Contaminación del agua

Aguas subterráneas. Mares. Océanos. Aguas residuales. Petróleo. Eutrofización

  • Enviado por: Hazel K7
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La contaminación

     Llamamos contaminación al vertido de residuos en un medio por encima de la capacidad de este para eliminarlos. La proliferación de estos residuos supone un desequilibrio grave en el ecosistema, hasta el punto de llegar a imposibilitar la vida de las especies existentes en este. Para hablar de contaminación, solemos enfocarla en: contaminación atmosférica, contaminación del suelo y contaminación de las aguas. Ya que en la evaluación anterior hemos tratado ampliamente la contaminación atmosférica, en este trabajo hablaremos por encima de la contaminación del suelo, y nos centraremos específicamente en la contaminación de los ríos y los mares.

El aire

     El aire es un medio que resulta altamente contaminable. El problema real de la contaminación atmosférica comienza con la utilización masiva de combustibles fósiles en la industria y la automoción. Las ciudades son lugares en las que las concentraciones de partículas contaminantes son especialmente elevadas, junto con los grandes centros industriales. Las corrientes de aire extienden las partículas contaminantes por todo el globo, pero es en los países industrializados donde mayor incidencia tiene la contaminación del aire. Estas partículas (CO2, SO2, y un largo etcétera) se mezclan con el agua de la atmósfera, formando ácido clorhídrico y sulfúrico, y precipitan dando lugar a la lluvia ácida, de efectos enormemente perjudiciales para las biocenosis.

     En cuanto a las consecuencias de la contaminación aérea en el clima global, estas están aún por determinar, puesto que, por un lado, parece que hace disminuir el brillo del sol reflejando parte de los rayos solares (efecto albedo), por otro hace aumentar el efecto invernadero. Los estudios al respecto son aún demasiado escasos para llegar a conclusiones definitivas, pero parece bastante claro que la contaminación es un importante factor agravante del efecto invernadero, y causante por extensión del calentamiento global.

El suelo

     El suelo es el principal afectado de la contaminación coloidal (referente a la lluvia ácida o la utilización en la agricultura de abonos químicos nitrogenados). En la agricultura, el cultivo de una sola especie le hace perder los nutrientes necesarios para su crecimiento, y dificultan también el desarrollo de otras especies, con lo que se disminuye la variedad de las plantas.

     Además, la deforestación y los incendios favorecen la pérdida del suelo, sobre todo si es heredado de condiciones ecológicas antiguas, de una manera irrecuperable.

     La sociedad, en suma, incide sobre el paisaje transformándolo y modificando su funcionamiento, para obtener de él los recursos necesarios que permiten el desarrollo económico, pero sin que el medio se vea expoliado hasta su desaparición. La manera y la velocidad con la que se extraen esos recursos es lo que provoca los desequilibrios.

La contaminación del suelo es la presencia de compuestos químicos en este o las alteraciones que este pueda sufrir a causa de la actividad humana. Esta contaminación generalmente aparece al producirse una ruptura de tanques de almacenamiento subterráneo, por el uso de pesticidas, por filtraciones de rellenos sanitarios o por acumulación directa de productos industriales. Los químicos más comunes incluyen hidrocarburos de petróleo, solventes, pesticidas y otros metales pesados. El nivel de contaminación en un suelo esta estrechamente relacionado con el grado de industrialización e intensidad del uso de químicos. La presencia de contaminantes en el suelo se refleja de forma directa sobre la vegetación induciendo su degradación, la reducción del numero de especies presentes en ese suelo, y más frecuentemente la acumulación de contaminantes en las plantas, sin generar daños notables en éstas.

En lo referente e a la contaminación de suelos, el peligro que conllevan es principalmente sanitario, pues pueden causar graves trastornos por el contacto con el área contaminada de forma directa y al entrar esta en contacto con las fuentes de agua potable. La delimitación de las zonas contaminadas y la correspondiente limpieza de esta, son tareas que consumen mucho tiempo y dinero, requiriendo extensas habilidades de geología, hidrografía, química, etc.

Las causas más comunes de contaminación del suelo son:

  • Tecnología agrícola nociva (uso de aguas negras o de aguas de ríos contaminados; uso indiscriminado de pesticidas, plaguicidas y fertilizantes peligrosos en la agricultura).

  • Carencia o uso inadecuado de sistemas de eliminación de basura urbana.

  • Industria con sistemas antirreglamentarios de eliminación de los desechos.

Los plaguicidas o insecticidas son prácticamente el agente contaminante de suelos de mayor relevancia. La población mundial ha crecido en forma abismal en estos últimos años. Este aumento demográfico exige al hombre un gran desafío en relación con los recursos alimenticios, lo cual implica una utilización más intensiva de los suelos, con el fin de obtener un mayor rendimiento agrícola. Ello implica un aumento en el uso de plaguicidas e insecticidas, altamente contaminantes. Uno de los insecticidas más usados, y al mismo tiempo un conocido contaminante, es el DDT. Este insecticida puede mantenerse por 10 años o más en los suelos y no se descompone. Los insecticidas como el DDT se introducen en las cadenas alimenticias y se concentran en el tejido graso de los animales. Cuanto más eslabones ascendamos en dicha cadena, más concentrados estará el insecticida. Hay otros insecticidas que son usados en las actividades hortofrutícolas. Son biodegradables y no se concentran, pero su acción tóxica está asociada al mecanismo de transmisión del impulso nervioso, provocando en los organismos contaminados una descoordinación del sistema nervioso.

El agua

Introducción

El agua es un recurso escaso, pero de importancia vital para la sociedad y la naturaleza, ya que forma parte, en un tanto por ciento elevado, de la constitución de todos los seres vivos. Del agua existente en el planeta, sólo una pequeña parte es aprovechable por la sociedad, y por la mayor parte de la naturaleza.

     El agua es un recurso que proporciona energía y vida. La peculiar forma de vida humana y las técnicas de producción son grandes consumidoras de agua, lo que exige la creación de infraestructuras, como embalses y conducciones de distribución del agua, tanto aéreas como subterráneas, para permitir su mayor aprovechamiento. Incluso se puede llegar al trasvase de agua entre cuencas hidrográficas.

     El 80% del agua disponible se utiliza en la agricultura de regadío. Esta agua se contamina mucho o poco en función de los pesticidas empleados. Un 14% del agua es empleado en la industria, porcentaje que resulta altamente contaminado. El 6% restante lo constituye el consumo humano propiamente dicho, cantidad que resulta también altamente contaminada. Frecuentemente, parte del agua disponible se pierde a causa de las malas conducciones (hasta un 40%).

     Los productos contaminantes del agua son a menudo difícilmente degradables, como los aceites o los detergentes. Estos productos se vierten en los ríos, con lo que se disminuyen las proporciones de oxígeno en estos. Algunos productos pueden actuar directamente como veneno para algunas especies que viven en el agua o que la utilizan (por ejemplo para beber), es el caso de la contaminación por mercurio y  otros metales pesados. Estos productos, a través del agua, se depositan en los suelos y entran a formar parte de la cadena trófica y la alimentación humana. A través de los ríos, los productos contaminantes llegan a los mares (aparte de los que se vierten directamente al mar), comprometiendo el equilibrio ecológico de ellos, de su entorno y de todo el planeta. Los ríos, lagos y mares recogen, desde tiempos inmemoriales, las basuras producidas por la actividad humana. 

El ciclo natural del agua tiene una gran capacidad de renovación, pero esta misma facilidad de regeneración del agua, y su aparente abundancia, hace que sea el vertedero habitual en el que arrojamos los residuos producidos por nuestras actividades: pesticidas, desechos químicos, metales pesados, residuos radiactivos, etc. Muchas aguas están contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas para la salud humana, y dañinas para la vida.

La degradación de las aguas viene de antiguo y en algunos lugares, como la desembocadura del Nilo, hay niveles altos de contaminación desde hace siglos; pero ha sido en este cuando se ha extendido este problema a los ríos y mares de todo el mundo.

Alteraciones fisicoquimicobiológicas del agua y enfermedades debidas a aguas contaminadas:

A continuación se presentan unos cuadros con las distintas alteraciones fisicoquímicas y biológicas que puede sufrir el medio acuático, así como con enfermedades provocadas por agentes patógenos presentes en las aguas contaminadas:

Alteraciones físicas del agua
 

Alteraciones físicas 

Características y contaminación que indica

Color

Color

El agua no contaminada suele tener ligeros colores rojizos, pardos, amarillentos o verdosos debido, principalmente, a los compuestos férricos o a 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, incluso aunque se encuentren 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. Un aumento de la temperatura conlleva también un incremento en la velocidad de las reacciones del metabolismo, acelerando la putrefacción. La temperatura óptima del agua para beber está entre 10 y 14 ºC.

Las centrales nucleares, térmicas y otras industrias afectan a la contaminación térmica de las aguas, a veces de forma muy grave.

Materiales en suspensión

Diversas partículas (como arcillas, limo y otras) que aunque no lleguen a estar disueltas, son arrastradas por el agua de dos maneras:

- En suspensión estable

- En suspensión que sólo dura mientras el movimiento del agua las arrastra.

Las suspendidas de manera estable sólo precipitarán después de haber sufrido coagulación o floculación (reunión de varias partículas).

Radiactividad

Radiactividad

Las aguas naturales tienen unos ciertos valores de radiactividad, debidos sobre todo a isótopos del K.

Algunas actividades humanas pueden contaminar el agua con isótopos radiactivos, aumentando la radiactividad del agua a niveles alarmantes e incluso peligrosos para la vida.

Espumas

Los detergentes producen espumas y añaden fosfato al agua (eutrofización). Esto disminuye en gran medida el poder autodepurador de los ríos, pues altera la actividad bacteriana.

También interfieren en los procesos de floculación y sedimentación en las estaciones depuradoras.

Alteraciones químicas del agua

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 el ácido sulfúrico procedente de algunos minerales, por los ácidos húmicos disueltos del mantillo del suelo, etc. La principal sustancia 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, como los tratamientos de depuración, etc.

Una variación en los niveles de pH puede resultar, por tanto, extremadamente grave para el desarrollo de la vida de un ecosistema.

Oxígeno disuelto

Oxígeno disuelto

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 un valor empleado para medir la cantidad de oxígeno disuelto en el medio acuático requerido por los microorganismos para la oxidación aerobia de la materia orgánica biodegradable presente en el agua.

Se mide a los cinco días (de ahí el subíndice `5'). 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 (normalmente bicromato potásico en medio ácido).

Se determina en tres horas y, en la mayoría de los casos, guarda una buena relación con la DBO5, por lo que es de gran utilidad al no necesitar los cinco días de la DBO5. 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

Algunos compuestos de nitrógeno constituyen nutrientes esenciales para los organismos de determinados medios acuáticos. Su presencia en exceso en las aguas es una importante causa de la 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

Fósforo total

El fósforo, como el nitrógeno, es nutriente esencial para la vida. Su exceso en el agua provoca también 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

ANIONES CLORUROS: indican la salinidad del medio acuático en un ecosistema en cuestión.

NITRATOS: indican contaminación agrícola 

NITRITOS: indican actividad bacteriólogica

FOSFATOS: indican detergentes y fertilizantes

SULFUROS: indican acción bacteriológica anaerobia (aguas negras, etc.)

CIANUROS: indican contaminación de origen industrial

FLUORUROS: en algunos casos se añaden al agua para prevenir la aparición de ciertos organismos bacteriolóicos nocivos (como se hace con los dentífricos y las caries), aunque es una práctica muy discutida.

Cationes:

Sodio,

calcio y magnesio,

Amonio,

metales pesados


SODIO: indica salinidad

CALCIO Y MAGNESIO: están relacionados con la dureza del agua

AMONIO: contaminación con fertilizantes y heces

METALES PESADOS: de efectos muy nocivos. Se acumulan en las cadenas tróficas.

Compuestos orgánicos

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, pues dan al agua muy mal olor y sabor.

Alteraciones biológicas del agua

Alteraciones biológicas del agua

Contaminación que indican

Bacterias coliformes

Desechos fecales

Virus

Desechos fecales y restos orgánicos

Animales, plantas, microorganismos diversos en excesiva abundancia

Eutrofización

Enfermedades provocadas por agentes patógenos presentes en las aguas contaminadas:

Tipo de 

microorganismo

Enfermedad

Síntomas

Bacterias

Cólera

Diarreas y vómitos intensos. Deshidratación.

Frecuentemente es mortal si no se trata adecuadamente.

Bacterias

Tifus 

Fiebres.

Diarreas y vómitos.

Inflamación del bazo y del intestino. 

Bacterias

Bacterias

Disentería

Diarrea.

Raramente es mortal en adultos, pero produce la muerte de muchos niños en países poco desarrollados.

Bacterias

Gastroenteritis

Náuseas y vómitos.

Dolor en el digestivo.

Poco riesgo de muerte.

Virus

Hepatitis

Inflamación del hígado e ictericia.

Puede causar daños permanentes en el hígado

Virus

Poliomelitis

Dolores musculares intensos.

Debilidad.

Temblores.

Parálisis.

Puede ser mortal.

Protozoos

Disentería amebiana

Diarrea severa, escalofríos y fiebre. Puede ser grave si no se trata

Gusanos

Esquistosomiasis

Anemia y fatiga continuas.

Principales Substancias contaminantes del agua

Hay un gran número de contaminantes del agua que se pueden clasificar de muy diferentes maneras. Una posibilidad bastante usada es agruparlos en los siguientes ocho grupos: 

1. Microorganismos patógenos. Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías de desarrollo, las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los motivos más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños. 

Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros restos orgánicos que producen las personas infectadas. Por esto, un buen índice para medir la salubridad de las aguas, en lo que se refiere a estos microorganismos, es el número de bacterias coliformes presentes en el agua. La OMS (Organización Mundial de la Salud) recomienda que en el agua para beber haya 0 colonias de coliformes por 100 ml de agua.

2. Desechos orgánicos. Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferación de bacterias agota el oxígeno, y ya no pueden vivir en estas aguas peces y otros seres vivos que necesitan oxígeno. Buenos índices para medir la contaminación por desechos orgánicos son la cantidad de oxígeno disuelto en agua, o la DBO (Demanda Biológica de Oxígeno).

3. Sustancias químicas inorgánicas. En este grupo están incluidos ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo. Si están en cantidades altas, pueden causar graves daños a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrícolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua.

4. Nutrientes vegetales inorgánicos. Los nitratos y los fosfatos son sustancias solubles en agua que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos, provocando la eutrofización de las aguas. Cuando estas algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los microorganismos, se agota el oxígeno, lo que hace imposible la vida de otros seres vivos. El resultado es un agua maloliente e inutilizable.

5. Compuestos orgánicos. Muchas moléculas orgánicas como petróleo, gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo en ella, pues al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difíciles de degradar por los microorganismos del ecosistema de manera natural.

6. Sedimentos y materiales suspendidos. Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensión en estas, son, en términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentación o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, rías y puertos.

7. Sustancias radiactivas. Los isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a veces, se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas tróficas, alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos tejidos vivos que las que tenían en el agua.

8. Contaminación térmica. El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses, con lo que disminuye su capacidad de contener oxígeno, afectando por tanto a la vida de los organismos.

Contaminación de los mares y los océanos

El vertedero final para una gran parte de nuestros desechos es el océano. A él van a parar gran parte de los vertidos urbanos e industriales. No sólo recibe las aguas residuales, sino que, en muchas ocasiones, se usa para arrojar las basuras o, incluso, los residuos radiactivos.

El 80% de las substancias que contaminan el mar tienen su origen en tierra. De las fuentes terrestres la contaminación difusa es la más importante. Incluye pequeños focos, como tanques sépticos, coches, camiones, etc., y otros mayores, como granjas, tierras de cultivo, bosques, etc. Los accidentes marítimos son responsables de alrededor de un 5% de los hidrocarburos vertidos en el mar. En cambio, una ciudad de cinco millones de habitantes acaba vertiendo en un año la misma cantidad que derramó el buque Exxon Valdez en su accidente en Alaska.

Aproximadamente un tercio de la contaminación que llega a los mares empieza siendo contaminación atmosférica pero después acaba cayendo a los océanos.

En los fondos oceánicos hay, en este momento, decenas de miles de barriles con substancias como plutonio, cesio o mercurio, resultado de décadas de uso del océano como vertedero para grandes cantidades de desechos. Por ejemplo, como consecuencia de los accidentes sufridos por diversos barcos de guerra desde 1956 hasta 1989, ocho reactores nucleares completos, con todo su combustible, y 50 armas nucleares, se encuentran en el fondo de diversos mares del globo.

Por otro lado, el exceso de aporte de nutrientes causa eutrofización en grandes zonas marítimas. En la desembocadura del Mississippi, por ejemplo, una zona de unas 4000 millas cuadradas en las costas de Texas y Louisiana ha perdido gran parte de su fauna como consecuencia del enriquecimiento de nutrientes continuado por el excesivo crecimiento de las algas y del empobrecimiento en oxígeno provocado por la putrefacción de estas algas.

Alrededor del 60% de las especies viven en la franja de 60 Km más próxima a la costa. Todos ellos se ven especialmente afectados por la contaminación de los mares y océanos, que se nos presenta aún más grave en las zonas cercanas a las costas, lo que es especialmente importante teniendo en cuenta que, según algunos cálculos, algo más de la mitad de todos los servicios que la naturaleza, en su conjunto, provee a la humanidad procede de las costas.

La capacidad purificadora de las grandes masas de agua marina es muy grande. En ellas se diluyen, dispersan o degradan ingentes cantidades de aguas fecales, hidrocarburos, desechos industriales e, incluso, materiales radiactivos. Por este motivo es muy tentador recurrir al barato sistema de arrojar al mar los residuos de los que queremos deshacernos; pero en muchos lugares, los excesos cometidos han convertido grandes zonas del mar en desiertos de vida o en cloacas malolientes.

- Costas:

'Contaminacin del agua'
Las zonas costeras son las que más han sufrido la actividad humana. Una gran parte de la población mundial vive cerca de las costas. Por ejemplo, en Europa, alrededor del 30% de la población vive a menos de 50 km. de la costa; y en España, 12,5 millones de habitantes - número que aumenta considerablemente en verano-, viven en las ciudades situadas en los algo más de 8 000 km. de costa que tiene el país. Así se entiende que una gran parte de las orillas de los mares del mundo tengan graves problemas de contaminación. 

Los vertidos son la principal fuente de contaminación de las costas. En la mayor parte de los países en vías de desarrollo, y en muchos lugares de los desarrollados, los vertidos de las ciudades se suelen hacer directamente al mar, sin tratamientos previos de depuración. 

Además, las zonas donde la renovación del agua es más lenta (marismas, estuarios, bahías, puertos) son las más maltratadas. En ellas es frecuente encontrar peces con tumores y graves enfermedades, o moluscos y crustáceos cuya pesca y consumo están prohibidos, porque contienen altas dosis de productos tóxicos. 

- Aguas libres:

Los efectos de los vertidos también se dejan sentir en las aguas libres de mares y océanos. Las grandes cantidades de plástico echadas al mar son las responsables de la muerte de muchas focas, ballenas, delfines, tortugas, y aves marinas, que quedan atrapadas en ellas o se las comen. 

En algunos casos el exceso de materia orgánica y de nutrientes que hacen proliferar las algas, genera procesos de putrefacción tan fuertes, que se consume el oxígeno disuelto en el mar y los peces y otros organismos mueren, originándose grandes "zonas sin vida" (como está sucediendo en el mar Báltico).

Origen de la contaminación de las aguas

La contaminación de las aguas puede proceder de fuentes naturales o de actividades humanas. En la actualidad la más importante, sin duda, es la provocada por el hombre. El desarrollo y la industrialización suponen un mayor uso de agua, así como una gran generación de residuos, muchos de los cuales van a parar al agua, y el uso de medios de transporte fluviales y marítimos que, en muchas ocasiones, son causa de contaminación de las aguas. 

A continuación se consideran las fuentes naturales y antropogénicas de contaminación, estudiando dentro de estas últimas las industriales, los vertidos urbanos, las procedentes de la navegación y de las actividades agrícolas y ganaderas, etc.

Fuentes naturales

Algunas fuentes de contaminación del agua son naturales. Por ejemplo, el mercurio, que se encuentra naturalmente en la corteza de la Tierra y en los océanos, contamina la biosfera mucho más que el procedente de la actividad humana. Algo similar pasa con los hidrocarburos y con muchos otros productos. 

Normalmente las fuentes de contaminación natural son muy dispersas y no provocan concentraciones altas de polución, excepto en algunos lugares muy concretos. La contaminación de origen humano, en cambio, se concentra en zonas concretas y, para la mayor parte de los contaminantes, es mucho más peligrosa que la natural.

Fuentes de origen humano

Hay cuatro focos principales de contaminación antropogénica:

1. Industria. Según el tipo de industria se producen distintos tipos de residuos. Normalmente en los países desarrollados, muchas industrias poseen eficaces sistemas de depuración de las aguas, sobre todo las que producen contaminantes más peligrosos, como metales tóxicos. Sin embargo, en algunos países en vías de desarrollo la contaminación del agua por residuos industriales es muy importante. 

Sector industrial

Substancias contaminantes principales

Construcción

Sólidos en suspensión, metales, alteraciones en los niveles de pH.

Minería

Sólidos en suspensión, metales pesados, materia orgánica, alteraciones en los niveles de pH, cianuros.

Energía

Calor, hidrocarburos y productos químicos.

Textil y piel

Cromo, taninos, tensoactivos, sulfuros, colorantes, grasas, disolventes orgánicos, ácidos acético y fórmico, sólidos en suspensión.

Automoción

Aceites lubricantes, pinturas y aguas residuales.

Navales

Petróleo, productos químicos, disolventes y pigmentos.

Siderurgia

Cascarillas, aceites, metales disueltos, emulsiones, sosas y ácidos.

Química inorgánica

Hg, P, fluoruros, cianuros, amoniaco, nitritos, ácido sulfhídrico, F, Mn, Mo, Pb, Ag, Se, Zn, etc. y los compuestos derivados de todos ellos. 

Química orgánica

Organohalogenados, organosilícicos, compuestos cancerígenos y otros que afectan al balance de oxígeno.

Fertilizantes

Nitratos y fosfatos.

Pasta y papel

Sólidos en suspensión y otros que afectan al balance de oxígeno.

Plaguicidas

Organohalogenados, organofosforados, compuestos cancerígenos, etc.

Fibras químicas

Aceites minerales y otros que afectan al balance de oxígeno.

Pinturas, barnices y tintas

Compuestos organoestámicos, compuestos de Zn, Cr, Se, Mo, Ti, Sn, Ba, Co, etc.

2. Vertidos urbanos. La actividad doméstica produce principalmente residuos orgánicos, pero el alcantarillado arrastra además todo tipo de sustancias: emisiones de los automóviles (hidrocarburos, plomo, otros metales, etc.), sales, ácidos, etc. 

La Directiva 91/271/CEE de la Unión Europea sobre el Tratamiento  de las Aguas Residuales Urbanas, aprobada en mayo de 1991, urgía a los estados miembros a tomar las medidas para lograr que todas las aguas residuales fueran adecuadamente recogidas y sometidas a tratamientos secundarios o equivalentes antes de ser vertidas. Marcaba diversos objetivos, dependiendo del tamaño de las poblaciones, que se debían cumplir entre el año 1995 y el 2005. También exigía a los estados miembros la identificación de las llamadas áreas sensibles (las sujetas a eutrofización y las que se van a dedicar al consumo humano y no cumplen las condiciones de las anteriores directivas europeas) antes de 1993. La mayor parte de estas medidas aún no se han realizado o están inacabadas.

La obligada construcción de depuradoras en los municipios está reduciendo de forma importante este tipo de contaminación, pero en España la depuración de aguas residuales es todavía muy insuficiente. Menos de la mitad de la población española trataba sus aguas residuales como lo manda la Directiva Comunitaria al comienzo de los noventa y en el periodo 1995- 2005, fue necesario invertir más de dos billones de pesetas para cubrir las necesidades de saneamiento y depuración conforme a la legislación comunitaria. 

3. Navegación. Produce diferentes tipos de contaminación, especialmente con hidrocarburos. Los vertidos de petróleo, accidentales o no, provocan importantes daños ecológicos.

Según el estudio realizado por el Consejo Nacional de Investigación de los EEUU, en 1985 se vertieron al mar unas 3.200.000 Toneladas de hidrocarburos. A lo largo de la década de los ochenta se tomaron diversas medidas para disminuir la contaminación de los mares y la Academia de las Ciencias de EEUU estimaba que se habían reducido en un 60% los vertidos durante estos años. Aún así, en 1989 se vertieron al océano algo más de 2.000.000 de toneladas. De esta cifra el mayor porcentaje corresponde a las aguas residuales urbanas y a las descargas industriales (en total más del 35%). Otro tercio correspondería a vertidos procedentes de buques (más por operaciones de limpieza y similares que por accidentes), y el resto a filtraciones naturales e hidrocarburos que llegan a través de la atmósfera.

4. Agricultura y ganadería. Los trabajos agrícolas producen vertidos de pesticidas, fertilizantes y restos orgánicos de animales y plantas que contaminan de una forma difusa pero muy notable las aguas. 

La mayoría de los vertidos directos en España (el 65% de los 60 000 vertidos directos que hay), son responsabilidad de la ganadería. Se llaman directos los vertidos que no se hacen a través de redes urbanas de saneamiento, y por tanto son más difíciles de controlar y depurar.

La legislación española que transcribe la Directiva Comunitaria 91/676/CEE, incide en los vertidos de nitratos de origen agrario, sobre todo en las denominadas zonas vulnerables, las aguas subterráneas cuya concentración en nitratos sea superior a 50 mg/L y los embalses, lagos y otros ecosistemas acuáticos que se encuentren en estado eutrófico o en peligro de estarlo.

Contaminación de las aguas subterráneas

Las aguas subterráneas son una de las principales fuentes de suministro de agua para uso doméstico y para el riego en muchas partes de España y del mundo. En España, alrededor de la tercera parte del agua que se usa en las ciudades y la industria, y la cuarta parte de la que se usa en agricultura, son aguas subterráneas.

En muchos lugares en los que las precipitaciones son escasas e irregulares pero el clima es muy apto para la agricultura, son un recurso vital y una gran fuente de riqueza, ya que permiten cultivar productos muy apreciados en los mercados internacionales.

Las aguas subterráneas suele ser más difíciles de contaminar que las superficiales, pero cuando esta contaminación se produce, es también más difícil de eliminar. Esto se debe a que las aguas del subsuelo tienen un ritmo de renovación muy lento. Se calcula que mientras el tiempo de permanencia medio del agua en los ríos es de días, en un acuífero es de cientos de años, lo que hace muy difícil su purificación.

Problemas en el uso de las aguas subterráneas.

La explotación incorrecta de las aguas subterráneas origina varios problemas. En muchas ocasiones la situación se agrava por el reconocimiento tardío de que se está deteriorando el acuífero, porque como el agua subterránea no se ve, el problema puede tardar en hacerse evidente. Los principales problemas son:

a) Por agotamiento del acuífero.

Un buen uso de las aguas subterráneas exige tener en cuenta que, en los lugares donde las precipitaciones son escasas, los acuíferos se van cargando de agua muy lentamente y si se consumen a un ritmo excesivamente rápido, se agotan. Cuando se produce explotación intensiva, sequía u otras causas que van disminuyendo el nivel del agua contenida en el acuífero, se derivan problemas ecológicos como los sucedidos, por ejemplo, en las Tablas de Daimiel, Parque Nacional situado en La Mancha formado por zonas húmedas muy ricas en aves. La explotación creciente para usos agrícolas del acuífero 23 que nutre de agua al Parque, ha hecho que en los años de pocas lluvias grandes áreas de las Tablas se queden sin agua.

Cuando estos acuíferos se encuentran en la costa, al ir vaciándose de agua dulce, van siendo invadidos por agua salada (intrusión marina) y quedan así inutilizados para el uso humano. En la costa mediterránea española, prácticamente todos los acuíferos están afectados por este problema y necesitan una mejora urgente de su explotación o de sus sistemas de control y, en muchos casos, es imprescindible permitir que se recarguen de agua antes de seguir explotándolos.

b) Por contaminación de las aguas subterráneas.

Se suelen distinguir dos tipos de procesos contaminantes de las aguas subterráneas: los "puntuales" que afectan a zonas muy localizadas, y los "difusos" que provocan contaminación dispersa en zonas amplias, en las que no es fácil identificar un foco principal. Algunas actividades que suelen provocar contaminación puntual son: 

  • Lixiviados de vertederos de residuos urbanos y fugas de aguas residuales que se infiltran en el terreno. 

  • Lixiviados de vertederos industriales, derrubios de minas, depósitos de residuos radiactivos o tóxicos mal aislados, gasolineras con fugas en sus depósitos de combustible, etc.

  • Pozos sépticos y acumulaciones de purines procedentes de las granjas.

Este tipo de contaminación sueles ser más intensa junto al lugar de origen, y se va diluyendo al alejarnos. La dirección que sigue el flujo del agua del subsuelo influye de forma muy importante en determinar en que lugares los pozos tendrán agua contaminada y en cuales no. Puede suceder que un lugar relativamente cercano al foco contaminante tenga agua limpia, porque la corriente subterránea aleja el contaminante de ese lugar, y a la inversa. La contaminación difusa suele estar provocada por: 

  • Uso excesivo de fertilizantes y pesticidas en la agricultura o en las prácticas forestales. 

  • Explotación excesiva de los acuíferos que facilita el que las aguas salinas invadan la zona de aguas dulces.

Este tipo de contaminación puede provocar situaciones especialmente preocupantes con el paso del tiempo, al ir cargándose de contaminación, lenta pero continuamente, zonas muy extensas.

'Contaminacin del agua'

Imagen: Fuentes puntuales y difusas de contaminación de las aguas subterráneas

Depuración

Los acuíferos tienen una cierta capacidad de autodepuración, mayor o menor según el tipo de roca y otras características. Las sustancias contaminantes, al ir el agua avanzando entre las partículas del subsuelo, se filtran y dispersan y también son neutralizadas, oxidadas, reducidas o sufren otros procesos químicos o biológicos que las degradan. De esta manera el agua va limpiándose.

Cuando la estructura geológica del terreno facilita una zona amplia de aireación, los procesos de depuración son más eficaces. También es muy favorable la abundancia de arcillas y de materia orgánica. En cambio, en los depósitos aluviales o las zonas kársticas (zonas que sufren modelado Kárstico), la purificación del agua es mucho más difícil y este tipo de acuíferos son mucho más sensibles a la contaminación.

Es muy importante tener en cuenta que las posibilidades de depuración en el acuífero son limitadas, y que el mejor método de protección es, por tanto, la prevención. No contaminar, controlar los focos de contaminación para conocer bien sus efectos, y evitar que las sustancias contaminantes lleguen al acuífero son los mejores métodos para poder seguir haciendo uso de ellos sin problemas.

Cuando un acuífero está contaminado y hay que limpiarlo el proceso es muy difícil y muy caro. Se han usado procedimientos que extraen el agua, la depuran y la vuelven a inyectar en el terreno, pero no siempre son eficaces y consumen una gran cantidad de energía y dinero.

Uso y calidad del agua subterránea en España

Alrededor de la cuarta parte del agua utilizada en España es de origen subterráneo. Con ella se atiende a las necesidades de más de un tercio de la población y se riega algo menos de un tercio de la superficie total regada. En las zonas más secas es la fuente fundamental de agua, mientras que en zonas más húmedas, como Galicia, es un recurso complementario.

Controlar la calidad de las aguas subterráneas es más caro y difícil que hacerlo con las superficiales. En España existen más de 11 000 puntos de análisis y en 6000 de ellos hay controles periódicos de la calidad. 

Los principales problemas de los acuíferos son de contaminación difusa. Principalmente por contaminación con nitratos y por invasión de agua salada. Las contaminaciones puntuales no son un grave problema, exceptuando algunas zonas muy concretas en núcleos industriales o junto a grandes poblaciones. 

El problema más preocupante es el de los altos niveles de concentración de nitratos en algunos depósitos de aguas subterráneas. El límite máximo permitido por la reglamentación es de 50 mg/l en el agua de abastecimiento de la población, y en los abastecimientos de más de un millar de municipios, que reúnen a más de dos millones de habitantes, principalmente de la zona mediterránea, se han detectado cantidades superiores a esa cifra. De los 88 sistemas acuíferos censados en el Atlas Nacional en 1992, la mitad presentan puntos con concentraciones de nitrato superiores a 50 mg/L. De ellos, sólo una cuarta parte evolucionan favorablemente en los últimos años. El resto se mantiene estable en sus niveles de contaminación o, en algunos casos, incluso empeora.

Generalizando se puede decir que los acuíferos de la zona norte se encuentran en una situación favorable, mientras que los de la zona mediterránea, entre Gerona y Málaga se encuentran muy afectados por este problema. También están en una situación bastante deteriorada los de las cuencas de los ríos Guadiana y Júcar y algunas zonas de las del Tajo y Duero, especialmente en las provincias de Badajoz, Ciudad Real y Albacete. Asimismo es mala la situación en Mallorca y en algunas zonas de Tenerife y Gran Canaria.

El exceso de nitratos se da precisamente en las zonas en las que los acuíferos son más utilizados. En zonas cálidas en las que se puede usar agua subterránea para regar, las cosechas pueden ser muy buenas y tempranas, lo que posibilita muy buenos rendimientos económicos. Por eso se cultiva más intensamente y el campo necesita ser fertilizado con nitratos. Si se usa una cantidad excesiva de estos, el agua los acaba arrastrando al acuífero y se establece un ciclo que hace que cada vez haya más compuestos de nitrógeno acumulados en las aguas subterráneas. 

El otro proceso preocupante es el de entrada de agua salada en los acuíferos cuando estos son sobreexplotados. También este problema es especialmente acuciante en la zona mediterránea, en acuíferos cercanos a la costa. Estos acuíferos limitan con aguas subterráneas salinas, situadas bajo el mar, y cuando se retira demasiada agua dulce de ellos, la interfase se desplaza, penetrando el agua salina en zonas en las que sólo había agua dulce hasta entonces. Cuando pasa esto, no sólo se ve amenazado el suministro de agua para las poblaciones y el regadío, sino que también se producen daños en los ecosistemas que dependían de la descarga de aguas de estos acuíferos.

Los vertidos de petróleo

En nuestra sociedad, el petróleo y sus derivados son imprescindibles como fuente de energía y para la fabricación de múltiples productos de la industria química, farmacéutica, alimenticia, etc. 

Por otro lado, alrededor del 0,1 al 0,2% de la producción mundial de petróleo acaba vertido al mar. El porcentaje puede parecer no muy grande pero son casi 3 millones de toneladas las que acaban contaminando las aguas cada año, provocando daños en el ecosistema marino.

La mayor parte del petróleo se usa en lugares muy alejados de sus puntos de extracción, por lo que debe ser transportado por petroleros u oleoductos a lo largo de muchos kilómetros, lo que provoca espectaculares accidentes de cuando en cuando. Estas fuentes de contaminación son las más conocidas y tienen importantes repercusiones ambientales, pero la mayor parte del petróleo vertido procede de tierra, de desperdicios domésticos, automóviles y gasolineras, refinerías, industrias, etc. 

Se han ensayado distintas técnicas para limitar o limpiar los vertidos del petróleo. Pronto se comenzaron a usar detergentes y otros productos, pero en el accidente del Torrey Canyon se comprobó que los productos de limpieza utilizados habían causado más daño ecológico que el propio petróleo vertido. Actualmente se emplean productos de limpieza menos dañinos y diferentes técnicas y maquinarias, como barreras flotantes, sistemas de recogida, etc., que en algunos casos pueden ser bastante eficaces, aunque no son la solución definitiva. Evitar la contaminación es la única solución verdaderamente aceptable.
 

Cantidad y origen del petróleo vertido al mar

No es fácil calcular la cantidad y el origen de petróleo que llega al mar y, de hecho, sólo disponemos de valores poco exactos. Algunos datos antiguos son los siguientes:
 

Año

Toneladas vertidas

1973

6.110.000 

1979

4.670.000 

1981

3.570.000 

1983

3.200.000 

1985/1989

2.400.000

Entre los estudios que se han hecho destacan los de la National Academy of Sciences de los EEUU. Publicó su primer informe en 1975 (datos correspondientes al año 1973) y posteriormente otro en 1985 (con algunas cifras completadas en 1989). Con datos extraídos de estos informes, y de otras fuentes, se puede resumir que la cifra global de petróleo que llega al mar cada año es de unos 3.000.000 toneladas métricas (rango posible entre 1.7 y 8.8 millones de toneladas), y eso sólo teniendo en cuenta los vertidos petrolíferos de hace ya varios años, por lo que podemos imaginar como sería la situación en comparación con la actualidad. La procedencia de este petróleo vertido al mar puede ser:

Por causas naturales

10%

Desde tierra

64% (de ellas, entre un 15 a un 30% por aire )

Por funcionamiento de petroleros

7%

Por accidentes

5%

Por explotaciones petróleo en mar

2%

Por otros buques

12%

Accidentes

El porcentaje vertido por accidentes es de alrededor de un 5% y, aunque en proporción no es la mayor fuente de contaminación, los desastres ambientales que originan son muy importantes, porque producen vertidos de masas de petróleo muy concentradas y forman manchas de gran extensión.

En algunos accidentes se han llegado a derramar más de 400 000 toneladas, como en la rotura de una plataforma marina en el Golfo de México, en 1979. En la Guerra del Golfo, aunque no propiamente por accidente, sino por una combinación de acciones de guerra y sabotajes, se vertió aún mayor cantidad. Otros, como el vertido del Exon Valdez, en 1989, en Alaska, o como el del buque Prestige, en 2002, en Galicia, pueden llegar a costas o lugares de gran interés ecológico y causar extraordinarios destrozos entre todo tipo de fauna y flora.
 

Vertidos de petróleo de más de 140 mil toneladas

Año

Accidente

Lugar

Toneladas vertidas

1991

Guerra del Golfo

Golfo Pérsico

816 000

1979

Plataforma Ixtoc I

Mexico

476 000

1983

Pozo petrolífero

Iran

272 000

1992

Oleoducto

Uzbekistan

272 000

1983

Petrolero Castillo de Bellver

Sudáfrica

267 000

1978

Petrolero Amoco Cadiz

Francia

234 000

1988

Petrolero Odyssey

Canadá

146 000

1979

Petrolero Atlantic Empress

Caribe

145 000

1980

Pozo petrolífero

Libia

143 000

1979

Petrolero Atlantic Empress

Barbados

141 000

Otros accidentes conocidos:

1967

Petrolero Torrey Canyon

Reino Unido

130 000

1994

Rotura de oleoducto

Rusia

104 000

1976

Petrolero Urquiola

La Coruña

95 000

1992

Petrolero Mar Egeo

La Coruña

71 000

2002

Petrolero Prestige

Galicia

77 000

Lavado de tanques

Durante mucho tiempo el lavado de tanques de los petroleros ha sido una de las prácticas más dañinas y que más contaminación por petróleo ha producido. Estos grandes buques hacían el lavado en los viajes de regreso, llenando los tanques con agua del mar que después vertían de nuevo al océano, dejando grandes manchas de petróleo por todas las rutas marítimas que usaban.

En los últimos años una legislación más exigente y un sistema de vigilancia y denuncias más eficiente, han conseguido reducir de forma significativa estas prácticas, aunque, por unos motivos o por otros, los petroleros todavía siguen siendo un importante foco de contaminación.

'Contaminacin del agua'
Evolución de las manchas de petróleo

El petróleo vertido se va extendiendo en una superficie cada vez mayor hasta llegar a formar una capa muy extensa, con espesores de sólo décimas de micrómetro. De esta forma se ha comprobado que 1 m3 de petróleo puede llegar a formar, en hora y media, una mancha de 100 m de diámetro y 0,1 mm de espesor. 

Una gran parte del petróleo (entre uno y dos tercios) se evapora. El petróleo evaporado se descompone por fotooxidación en la atmósfera.

Del crudo que queda en el agua: 

  • Parte sufre fotooxidación.

  • Otra parte se disuelve en el agua, siendo esta la más peligrosa desde el punto de vista de la contaminación.

  • La parte restante forma el "mousse": emulsión gelatinosa de agua y aceite que se convierte en bolas de alquitrán densas, semisólidas, con aspecto asfáltico. Se ha calculado que en el centro del Atlántico hay unas 86 000 toneladas de este material, principalmente en el mar de los Sargazos que tiene mucha capacidad de recoger este tipo de material porque las algas, muy abundantes en esa zona, quedan enganchadas al alquitrán.

Sistemas de limpieza de los vertidos de petróleo

- Contención y recogida: Se rodea el petróleo vertido con barreras y se recupera con raseras o espumaderas que son sistemas que succionan y separan el petróleo del agua por:

    • Centrifugación. Aprovechando que el agua es más pesada que el crudo, se consigue que sea expulsada por el fondo del dispositivo que gira, mientras el petróleo es bombeado por la parte superior.

    • bombeo por aspiración.

    • adherencia a tambor o discos giratorios, que se introducen en la mancha para que el crudo quede adherido a ellos, luego se desprende rascando y el petróleo que va quedando junto al eje de giro es bombeado a la embarcación de recogida.

    • fibras absorbentes, en el que se usan materiales plásticos oleofílicos (que adhieren el petróleo) que actúan como una bayeta o "mopa" que absorbe petróleo, luego se exprime en la embarcación de recogida y vuelve a ser empleada para absorber más.

Estas técnicas no causan daños y son muy usadas, pero su eficiencia, aun en las mejores condiciones, sólo llega a un 10 - 15%.

- Dispersantes: Son sustancias químicas similares a los detergentes, que rompen el petróleo en pequeñas gotitas (emulsión) con lo que se diluyen los efectos dañinos del vertido y se facilita la actuación de las bacterias que digieren los hidrocarburos. Es muy importante elegir bien la sustancia química que se usa como dispersante, porque con algunas de las que se utilizaron en los primeros accidentes, por ejemplo en el del Torrey Canyon, se descubrió que eran más tóxicas y causaban más daños que el propio petróleo. En la actualidad existen dispersantes de baja toxicidad autorizados.

- Incineración: Quemar el petróleo derramado suele ser una forma eficaz de hacerlo desaparecer. En circunstancias óptimas se puede eliminar el 95% del vertido. El principal problema de este método es que produce grandes cantidades de humo negro que, aunque no contiene gases más tóxicos que los normales que se forman al quemar el petróleo en la industria o los automóviles, es muy espeso por su alto contenido de partículas.

- Biodegradación: En la naturaleza existen microorganismos (bacterias y hongos, principalmente) que se alimentan de los hidrocarburos y los transforman en otras sustancias químicas no contaminantes. Este proceso natural se puede acelerar aportando nutrientes y oxígeno que facilitan la multiplicación de las bacterias.

- Limpieza de las costas: En ocasiones se usan chorros de agua caliente a presión para arrastrar el petróleo desde la línea de costa al agua. Este método suele hacer más mal que bien, pues entierra el hidrocarburo más profundamente en la arena y mata todo ser vivo de la playa.

Se usó extensamente en el accidente del Exxon Valdez debido a que la opinión pública exigía la limpieza y este método deja aparentemente la playa con un aspecto casi normal. Pero luego se comprobó que las zonas que se habían dejado para que se limpiaran de forma natural, al cabo de unos meses estaban en mejores condiciones que las que se habían sometido al tratamiento, demostrando que consideraciones estéticas a corto plazo no deben imponerse a planteamientos ecológicos más importantes a largo plazo.

- No hacer nada: En los vertidos en medio del océano, o en aquellos en que la limpieza es difícil y poco eficaz, lo mejor es dejar que la acción de las olas, la fotooxidación y otras acciones naturales, acaben solucionando el problema.

Efectos de la contaminación con petróleo

Los diversos ecosistemas reciben petróleo e hidrocarburos, en cantidades diversas, de forma natural, desde hace millones de años. Por esto es lógico que se encuentren muchos microorganismos capaces de metabolizar el petróleo y que sea frecuente el que muchos seres vivos sean capaces de eliminar el absorbido a través de la cadena alimenticia, por tanto no existen graves riesgos en cuanto a su acumulación en los organismos.

Hay diferencias notables en el comportamiento de diferentes organismos ante la contaminación con petróleo. Los moluscos bivalvos (almejas, mejillones, etc.) por ejemplo, muestran muy baja capacidad de eliminación del contaminante, y, aunque muchos organismos (algunos peces, por ejemplo) no sufren daños importantes con concentraciones del producto de hasta 1000 ppm, algunas larvas de peces se ven afectadas por niveles tan bajos como 1 ppm.

Las aves y los mamíferos se ven afectados por la impregnación de sus plumas y piel por el crudo, lo que supone su muerte en muchas ocasiones, ya que altera su capacidad de aislamiento o les impermeabiliza.

Los daños no sólo dependen de la cantidad vertida, sino también del lugar, momento del año, tipo de petróleo, etc. Un simple vertido de limpieza de tanques de un barco por ejemplo, (el Stylis) mató en Noruega a 30 000 aves marinas en 1981, porque fue arrastrado directamente a la zona donde estas aves tenían sus colonias.

La mayoría de las poblaciones de organismos marinos se recuperan de exposiciones a grandes cantidades de petróleo crudo en unos tres años, aunque si el petróleo es refinado o la contaminación se ha producido en un mar frío, los efectos pueden durar el doble o el triple. En cualquier caso, los vertidos de petróleo suponen uno de los más graves fenómenos contaminantes del mundo.

La Eutrofización

Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. A primera vista, podría parecer que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla. El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad. 

El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.
 

Agua eutrófica y oligotrófica

Cuando un lago o embalse es pobre en nutrientes (oligotrófico) tiene las aguas claras, la luz penetra bien, el crecimiento de las algas es pequeño y mantiene a pocos animales. Las plantas y animales que se encuentran son los característicos de aguas bien oxigenadas como las truchas. 

Al ir cargándose de nutrientes el lago se convierte en eutrófico. Crecen las algas en gran cantidad, con lo que el agua se enturbia. Las algas y otros organismos, cuando mueren, son descompuestos por la actividad de las bacterias con lo que se consume el oxígeno. No pueden vivir peces que necesitan aguas ricas en oxígeno, por eso en un lago de estas características encontraremos barbos, percas y otros organismos de aguas poco ventiladas. En algunos casos se producirán putrefacciones anaeróbicas acompañadas de malos olores. Las aguas son turbias y de poca calidad desde el punto de vista del consumo humano o de su uso para actividades deportivas. El fondo del lago se va rellenando de sedimentos y su profundidad va disminuyendo.

Nutrientes que eutrofizan las aguas

Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos. En algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrógeno para la mayoría de las especies de plantas.

En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos mares y lagos casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos. En el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%) llega a través de la contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el fósforo, y puede ser lavado a través del suelo o saltar al aire por evaporación del amoniaco o por desnitrificación. El fósforo es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y es arrastrado por la erosión erosionadas o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales.

En condiciones naturales entra a un sistema acuático menos de 1Kg de fosfato por hectárea y año. Con los vertidos humanos esta cantidad sube mucho. Durante muchos años los jabones y detergentes fueron los principales causantes de este problema. En las décadas de los 60 y 70 el 65% del peso de los detergentes era un compuesto de fósforo, el tripolifosfato sódico, que se usaba para "sujetar" a los iones Ca, Mg, Fe y Mn. De esta forma se conseguía que estos iones no impidieran el trabajo de las moléculas surfactantes, que son las que hacen el lavado. Estos detergentes tenían alrededor de un 16% en peso de fósforo. El resultado era que los vertidos domésticos y de lavanderías contenían una gran proporción de ión fosfato. A partir de 1973 Canadá primero y luego otros países, prohibieron el uso de detergentes que tuvieran más de un 2,2% de fósforo, obligando así a usar otros con menor contenido de este elemento. Algunas legislaciones han llegado a prohibir los detergentes con más de 0,5% de fósforo.

Fuentes de eutrofización

a) Eutrofización natural: La eutrofización es un proceso que se va produciendo lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, porque todos van recibiendo nutrientes. 

b) Eutrofización de origen humano: Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta convertirlo, muchas veces, en un grave problema de contaminación. Las principales fuentes de eutrofización son: 

  • los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos orgánicos 

  • los vertidos ganaderos y agrícolas, que aportan fertilizantes, desechos orgánicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos.

Medida del grado de eutrofización

Para conocer el nivel de eutrofización de un agua determinada, se suele medir el contenido de clorofila de algas en la columna de agua, y este valor se combina con otros parámetros como el contenido de fósforo y de nitrógeno y el valor de penetración de la luz.

Medidas para evitar la eutrofización

Lo más eficaz para luchar contra este tipo de contaminación es disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos, usando detergentes con baja proporción de fosfatos, empleando menor cantidad de detergentes, no abonando en exceso los campos, usando los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc. En concreto: 

  • Tratar las aguas residuales en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales) que incluyan tratamientos biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno.

  • Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura.

  • Usar los fertilizantes más eficientemente.

  • Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes. Así, por ejemplo, retrasar el arado y la preparación de los campos para el cultivo hasta la primavera y plantar los cultivos de cereal en otoño asegura tener cubiertas las tierras con vegetación durante el invierno con lo que se reduce la erosión.

  • Reducir las emisiones de NOx y amoniaco.

Depuración de los vertidos y aguas residuales

La mayoría de los vertidos de aguas residuales que se hacen en el mundo no son tratados. Simplemente se descargan en el río, mar o lago más cercano y se deja que los sistemas naturales, con mayor o menor eficacia y riesgo, degraden los desechos de forma natural. En los países desarrollados una proporción, cada vez mayor, de los vertidos es tratada antes de que lleguen a los ríos o mares en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales). 

El objetivo de estos tratamientos es, en general, reducir la carga de contaminantes del vertido y convertirlo en inocuo para el medio ambiente. Para cumplir estos fines se usan distintos tipos de tratamiento dependiendo de los contaminantes que arrastre el agua y de otros factores más generales, como localización de la planta depuradora, clima, ecosistemas afectados, etc.

Tipos de tratamiento.

Hay distintos tipos de tratamiento de las aguas residuales para lograr retirar contaminantes. Se pueden usar desde sencillos procesos físicos como la sedimentación, en la que se deja que los contaminantes se depositen en el fondo por gravedad, hasta complicados procesos químicos, biológicos o térmicos. Entre ellos, los más usuales son:

a) Físicos

  • Sedimentación.

  • Flotación. Natural o provocada con aire.

  • Filtración. Con arena, carbón, cerámicas, etc.

  • Evaporación.

  • Adsorción. Con carbón activo, zeolitas, etc.

  • Desorción (Stripping). Se transfiere el contaminante al aire (por ejemplo el amoniaco).

  • Extracción. Con líquido disolvente que no se mezcla con el agua.

b) Químicos

  • Coagulación-floculación: Agregación de pequeñas partículas usando coagulantes y floculantes (sales de hierro, aluminio, polielectrolitos, etc.)

  • Precipitación química: Eliminación de metales pesados haciéndolos insolubles con la adición de lechada de cal, hidróxido sódico u otros que suben el pH.

  • Oxidación-reducción: Con oxidantes como el peróxido de hidrógeno, ozono, cloro, permanganato potásico, etc., o reductores como el sulfito sódico.

  • Reducción electrolítica: Provocando la deposición en el electrodo del contaminante. Se usa para recuperar elementos valiosos.

  • Intercambio iónico: Con resinas que intercambian iones. Se usa para quitar dureza al agua.

  • Osmosis inversa: Haciendo pasar al agua a través de membranas semipermeables que retienen los contaminantes disueltos.

c) Biológicos

Usan microorganismos que se nutren con diversos compuestos de los que contaminan las aguas. Los flóculos que se forman por agregación de microorganismos son separados en forma de lodos.

  • Lodos activos: Se añade agua con microorganismos a las aguas residuales en condiciones aerobias (burbujeo de aire o agitación de las aguas).

  • Filtros bacterianos: Los microorganismos están fijos en un soporte sobre el que fluyen las aguas a depurar. Se introduce oxígeno suficiente para asegurar que el proceso es aerobio.

  • Biodiscos: Intermedio entre los dos anteriores. Grandes discos dentro de una mezcla de agua residual con microorganismos facilitan la fijación y el trabajo de los microorganismos.

  • Lagunas aireadas: Se realiza el proceso biológico en lagunas de grandes extensiones.

  • Degradación anaerobia: Procesos con microorganismos que no necesitan oxígeno para su metabolismo.

Niveles de tratamiento

Las aguas residuales se pueden someter a diferentes niveles de tratamiento, dependiendo del grado de purificación que se quiera. Es tradicional hablar de tratamiento primario, secundario, etc., aunque muchas veces la separación entre ellos no es totalmente clara. Así se pueden distinguir:

a) Pretratamiento: Es un proceso en el que usando rejillas y cribas se separan restos voluminosos como palos, telas, plásticos, etc.

b) Tratamiento primario: Hace sedimentar los materiales suspendidos usando tratamientos físicos o fisico-químicos. En algunos casos dejando simplemente las aguas residuales un tiempo en grandes tanques, o, en el caso de los tratamientos primarios mejorados, añadiendo al agua contenida en estos grandes tanques, sustancias químicas detergentes que hacen más rápida y eficaz la sedimentación. También se incluyen en estos tratamientos la neutralización del pH y la eliminación de contaminantes volátiles como el amoniaco (desorción). Las operaciones que incluye son el desaceitado y desengrase, la sedimentación primaria, la filtración, neutralización y la desorción (stripping).

c) Tratamiento secundario: Elimina las partículas coloidales y similares. Puede incluir procesos biológicos y químicos. El proceso secundario más habitual es un proceso biológico en el que se facilita que bacterias aerobias digieran la materia orgánica que llevan las aguas. Este proceso se suele hacer llevando el efluente que sale del tratamiento primario a tanques en los que se mezcla con agua cargada de lodos activos (microorganismos). Estos tanques tienen sistemas de burbujeo o agitación que garantizan condiciones aerobias para el crecimiento de los microorganismos. Posteriormente se conduce este líquido a tanques cilíndricos, con sección en forma de tronco de cono, en los que se realiza la decantación de los lodos. Separados los lodos, el agua que sale contiene muchas menos impurezas.

d) Tratamientos más avanzados: Consisten en procesos físicos y químicos especiales con los que se consigue limpiar las aguas de contaminantes concretos: fósforo, nitrógeno, minerales, metales pesados, virus, compuestos orgánicos, etc. Es un tipo de tratamiento más caro que los anteriores y se usa en casos más especiales: para purificar desechos de algunas industrias, especialmente en los países más desarrollados, o en las zonas con escasez de agua que necesitan purificarla para volverla a usar como potable, en las zonas declaradas sensibles (con peligro de eutrofización) en las que los vertidos deben ser bajos en nitrógeno y fósforo, etc.

Depuración de aguas en España

En España hay, aproximadamente, unos 300 000 vertidos, de los que 240 000 se efectúan a través de redes urbanas de saneamiento. La proporción de vertidos tratados ha ido mejorando mucho en los últimos años hasta llegar a ser de alrededor del 55% de la población a mediados de los años 1990. Menor es la proporción que se trata de la manera indicada por la legislación comunitaria, aunque está previsto un plan que mejora está situación notablemente para dentro de algunos años.