un tratamiento adecuado, reúne las
características propias de las aguas potables o sanitariamente permisibles.
Caracteres orientadores de calidad son los correspondientes a una calidad deseable en el agua
potable. Siempre que sea posible, para futuros abastecimientos se elegirán aguas que cumplan
estos caracteres.
Caracteres tolerables corresponden a las concentraciones máximas aceptables para los
distintos parámetros en el agua potable. No deben de ser sobrepasados permanentemente en
los abastecimientos de aguas potables.
Caracteres orientadores de calidad son los correspondientes a una calidad deseable en el agua
potable. Siempre que sea posible, para futuros abastecimientos se elegirán aguas que cumplan
estos caracteres.
Caracteres tolerables corresponden a las concentraciones máximas aceptables para los
distintos parámetros en el agua potable. No deben de ser sobrepasados permanentemente en
los abastecimientos de aguas potables.
PRINCIPALES AGENTES CONTAMINANTES
Se pueden establecer los siguientes grupos: Contaminantes químicos, contaminantes
biológicos y contaminantes radioactivos
Los contaminantes químicos son muy variados y se pueden clasificar en iones normales,
iones nitrogenados, materia orgánica, metales pesados y compuestos tóxicos.
El grupo genérico de iones normales comprende los iones cloruro, sulfato, bicarbonato, sodio,
calcio, magnesio y los parámetros derivados: residuo seco y dureza. Un exceso general de
sales en el agua de bebida, por encima de los 1500 mg/l prescritos en la RTS no suele acarrear
graves consecuencias para un consumidor sano normal. No obstante, la presencia de ciertos
iones a partir de determinadas concentraciones puede presentar inconvenientes se sabor con
ciertos efectos fisiológicos y domésticos. Así, un exceso de cloruro, más de 300 mg/l,
proporciona al agua sabor salado. El sulfato a elevada concentración da sabor amargo, al igual
que el magnesio cuando aparece en concentraciones de varios centenares de mg/l. Efectos
laxantes suelen aparecer ligados a la asociación de sulfatos y magnesio o sodio en cantidades
importantes. El principal efecto de la dureza en las aguas de uso doméstico es el incremento en
el gasto de jabón, detergentes o productos de ablandamiento de las aguas para evitar
incrustaciones, aparte de las dificultades en la cocción de verduras y otros alimentos.
En cuanto a los iones nitrogenados, sobre todo se trata de los nitratos derivados de la
utilización de fertilizantes. La presencia de nitritos y amonio puede indicar que proceden de la
descomposición de la materia orgánica de algún vertido de residuos y que puede venir
acompañada de organismos patógenos.
Los principales inconvenientes que puede causar la materia orgánica en aguas destinadas al
consumo humano son los de color, olor y sabor, la posibilidad de existencia de
microorganismos patógenos que se nutren de ella y la presencia de ciertas sustancias
orgánicas no biodegradables que permanecen en el agua y cuyos efectos sobre la salud
humana aún no son suficientemente conocidos.
Se incluyen bajo la denominación de metales pesados los iones metálicos que, aunque suelen
aparecer como trazas en las aguas subterráneas, pueden ser indicio fundado de contaminación
cuando sus concentraciones son anormalmente altas. La presencia de Fe y Mn no constituye
un problema para la salud ya que mucho antes de alcanzar niveles tóxicos el agua es
intolerable por su sabor. La presencia de Al, fácilmente eliminable por el organismo, no parece
plantear especiales inconvenientes para la salud. Tampoco el Cu, ya que a elevadas
concentraciones comunica al agua un sabor desagradable. El Pb es muy peligroso por ser
acumulativo pudiendo provocar anemia, dolores abdominales, parálisis musculares etc..
cuando se ingiere de manera continuada en concentraciones altas. El Cr hexavalente es muy
tóxico y especialmente peligroso por su persistencia.
Entre los compuestos tóxicos y trazadores, los plaguicidas organoclorados son los más
peligrosos por su elevada toxicidad, por ser acumulativos y difícilmente degradables. Los
organofosforados y carbonatados presentan en general menos peligro aunque los posibles
efectos de todos ellos son escasamente conocidos.
Los detergentes comunican espuma y mal sabor.
El cianuro es altamente tóxico a elevadas concentraciones.
El principal problema que puede entrañar la contaminación microbiológica de las aguas
subterráneas consiste en la posible propagación de enfermedades producidas por bacterias o
virus que sean introducidas en el acuífero por los vertidos de productos fecales de origen
humano o animal.
A pesar del cuidadoso control de las sustancias radioactivas y de lo esporádico del vertido
accidental de las mismas, el riesgo de contaminación por estas sustancias no es despreciable
aunque no sea grande.
MECANISMOS DE INTRODUCCION Y PROPAGACION DE LA CONTAMINACION
EN EL ACUIFERO
Los principales mecanismos de llegada de contaminantes son los de propagación a partir de
la superficie, que incluyen los casos de arrastre de contaminantes desde la superficie del
terreno por las aguas de infiltración (vertidos sobre el terreno, uso de fertilizantes, etc..) y los de
infiltración de aguas superficiales contaminadas desde ríos, acequias, etc.., provocados por la
acción humana; los de propagación desde la zona no saturada cuyos ejemplos más típicos
son los derivados de los sistemas de tratamiento de aguas residuales domésticas y de
embalsamiento superficial de residuos líquidos de diversa procedencia y, finalmente, los de
propagación originados en la zona saturada cuyos casos más típicos son los pozos de
inyección y la progresión de la intrusión salina por alteración del régimen de flujo.
CONTAMINANTE
Contaminación
I. Arrastre de contaminantes
desde la superficie
CONTAMINANTE
Contaminación
II. Inyección directa al acuífero
LUCHA CONTRA LA CONTAMINACION DE LAS AGUAS SUBTERRANEAS
Existen dos características esenciales en los procesos de contaminación de las aguas
subterráneas que es imprescindible tener en cuenta a la hora de adoptar soluciones sobre la
protección de los recursos hídricos subterráneos: la protección que para el acuífero representa
la zona no saturada, y la dificultad de localizar y eliminar la contaminación una vez producida.
Es por ello que los métodos de prevención de la contaminación son más eficaces que los
métodos de curación.
Métodos preventivos
Estos métodos, en conjunto, persiguen una triple finalidad:
♦ Evitar que el contaminante llegue al acuífero
♦ Reducir su peligrosidad antes de que el contaminante alcance el acuífero
♦ Limitar la cantidad de contaminante que llega al acuífero
La primera finalidad puede conseguirse por:
♦ Ordenación espacial de las actividades contaminantes en áreas cuya vulnerabilidad haya
sido previamente determinada
♦ Establecimiento de perímetros de protección de calidad, prohibiendo o limitando ciertas
actividades, especialmente en las proximidades de las captaciones o en las zonas de
recarga de los acuíferos.
♦ Establecimiento de normativas de construcción y abandono de pozos, vía frecuente de
contaminación directa de acuíferos.
♦ Impermeabilización y control efectivo de la misma en cuantos depósitos o
almacenamientos de residuos constituyan una amenaza para el mantenimiento de la
calidad del agua subterránea.
♦ Drenaje somero, especialmente en zonas de conatminación difusa.
♦ Control de la inyección directa de residuos industriales o domésticos
♦
Protección frente a la intrusión por limitaciones de caudales de bombeo.
La reducción de la peligrosidad de un contaminante antes de que alcance el acuífero puede
lograrse a través de diferentes tratamientos de depuración artificial o natural del mismo (
plantas de tratamiento o vertido en zonas con adecuado poder autodepurador).
La reducción de la cantidad de contaminante puede lograrse a través de reciclados,
optimizando la aplicación de fertilizantes nitrogenados utilizados en agricultura y mediante
vertidos controlados que limiten la producción de lixiviados, con drenajes adecuados,
impermeabilización, etc..
Métodos curativos
Se basan, normalmente, en procesos de alteración del flujo subterráneo.
♦ Modificación de bombeos, especialmente en zonas con problemas de intrusión marina o de
acuíferos conectados con ríos contaminados
♦ Barreras hidráulicas de presión, modificando los gradientes de modo que se detenga el
flujo de agua contaminada hacia los puntos de extracción
♦ Barreras de depresión entre el foco contaminante y las captaciones a proteger
♦ Intercepción y extracción, por bombeo, del contaminante (p.e. en fugas de hidrocarburos)
♦ Barreras subterráneas impermeables
VIGILANCIA DE LA CALIDAD DEL AGUA SUBTERRANEA
La Agencia de Protección Ambiental (EPA) define el término vigilancia de la calidad del agua
como "un programa, científicamente concebido, de reconocimiento continuo que incluye
muestreos directos y medidas indirectas de calidad, inventario de las causas de cambio
actuales o potenciales, así como análisis de la causa de cambios acaecidos y predicción de la
naturaleza de los futuros cambios de calidad".
En líneas generales, se pueden distinguir cuatro tipos de vigilancia de la calidad:
• Determinación de la tendencia general que permita conocer el estado de la calidad en
relación con las normas de calidad así como definir el "fondo regional de calidad".
• Detección de las fuentes potenciales de contaminación
• Observación de las contaminaciones detectadas
• Vigilancia y control de contaminaciones esporádicas
Para llevar a cabo esta vigilancia se diseña una red de control cuya densidad, frecuencia de
muestreo y parámetros a determinar se seleccionan de acuerdo al objetivo específico del
programa de vigilancia.
VULNERABILIDAD A LA CONTAMINACION
Se pueden establecer categorías de vulnerabilidad de los acuíferos a la contaminación de
cualquier origen, en función de las siguientes litologías:
1. Terrenos donde los acuíferos son muy vulnerables a la contaminación. Zonas donde es
necesario extremar las medidas preventivas:
Formaciones aluviales
Acuíferos libres
Calizas muy fisuradas y/o karstificadas
Formaciones fisuradas ( calizas, areniscas, basaltos)
2. Terrenos donde los acuíferos se encuentran parcialmente protegidos, bien de la entrada de
agentes contaminantes o bien de su propagación, por ciertas características específicas:
Acuíferos aluviales cautivos poco profundos
Acuíferos en arenas o areniscas
3. Terrenos donde la contaminación de los acuíferos puede revestir características variables,
por ser poco extensos y de tipos muy diversos:
Formaciones de permeabilidad variable. Alternancia de materiales permeables e
impermeables: calizas, margas, arenas, arcillas, pizarras, molasas, materiales volcánicos...
4. Zonas en las que, por no existir prácticamente afloramientos de materiales permeables, la
contaminación afectará casi exclusivamente, a las aguas superficiales:
Formaciones sedimentarias impermeables. Margas y arcillas. Sirven de protección a
acuíferos cautivos profundos.
Terrenos antiguos plegados y metamorfizados. Pizarras, micacitas, neises,..
Terrenos graníticos y ultrametamórficos. No se excluye la presencia de pequeños
acuíferos libres, muy vulnerables, asentados en las áreas de alteración o arenización.
CAUSAS DE CONTAMINACIÓN
- por actividades urbanas
- por actividades agrícolas
- por actividades industriales
- por aguas salinas
- por actividades mineras
- por vertidos de origen urbano
- otros