1. Concepto y características de hidrosfera La hidrosfera ... · Tema 4. La hidrosfera En resumen,...

Tema 4. La hidrosfera

1. Concepto y características de hidrosfera

- La hidrosfera es la capa de agua que rodea la Tierra.

- El agua circula continuamente de unos lugares a otros, cambiando su estado físico, en una sucesión cíclica de procesos que constituyen el denominado ciclo hidrológico, el cual es la causa fundamental de la constante transformación de la superficie terrestre.

- La energía necesaria para que se puedan realizar esos cambios de estado del agua y el ciclo hidrológico procede del Sol.


http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/63_el_agua/index.html


En resumen,

- es una cubierta dinámica,

- con continuos movimientos y cambios de estado,

- que regula el clima,

- participa en el modelado del relieve

- y hace posible la vida sobre la Tierra.

- La hidrosfera es también responsable de riesgos geológicos externos como inundaciones, muchos deslizamientos del terreno, algunas subsidencias del terreno…


Localización Volumen (millones de km3) % del total

Mares y océanos 1350 97,2

Aguas continentales:

*glaciares

*aguas subterráneas

*aguas superficiales

29,2

8,4

0,23

2,15

0,62

0,017

Atmósfera 0.013 0,001

Biosfera 0,06 0,0005

Origen y distribución: • El agua de la superficie terrestre tuvo su origen en los gases procedentes del

interior del planeta, y su posterior condensación. • El volumen ha permanecido constante desde hace más de 3.000 millones de años.

• El agua se reparte en cuatro grandes conjuntos:

- mares y océanos: contienen la mayor parte del agua (algo más del 97%); - aguas continentales: comprenden las aguas superficiales, las aguas

subterráneas y los glaciares. Constituyen aproximadamente el 2,8%; - atmósfera: una mínima parte del total (0,001%) se encuentra como vapor; - biosfera: una proporción aún menor (0,0005%) forma parte de los seres

vivos.


2. Distribución del agua en La Tierra


Composición del agua del mar y del agua continental: • La salinidad media de mares y océanos es de 35 gr/l (3,5%), las sales principales

son el Cl- y el Na+, y en menor proporción SO42-, Mg2+ y otros iones,

• mientras que la salinidad de las aguas continentales varía muchísimo

dependiendo de las rocas por donde discurra el agua - si son rocas muy solubles el agua se carga de sales superando la salinidad

del mar - también puede variar su composición química dependiendo de la

naturaleza de los terrenos que atraviesan, aunque en general, en las aguas continentales predominan los aniones CO3

2-, HCO3-, SO42-, , Cl- y los cationes

Na+, K+, Ca2+ y Mg2+.

Río Tinto (Huelva). 100 kilómetros de

longitud y un pH muy ácido, 2. Es ácido

sulfúrico. Pero en algunos puntos hay

incluso menos, llegando a alcanzar 0,8

(ácido sulfúrico concentrado). El Río Tinto

está cargado de metales, como el hierro

(precisamente su color rojo característico es

por el hierro en estado oxidado, férrico).


Características del agua oceánica: salinidad, temperatura: termoclina. Densidad y contenido en oxígeno:

Salinidad Concentración total de los iones disueltos. La salinidad media de mares y océanos es de 35 gr/l, aunque existen variaciones: Mar Mediterráneo, 38 g/L, Mar Rojo 40 g/L, Mar Muerto 226 g/L, Mar Báltico,5 g/L

Tempera-tura

Varía con la profundidad y la latitud: latitudes bajas, aguas cálidas; latitudes altas, aguas frías. En las latitudes medias y bajas, 3 capas en profundidad con diferentes características térmicas

Densidad Varía con la salinidad (más sales más densidad). También varía con la temperatura (más temperatura menos densidad). De estos dos factores, tiene una mayor incidencia la temperatura, por lo que el agua más densa es la de los mares polares

La distinta densidad de las masas de agua provoca su desplazamiento tanto en horizontal como en la vertical: las más densas se colocan por debajo de las más ligeras. Y constituyen un factor determinante en la dinámica oceánica

Contenido en Oxígeno

El oxígeno (O2) abunda sobre todo en la superficie, donde predomina la fotosíntesis. Suele presentar su mínimo hacia los 400m de profundidad

La temperatura y la salinidad influyen reduciendo la solubilidad de los gases cuando cualquiera de esos dos parámetros aumenta

Las aguas más agitadas, frías y con abundantes organismos fotosintéticos tendrán más oxígeno


- Procesos que hacen pasar el agua de unos compartimentos de la hidrosfera a otros. A veces, con cambio de estado -Los procesos son: evaporación, evapotranspiración, condensación, precipitación, infiltración y escorrentía - Para que se produzcan estos procesos es necesaria la energía del Sol (produce la evaporación y evapotranspiración) y la fuerza de la gravedad (causa precipitaciones, escorrentía y la infiltración)

3. Concepto y balance del ciclo hidrológico

Balance: * en los océanos se evapora más cantidad de agua de la que se precipita en los océanos (balance negativo) * En los continentes precipita más agua de la que se evapora en los continentes (balance postivo) * Entonces el balance global del ciclo hidrológico está equilibrado.

Balance hidrológico de la Cuenca Hidrográfica del Segura


4. La contaminación hídrica: detección, corrección y prevención

-El agua está contaminada cuando su composición o su estado natural se ven modificados

- De tal modo que el agua pierde las condiciones aptas para los usos a los que estaba destinada

- Un agua contaminada presenta alteraciones en sus propiedades físicas (temperatura, color, densidad o radiactividad) y químicas (composición) que la hacen inadecuada para su uso, especialmente en el consumo humano o para su función ecológica

- La ley de aguas (en su artículo 85) define la contaminación del agua como: * la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía * o inducir condiciones en el agua * que, de modo directo o indirecto, * impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función biológica


Natural(capacidad autodepurativa)

Urbana o doméstica(hogares y comercios)

Industrias agroalimentarias(materia orgánica, modificación pH)

Agricultura y ganadería(plaguicidas,...fertilizantes y restos orgánicos)

Otras industrias(metales pesados, Tª, aceites radiactividad,..)

Acividad productiva

Producida por el hombre

Tipos de contaminación


ORIGEN Y TIPOS DE CONTAMINACIÓN. Contaminación natural • Sin intervención humana • Suelen ocasionar la presencia en el agua de partículas sólidas minerales, debido a los procesos erosivos y de transporte o a erupciones volcánicas, • y de partículas orgánicas procedentes de restos vegetales o de cadáveres o excrementos de animales • La capacidad autodepuradora del agua es suficiente para eliminarlos Contaminación antrópica • Con intervención humana • A su vez, dependiendo del uso que haya producido la contaminación, se pueden distinguir tres tipos:

• Urbana, • Agrícola y ganadera • Industrial


Urbana o doméstica Resultado del uso del agua en viviendas, actividades comerciales y servicios El agua suele presentar restos fecales, restos de alimentos y productos químicos procedentes de detergentes, lejías, cosméticos, productos de bricolaje, etc.

Además, suele contener gran cantidad de microorganismos, algunos patógenos


Ciclo urbano del agua

Agrícola y ganadera • Es una fuente de contaminación muy seria • Se produce por el uso de abonos, fertilizantes, plaguicidas, etc. Los componentes de estos productos son arrastrados por el agua de riego o lluvia o por el agua utilizada en la limpieza de los enseres agrícolas, en la limpieza de establos, corrales, etc. • Esta agua lleva estiércol y orines, materia orgánica en suspensión, sales minerales, productos tóxicos empleados en los plaguicidas y microorganismos. Generalmente, estos restos pasan a contaminar las aguas subterráneas • En nuestro caso, en el campo de Cartagena, vía agua subterránea o vía escorrentía por las ramblas, estos contaminantes llegan en grandes cantidades al Mar Menor, siendo responsables entre otros problemas de la gran proliferación de medusas


Busca en la web de la asignatura el texto “Proliferación de medusas en el Mar Menor”. http://todalatribu.files.wordpress.com/2012/09/proliferacion-

medusas-mar-menor.pdf

Después de leerlo con atención, realiza un esquema “caja blanca” que resuma por qué hay medusas en el Mar Menor.


http://todalatribu.files.wordpress.com/2012/09/proliferacion-medusas-mar-menor.pdf








Industrial • La actividad industrial produce un gran impacto debido

- a la gran variedad de contaminantes - que puede aportar el agua, tanto productos sólidos y líquidos (materia orgánica, metales pesados, acidificación, alcalinización, aceites, grasas, cambios de pH, etc. - como formas de energía: incremento de la temperatura, cambios de pH, radiactividad, etc.



Otras fuentes (vertederos, fugas, escapes…) • Vertederos de residuos: urbanos, industriales o agrarios • Fugas y escapes en conducciones y depósitos de origen urbano o industrial

* Los líquidos residuales del lavado y otros tratamientos a que son sometidos los minerales y rocas que se extraen de un yacimiento, * que contienen ácidos, metales pesados y otras sustancias peligrosas, pueden contaminar las aguas y los suelos de las zonas cercanas; • suelen almacenarse en grandes balsas para ser sometidos a una depuración previa a su vertido

• Uso de automóviles: produce aceites lubricantes, baterías, anticongelantes, combustible, etc. • Accidentes y limpieza de petroleros: provoca la aparición de las mareas negras

• Muchos de los contaminantes de origen antrópico son bioacumulables, es decir,

* se va incrementando su concentración a lo largo de las cadenas tróficas hasta alcanzar valores tóxicos que llegan a ocasionar la muerte del individuo. * Esto es debido a que son compuestos sintéticos (creados por el hombre) como el DDT, componentes de plásticos…, que normalmente no aparecen en la naturaleza como los metales pesados, * y por tanto, no existen organismos, ni siquiera bacterias, capaces de metabolizarlos y biodegradarlos.


a) Defina el concepto de hidrosfera y explique su distribución en la Tierra. b) Indique qué se representa en el esquema de la figura e interprételo. PAU Junio de 2011


TIPOS DE CONTAMINANTES DEL AGUA -Contaminantes físicos:

-cambios de temperatura; -radiactividad; -partículas en suspensión

-Contaminantes químicos:

-variaciones de pH, -cloruros; -sulfatos; -fosfatos; -oxígeno disuelto; -compuestos nitrogenados; -compuestos organoclorados y organometálicos; -metales pesados; -petróleo y combustibles derivados.

-Contaminantes biológicos:

-materia orgánica; -microorganismos.


Contaminantes físicos: cambios de temperatura

- Su origen es debido a las actividades de refrigeración de los motores o cámaras de vapor industriales:

- en las centrales nucleares y térmicas y el agua se calienta - en las centrales hidroeléctricas, el agua de las turbinas se vierte al río con una temperatura más baja

- Los efectos que produce son la modificación en la fauna y flora:

- desaparición de peces (como trucha y el salmón, peces de agua fría) - interferencia en la duración de los ciclos biológicos de algunas especies (como crecimiento o reproducción) - variación del oxígeno disuelto (disminuye con el incremento de la temperatura, pudiendo morir especies por la disminución del oxígeno)

- También, a mayor temperatura se aumenta la solubilidad de sales y compuestos orgánicos, modificando la composición química del agua, ya que algunos de estos compuestos podrían ser tóxicos y alterar el ecosistema acuático


Contaminantes físicos: radiactividad

- El origen de las partículas radiactivas es:

- las centrales nucleares, - minas de uranio, - residuos radiactivos procedentes de centros de investigación, hospitales, - volcanes (gas radón radiactivo), - industria armamentista (por ejemplo, los submarinos nucleares pueden pasar meses sumergidos gracias a su reactor nuclear, pero sus residuos han contaminado los mares de todo el mundo) - otros: vertidos indiscriminado de bidones con residuos nucleares al fondo marino (por ejemplo cerca de las costas gallegas, hasta principios de los años 80, cuando fue prohibido por la convección de Londres. Actualmente, muchos de estos bidones presentan corrosiones y agrietamientos).

- Los radioisótopos pasan al agua marina y pueden afectar, por tanto, a las redes tróficas por bioacumulación (en lodos de ríos, embalses y fondos oceánicos) - Los efectos que producen son cáncer; alteraciones genéticas, malformaciones congénitas…


Contaminantes físicos: partículas en suspensión - Existen materiales en suspensión inorgánicos (lodos, arenas, etc.) y orgánicos (restos vegetales y animales, restos de alimentos, papeles…). - Su origen es variado: aguas residuales domésticas, urbanas, agrícolas o industriales, explotaciones mineras, sedimentos transportados hasta el medio acuático por los agentes geológicos externos… - Los efectos que producen son:

- aumento de la turbidez, dificultando la fotosíntesis y la visibilidad, respiración y movilidad de los animales. - modificación de las propiedades físicas del agua, olor, sabor y color, - incremento de la actividad bacteriana aeróbica (eutrofización), - obstruyen los sistemas de filtración de organismos acuáticos, - sobre la superficie de las partículas se pueden agregar contaminantes, favoreciendo su introducción y transporte en el medio.

- Cuando los sólidos en suspensión coagulan y forman flóculos, sedimentan en el fondo, perjudicando a los organismos que viven allí (larvas de insectos, huevos de peces…)


Contaminantes químicos

- Orgánicos

Hidratos de carbono y proteínas (de aguas domésticas e industriales);

Grasas (actividades agrícolas);

Pesticidas y fenoles (vertidos industriales),

Petróleo (mareas negras)

- Inorgánicos

Álcalis (aguas domésticas);

Sales (cloruros y carbonatos, intrusión marina, aguas residuales domésticas…);

Metales pesados, Zn, Cd, Pb, (vertidos industriales);

Nitrógeno y compuestos nitrogenados, nitritos, nitratos, (descomposición animales y vegetales, vertidos agrícolas y ganaderos, aguas residuales domesticas);

Fósforo y derivados (detergentes y aguas residuales agrícolas);

Azufre (aguas residuales domésticas e industriales);

Variaciones de pH (vertidos industriales)

- Gases

Sufuro de Hidrógeno, H2S, (descomposición aguas residuales domésticas);

Metano, CH4, (inflitraciones)


Realiza una tabla indicando los tipos de contaminantes químicos del agua, señalando los tipos de sustancias contaminantes, su origen en la naturaleza y algunos de sus efectos

Contaminantes químicos Origen Efectos


Contaminantes biológicos: materia orgánica y microorganismos

a) Materia orgánica: Glúcidos, proteínas, grasas vegetales y animales…

• Debida a las actividades humanas como el tratamiento de alimentos, los desechos de este tratamiento y las aguas fecales

• Tienen un origen en las aguas residuales domésticas, urbanas, industriales, agrícolas y ganaderas

• La presencia de materia orgánica en el agua favorece el desarrollo de los organismos descomponedores, al crecer sus poblaciones se agota el oxígeno disuelto y sólo pueden sobrevivir los organismos descomponedores anaerobios, apareciendo malos olores en las fermentaciones, cambio de color del agua y es un caldo de cultivo ideal para organismos patógenos.

• Con el tiempo las aguas vuelven a oxigenarse, terminándose de descomponer la materia orgánica y gradualmente se vuelve a las condiciones iniciales.

• Se completa así un ciclo de autodepuración natural de las aguas contaminadas, el problema está en que la velocidad de vertido supera la velocidad de la depuración natural, con lo que en muchos lugares la contaminación orgánica está siempre presente emitiéndose en esos lugares los malos olores.


b) Microorganismos

• Son patógenos los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros 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.


Escherichia coli, puede aparecer en

aguas contaminada con aguas de

alcantarillado y producir diarreas en

las personas infectadas.

http://images.google.es/imgres?imgurl=http://www3.niaid.nih.gov/NR/rdonlyres/49477C30-0513-47BE-88FC-17974CB1F952/0/e_coli.jpg&imgrefurl=http://www3.niaid.nih.gov/topics/BiodefenseRelated/Biodefense/PublicMedia/image_library.htm&h=1766&w=2100&sz=1060&hl=es&start=2&sig2=7GC66LICyw_A3XvNI4Nwiw&um=1&tbnid=x5vCbTVvcU5A1M:&tbnh=126&tbnw=150&eid=mvxSR-G3FZnWgAKA7_W6Dg&prev=

Organismo Origen Efecto

Virus Aguas residuales

domésticas (fecales) y

agrícola-ganadera

hepatitis, poliomielitis,

diarreas, etc

Bacterias Aguas residuales


agrícola-ganadera

tifus, cólera,

gastroenteritis,

disentería bacteriana,

conjuntivitis, etc.

Protozoos Aguas residuales


agrícola-ganadera

disentería por amebas

Platelmintos,

nematelmintos

Aguas residuales


agrícola-ganadera

esquistosomiasis,

parasitosis intestinales

Insectos Aguas estancadas

(mosquitos)

vectores de diversas

enfermedades

(malaria o paludismo)


Concepto: -En ecología el término eutrofización, designa el enriquecimiento en nutrientes de un ecosistema

- O aporte más o menos masivo de nutrientes inorgánicos (fosfatos y/o nitratos) en un ecosistema acuático (la contaminación por materia orgánica es también introducir nutrientes) -La eutrofización se suele producir en los lagos ya que sus aguas estancadas, encerradas impiden desplazar los nutrientes hacia el mar donde se diluirían y además sus aguas poco agitadas disminuyen el intercambio de oxígeno con la atmósfera

- La eutrofización produce de manera general un aumento de la biomasa y un empobrecimiento de la diversidad, ya que cambia las condiciones del ecosistema, provocando su degradación y cambios drásticos en la flora y la fauna


EUTROFIZACIÓN

Proceso: 1. Aporte de cantidades importantes de fosfatos y/o nitratos

2. Que provoca un crecimiento exagerado de algas que incluso cubre la superficie del

agua, impidiendo que la luz penetre hasta el fondo del ecosistema, como consecuencia en el fondo se hace imposible la fotosíntesis, productora de oxígeno libre

3. A la vez que aumenta la actividad metabólica consumidora de oxígeno de los descomponedores, que empiezan a recibir los excedentes de materia orgánica producidos cerca de la superficie y además, degradan los organismos fotosintéticos del fondo que acaban muriendo por la falta de luz.

4. De esta manera en el fondo se agota pronto el oxígeno por la actividad aerobia y el ambiente se vuelve pronto anóxico (=anaerobio). La radical alteración del ambiente que suponen estos cambios, hace inviable la existencia de la mayoría de las especies (muertes masivas de organismos aerobios), con lo que los descomponedores tienen todavía más materia orgánica que descomponer y sin oxígeno se produce fermentaciones que originan malos olores

5. La eutrofización produce de manera general un aumento de la biomasa y un empobrecimiento de la diversidad


AÑO 2012: 1.349 Tm de Cotilorriza tuberculata y Rhizostoma pulmo AÑO 2013: 30 Tm Rhizostoma pulmo, 0 Tm Cotilorriza tuberculata

1ª causa, exceso de larvas verano 2012 y consumo de toda la comida

2ª causa, entre mayo y junio de 2013, temperaturas medias 3-5 ºC más bajas

3ª causa, aparición de un depredador el ctenóforo Mnemiopsis lleidi que se come las larvas

Previsión, en 2-3 años volverá a haber una explosión de medusas

Pregunta qué ocurriría si desaparecieran las medusas del Mar Menor


MEDIDAS PARA MINIMIZAR Y CORREGIR LA EUTROFIZACIÓN ▪ limitar o prohibir vertidos domesticos y agrícolas en ecosistemas acuáticos reducidos o con escasa dinámica ▪ depurar las aguas residuales antes de devolverlas al medio natural ▪ disminuir el contenido de polifosfatos en los detergentes ▪ inyectar O2 puro en lagos y embalses afectados, también añadir nitrógeno al agua para evitar el crecimiento de algas cianofíceas El problema se ha agravado en los últimos 50 años


Foto: laguna eutrofizada (superficie cubierta de algas , por eso se ve de color verde)

http://www.laverdad.es/videos/murcia/201408/17/comunidad-anse-planean-depurar-3734744609001-mm.html


- Describa el proceso de eutrofización, explicando sus causas y consecuencias. Aplíquelo al ejemplo del Mar Menor. (Septiembre de 2011 y Junio 2014). - Cite dos medidas para minimizar o corregir la eutrofización de un lago. (Septiembre de 2010)

CONTAMINACIÓN DE LOS SISTEMAS FLUVIALES: AUTODEPURACIÓN


Cuando un medio vivo se transforma y de forma natural elimina (total o parcialmente) la contaminación que tiene se habla de autodepuración (siempre que el nivel de contaminación no sea crítico)

- Gracias a los fenómenos de filtración y de oxidación, combinados con la acción de organismos (bacterias, insectos, plantas…) que viven en el medio acuático y sobre los cauces, el agua asegura su calidad y preserva el equilibrio de su ecosistema - Las bacterias y hongos descomponedores aerobios son los principales responsables de la autodepuración ya que descomponen toda la materia orgánica transformándola en inorgánica, que será utilizada por los organismos fotosintéticos o se acumulará en los sedimentos

Inyectar oxígeno en el agua de forma artificial es un método usado en la depuración del agua para agilizar la descomposición de la materia orgánica por los descomponedores Pese a ello, la depuración del agua tiene sus límites y, por ejemplo, la sal o los plásticos que no son biodegradables alteran este fenómeno

LA CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS

• Constituyen un recurso muy importante. En España el 30 % de la población y el 25 % de la superficie agrícola de regadío se abastece de ellas.

• Pero ahora se ven afectadas por graves problemas como la

contaminación, sobreexplotación y salinización; estos últimos íntimamente ligados.

• Puntual (vertederos o fosas sépticas no impermeabilizadas.)

• Difusa (fertilizantes infiltrados, vertidos de residuos, fugas de aguas residuales, vertidos de granjas).

• La sobreexplotación tiene lugar al extraer agua en cantidad superior a su capacidad de recarga.

• En los acuíferos costeros la sobreexplotación puede dar lugar a la intrusión salina.


AGUAS SUBTERRÁNEAS

Zona saturada o acuífero : es un estrato que permite la circulación de agua a través de sus poros o fisuras, pudiendo aprovecharse en cantidades suficientes en función de las necesidades

0 m

Zona vadosa

Acuífero Roca impermeable

Nivel freático

Nivel freático: el plano que separa la zona vadosa de la zona saturada, su profundidad varía en función de las recargas o de las extracciones.

Zona vadosa: el agua que se infiltra en el terreno y que percola hasta la zona saturada; parte de ella retorna a la atmósfera por evaporación, otra parte es absorbida por las raíces y el resto se infiltra hasta la zona saturada.


TIPOS DE ACUÍFEROS Libre Existe una superficie libre, la superficie freática, que está en contacto directo con el

aire y, por lo tanto, a presión atmosférica. Confinado El agua está sometida a una presión mayor que la atmosférica, y ocupa la

totalidad de los huecos o poros de la formación geológica que lo contiene.


•Las aguas subterráneas se encuentran más protegidas, puesto que los contaminantes tienen que llegar por infiltración a través de los materiales situados por encima del acuífero • Una vez incorporado el contaminante al flujo subterráneo, resulta muy difícil y costoso detectar su presencia, conocer su desplazamiento y evolución y detenerlo antes de que llegue a los manantiales o pozos de explotación •Hay que tener en cuenta que las aguas subterráneas no tienen capacidad de autodepuración o, cuando existe, es muy lenta, y la depuración artificial es difícil o imposible •Los contaminantes pueden ser muy variados:

- sales minerales, metales pesados, compuestos orgánicos, virus, bacterias, etc. - lixiviados de un vertedero, - zona agrícola, estiércol y purines de una zona ganadera, - residuos tóxicos y peligrosos por algún accidente producido en la superficie como accidente de un camión cisterna que transportaba sustancias tóxicas - o la rotura de una balsa con residuos mineros (como la de Aznalcollar), - pérdidas en los depósitos de combustible de las gasolineras…


PROBLEMAS GRAVES RELACIONADOS CON LOS ACUÍFEROS: 1. SALINIZACIÓN • Hay una zona en contacto entre el agua subterránea continental y el agua

subterránea marina salada, INTERFACIES • En esta zona, hay mezcla entre ambas tipos de agua en equilibrio • Si las extracciones del acuífero continental superan a la recarga, se rompe el

equilibrio, y el agua salada entra lenta, pero continuamente en el acuífero. Es la INTRUSIÓN


PROBLEMAS GRAVES RELACIONADOS CON LOS ACUÍFEROS: 2. EXCESIVA CONCENTRACIÓN DE NUTRIENTES INORGÁNICOS (FERTILIZANTES), EUTROFIZACÓN - Como fosfatos y sobre todo nitratos, - que afectan a las zonas de intensa explotación agrícola, - En el agua subterránea la ausencia de fotosíntesis impide que se consuman los nitratos y fosfatos, acumulándose.


PROBLEMAS GRAVES RELACIONADOS CON LOS ACUÍFEROS: 3. FOSAS SÉPTICAS - Son tanques enterrados donde se depositan las aguas sucias domésticas, - con el menor flujo del agua, la parte sólida se pueda depositar, liberando la parte líquida. - Determinadas bacterias anaerobias actúan sobre la parte sólida de las aguas sucias descomponiéndolas. - Para evitar la contaminación de los acuíferos por estos microorganismos patógenos, es conveniente retirar a través de un canal limpia-fosas la parte sólida y transportar a un vertedero.


CONTAMINACIÓN DE LOS MARES Y OCÉANOS: MAREAS NEGRAS Y VERTIDOS COSTEROS

• Los mares y los océanos son el sumidero final para gran parte de los residuos que producimos. Durante mucho tiempo se ha tenido la idea de que los mares podían diluir, dispersar y degradar ingentes cantidades de contaminantes

• Todo tipo de contaminantes acaban en el mar, destacaremos el petróleo.

- En nuestras sociedades el petróleo y sus derivados son imprescindibles como fuente de energía y para la industria química, farmacéutica, alimenticia, etc.

- Alrededor del 0,1 al 0,2% de la producción mundial de petróleo acaba vertido al mar (unas 3 MTm/año)

- Es transportado por petroleros u oleoductos lo que puede provocar accidentes

- También procede de tierra: doméstico, automóviles y gasolineras, refinerías, etc.

- Los vertidos de hidrocarburos por accidentes, fugas, vertidos ilegales, limpieza en alta mar de petroleros… El lavado de tanques una de las prácticas más dañinas

- En los últimos años una legislación más exigente han conseguido reducir de forma significativa estas prácticas

• Otros vertidos: Los vertidos costeros son una contaminación intencionada; de aguas residuales sin depurar, realizados a través de emisarios submarinos, procedente de núcleos urbanos ;o industrias ;o de residuos radiactivos


La marea negra

• El petróleo queda en la superficie impidiendo la entrada de la luz hasta los productores, por lo que desaparecen y, con ellos, el resto de las especies que estaban relacionadas a través de las cadenas tróficas y, por otro lado, a los componentes más pesados, que caen al fondo destruyendo la flora y la fauna bentónicas

• También el petróleo se adhiere a plumas, piel y pelo de aves y mamíferos inutilizando su función de aislante térmico

• Para combatir las mareas negras podemos aplicar

- medidas preventivas, como leyes para el transporte de crudo y sustancias peligrosas y de buques con doble casco;

- medidas correctoras que permitan eliminar el crudo y paliar sus efectos como puede ser: barreras flotantes de contención, barreras químicas que utilizan geles para recoger el crudo, recogida en superficie mediante bombas de aspiración o espumaderas; agentes dispersantes que formen emulsiones que puedan ser biodegradadas; biorremediación, método más eficaz y ecológico, en la actualidad en desarrollo y que se basa en añadir bacterias que degradan hidrocarburos


-Para conocer o medir la calidad del agua,

-y por ello, el uso que se le puede dar (uso agrícola, industrial, para consumo humano, actividades recreativas…),

-o que no se le puede dar

- se determina mediante

- parámetros físicos, - parámetros químicos - e indicadores biológicos


6. Determinación en muestras de agua de algunos parámetros físico–

químicos y biológicos e interpretación de resultados en función de su uso

PARÁMETROS FÍSICOS


Temperatura - idónea entre 8 y 15º - interferencia con los ciclos biológicos, presencia de microorganismos…

Transparencia o turbidez - se debe a los sólidos en suspensión, - que son capaces de producir absorción o dispersión de las radiaciones luminosas que atraviesan el agua,

Color, sabor y olor - el agua debe ser incolora, inodora e insípida

Conductividad - relacionada con la concentración de iones en disolución

- cuando la cantidad de carbonato de calcio o magnesio sobrepasa los 0,5 g/l el agua es dura (peores para el uso humano)

PARÁMETROS QUÍMICOS (1)


Oxígeno disuelto

- a más materia orgánica, más organismos descomponedores, y menos oxígeno en disolución - aguas limpias y corrientes están muy oxigenadas

Demanda biológica de oxígeno (DBO)

- se incuba el agua a unos 30ºC, en la oscuridad durante días y se determina el oxígeno que se ha perdido - a más materia orgánica mayor consumo de oxígeno por los microorganismos - el más usado es la DBO5 que mide el oxígeno perdido en 5 días - para el consumo humano no debe sobrepasar los 3 mg O2/l - las depuradoras de agua deben verter al río agua con menos de 20mg/l de DBO5

Demanda química de oxígeno (DQO)

- mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra de agua - los valores obtenidos son más altos que la DBO, porque la oxidación no es selectiva: se oxida tanto la materia orgánica como la inorgánica existente. El valor recomendado no debe sobrepasar 20mg O2/l

PARÁMETROS QUÍMICOS (y 2)


pH. - indica la acidez o basicidad y está en función de los iones H+ (H3O+) presentes - las reacciones químicas y biológicas dependen del pH - la actividad biológica normal en el agua se desarrolla en unos valores de pH que oscilan entre 6 y 8,5 - un agua demasiado ácida o básica tiene muchas posibilidades de contener elementos indeseables (por ejemplo un pH muy ácido aumenta la disolución de algunos metales pesados)

Dureza. - expresada en concentración de CaCO3 - aguas blandas < 50 mg/l de CaCO3 y aguas duras >200 mg/l de CaCO3 - la OMS recomienda que el agua de bebida tenga de 100 a 500 mg/L de CaCO3 - la dureza se encuentra directamente relacionada con la conductividad - dura: incrustaciones calcáreas en las instalaciones, riesgo de cálculos renales (piedras en el riñón) y perjuicios por el mayor gasto de jabón y de energía en procesos industriales - blanda: más agresiva y puede afectar a los metales

• De todos los parámetros que indica la reglamentación -se suelen emplear entre 23 y 48-, los más utilizados son el OD, la DBO, la DQO, los sólidos disueltos y en suspensión, los compuestos de N, P, S y Cl, el pH, la dureza la turbidez, los elementos tóxicos y los organismos patógenos

• El empleo de todos los parámetros sólo nos indica el grado de calidad que posee el agua en el momento que tomamos la muestra, pero no de su estado anterior ni de su poder de auto-depuración.

• Por eso, en la actualidad, se presta mucha atención a los denominados indicadores biológicos de contaminación, ya que la presencia de determinadas especies de seres vivos (unas aguantan más y otras menos), nos orientan sobre los niveles de contaminación y por lo tanto, de la calidad del agua

En resumen

Parámetro No contaminado Contam débil Contam Fuerte

OD(mg/l) 7 5 3

DBO(mg/l) < 5 < 20 < 50

DQO(mg/l) 20 a 40 40 a 60 < 80


INDICADORES BIOLÓGICOS


* Presencia de microorganismos: bacterias, hongos, algas, protozoos y virus, e incluso seres vivos de mayor tamaño como larvas de insectos * El control biológico del agua se centra en las especies patógenas * Especialmente determinación de las bacterias coliformes que aunque no sean patógenas, indican contaminación de origen fecal (en el agua de consumo humano la presencia de coliformes debe ser cero) * Los saprobios son organismos (pueden ser microorganismos o no) que se alimentan de materia orgánica y que se utilizan como indicadores biológicos de la contaminación por materia orgánica

- Polisaprobios, que toleran elevadas concentraciones de materia orgánica y medio anóxico, (aguas muy contaminadas) - Mesosaprobios que toleran concentraciones medias - Oligosaprobios viven en aguas con concentraciones muy bajas de materia orgánica y bastante oxigenadas, (aguas no contaminadas)

Realiza el siguiente ejercicio de selectividad de Junio de 2004


7. Sistemas de tratamiento y depuración de las aguas

• El agua para consumo, como agua potable, necesita un

tratamiento de potabilización

• La potabilización es el conjunto de procesos físico-químicos que

convierten el agua natural en agua potable, apta para el consumo

• Se eliminan o ajustan las concentraciones de sus componentes

para que

- no sean un riesgo para la salud

- y no tengan características organolépticas (color, olor y sabor)

desagradables


a) Tratamiento del agua para consumo: la potabilización del agua

COMPRENDE GENERALMENTE DOS TIPOS DE TRATAMIENTOS:

1. Eliminación de sólidos en suspensión.

- Se utilizan procesos físicos y químicos:

-tamización o desbaste que elimina las partículas más grandes por medio

de un sistema de rejas o tamices cada vez más finos,

- la aireación para eliminar gases como el H2S,

- la coagulación-floculación que es la adición de reactivos químicos que

favorecen la formación de agregados de partículas,

- la sedimentación o decantación donde se mantiene el agua en reposo

para que sedimenten las partículas por gravedad

- la filtración normalmente con filtros de grava y arena (son filtros

autolimpiables al producir la circulación inversa del agua para arrastrar

la suciedad acumulada)

-y la adsorción con carbón activo para eliminar los malos olores, sabores

y las partículas finas.

2. Desinfección.

- Se trata de eliminar los organismos patógenos. Para ello se utiliza cloro,

aunque se podría matar a los organismos también con ozono, luz ultravioleta,

radiaciones ionizantes...


b) Depuración de las aguas residuales


• La depuración tiene por objetivo devolver a las aguas residuales

su estado natural,

• retirando de ellas los contaminantes.

• Hay dos clases de depuración:

- natural o blanda

- y tecnológica o dura

DEPURACIÓN NATURAL O BLANDA

Se utiliza para aguas residuales poco contaminadas y contaminantes poco

insidiosos

Los sistemas empleados tratan de reproducir los procesos de

autodepuración

El más utilizado es el lagunaje,

- que consiste en mantener el agua en balsas o lagunas artificiales poco

profundas durante el tiempo necesario (del orden de meses depende del

grado de contaminación)

- para que se produzca la sedimentación de los materiales en suspensión

- y la degradación microbiana de la materia orgánica

Conforme avanza la autodepuración el agua se va pasando a lagunas cada

vez menos contaminadas,

Tiene la ventaja de ser un método sencillo, barato y casi sin mantenimiento,

pero tiene el inconveniente de que es un proceso muy lento, para pequeños

volúmenes de agua y no apto para sustancias no biodegradables.



Otra alternativa es la depuración por humedales

http://www.laverdad.es/videos/murcia/201408/17/comunidad-anse-planean-depurar-3734744609001-mm.html

DEPURACIÓN TECNOLÓGICA O DURA: LÍNEAS DE AGUA, FANGOS Y

GAS

Se requieren instalaciones especiales llamadas Estaciones

Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR)

Es más rápida que la depuración natural y se pueden tratar mayores

volúmenes de agua,

Consumen mucha energía y son de costoso mantenimiento

Se pueden dar hasta cuatro tipos de tratamientos del agua


https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=kRqaiTY8qr4

1. Pretratamiento:

- separación de sólidos voluminosos tales como botellas, telas,

plásticos a través de rejas y/o tamices (tamización o desbaste),

- separación de sólidos finos como las arenas (desarenadores)

- y la separación de las partículas que flotan (desengrasado).

- origina fangos que deben ser tratados.

2. Tratamiento primario:

- tratamientos físico-químicos

- se intenta sedimentar sólidos en suspensión que no han sido

retenidos en el pretratamiento,

- consiste en la sedimentación-decantación: se dejan las aguas

residuales el tiempo suficiente para la sedimentación;

- también se suele utilizar floculantes y/o coagulantes que aceleran la

sedimentación.

- también neutralización de las aguas donde se ajusta el pH entre 6,5-

8,5 para facilitar el tratamiento biológico o secundario

- origina lodos y gases.


3. Tratamiento secundario:

- tratamiento biológico (degradación de la materia orgánica por

microorganismos o fangos activos).

. La degradación de la materia orgánica puede ser

-aerobia. Para ello se mantiene el agua oxigenada (agitación)

- y anaerobia. Formándose gases que se pueden usar como

combustible para obtener energía en la propia planta

depuradora.

4. Tratamiento terciario:

- consiste en procesos físicos, químicos y biológicos avanzados,

- donde se pretenden eliminar ciertos contaminantes específicos que

permanecen (metales pesados, nitrógeno, fósforo, isótopos

radiactivos y sustancias inorgánicas).

- Se utilizan diversos métodos especializados como la adsorción, el

intercambio iónico, la ultrafiltración, la ósmosis inversa o la

electrodiálisis.

- Son tratamientos muy costosos que muy pocas depuradoras

realizan.


LÍNEA DE FANGOS DE UNA DEPURADORA

• Se generan fangos.

• Tratamientos: espesamiento, la digestión anaerobia y la deshidratación.

- Espesamiento: Eliminación del agua

- Digestión anaerobia: degradación de la materia orgánica por medio

de fermentación. Se obtienen ciertos gases, sobre todo: metano y

dióxido de carbono.

- Deshidratación: eliminar, en buena parte, el agua de los fangos (por

ejemplo, por centrífugas)


LÍNEA DE GAS DE UNA DEPURADORA

• En los tratamientos anteriores del agua y fangos, se generan gases.

• Aprovechar los gases obtenidos en la digestión anaerobia de los fangos

y tratamiento secundario anaerobio, para generar electricidad

• El gas se utiliza como combustible de alimentación a motores que

hacen funcionar un generador de energía eléctrica para el

aprovechamiento de la misma en la planta.



- Capa superficial o epilimnion: afectada por la Tª ext y la radiación solar, tiene una profundidad de unos 200 m, la Tª entre 12 y 30 ºC (según latitud) suele ser bastante uniforme gracias también a la mezcla que produce el oleaje. - Capa de transición o termoclina: situado debajo de la anterior capa cálida, aquí se produce un descenso brusco de la Tª con la profundidad, el límite es muy variable, según la latitud y estación del año, pudiendo llegar a 1.000 m de profundidad. Esta agua fría (más densa) situada debajo de la cálida (menos densa) impide la mezcla del agua cálida con las aguas profundas.

- Capa profunda o hipolimnion: presenta Tª frías de entre 0 y 5 ºC y constantes (con poca o nula variación térmica, aunque en algunos casos disminuye la temperatura muy lentamente con la profundidad), ya que la termoclina impide la mezcla con las aguas cálidas superficiales, por lo que también disminuye e incluso puede desaparecer el oxígeno disuelto.


Esta diferenciación térmica se aprecia -durante todo el año en las zonas tropicales, - en verano en las zonas templadas (en invierno no hay termoclina) - y no existe en las regiones frías (en latitudes árticas y antárticas, la temperatura del agua superficial es cercana a los 0 ºC, con lo que varía muy poco con la profundidad y así, no hay diferentes capas).

PORTMÁN A mediados del siglo XX, Peñarroya comienza la explotación de pirita de la cantera Emilia y la construcción en Portmán del lavadero "Roberto“. En 1957 se inician los vertidos de los estériles residuales procedentes del lavado de los minerales explotados.

Para separar los metales rentables se utiliza la técnica de flotación diferencial que requiere grandes cantidades de cianuro sódico, ácido sulfúrico, xantatos, sulfato de cobre…

Durante los años sucesivos se van concediendo autorizaciones gubernamentales para la ampliación de las instalaciones de los vertidos de estériles. Hasta que el 30 de marzo de 1990, el presidente de la CARM Carlos Collado ordena el fin del vertido a la bahía.

Durante los 33 años de vertidos se depositan en la bahía el 50% de los metales pesados y el 90% de los residuos sólidos de todo el mediterráneo español. 35 millones de metros cúbicos de estériles que originó el aterramiento completo de una zona de más de 225 hectáreas de la bahía.


AZNALCÓLLAR

25.04.1998. Una balsa de residuos de metales pesados

muy contaminantes de 8 Hm³, procedentes de una mina

de la empresa de capital sueco Boliden-Apirsa, se rompió

por dos de sus lados, liberando gran cantidad de líquido

de muy bajo pH (alta acidez). El vertido producido en el río

Agrio llegó rápidamente al Guadiamar, que fluye hacia el

Parque natural de Doñana y preparque, donde fue frenado

y desviado mediante diques para que llegara con más

rapidez al Guadalquivir y hasta llegar al mar.


PRESTIGE

19.11.2002. Barco con 77.000 Tm

de fueloil. Se vio inmerso en un

temporal y sufrió una vía de agua.

Tras intentar alejarlo de la costa, se

partió en dos hundiéndose a una

profundidad de 3.850 m. Estaba a

unos 250 km de la costa. Desde el

desastre, están prohibidos en toda

la UE de los petroleros monocasco.

Se estima que el buque vertió al

mar más de 60.000 toneladas que

contaminaron más de 2.000 km de

costas gallegas y cantábricas, e

incluso costas portuguesas y

francesas.

Afectó a los parques naturales de

Corrubedo y de las Islas Atlánticas,

así como a diversos espacios

protegidos integrantes de la Red

Natura 2000. El sector pesquero

gallego sufrió una reducción de las

capturas de marisco y pescado

fresco y el turístico vio reducida la

entrada de turistas.



Una grieta en la estructura del reactor empezó a liberar material

radiactivo al mar, haciendo que el contenido en yodo radiactivo

fuese en algunos momentos en las aguas circundantes de hasta

7,5 millones de veces superior al límite legal y que el cesio

estuviese 1,1 millones de veces por encima de esos límites. En el

mes de abril de 2011, la compañía Tepco empezó a verter al mar

11.500 toneladas de agua contaminada radiactivamente para

liberar espacio dentro de la central con objeto de albergar otras

aguas aún más contaminadas del interior de los reactores

1. Concepto y características de hidrosfera La hidrosfera ... · Tema 4. La hidrosfera En resumen,...

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