INTRODUCCIÓN 2 1. ATMÒSFERA2 2....

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL Seguridad, Higiene e Ingeniería Ambiental

Lic. Eduardo Sarlo Primera Unidad - 1

PRIMERA UNIDAD

Contaminación Ambiental INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................2

1. ATMÒSFERA................................................................................................................2 1.1 Dinámica de la atmósfera............................................................................................................ 3 1.2 Movimientos de aire .................................................................................................................... 3 1.3 El niño y la oscilación del sur ...................................................................................................... 5 1.4 Contaminación ............................................................................................................................ 7 1.5 Efecto invernadero ...................................................................................................................... 7 1.6 El Problema de la capa de ozono................................................................................................ 8 1.7 El Smog ...................................................................................................................................... 9 1.8 Lluvia ácida ............................................................................................................................... 10

2. HIDROSFERA.............................................................................................................11 2.1 Aguas Superficiales................................................................................................................... 11

2.1.1 Cursos de Agua .................................................................................................................. 12 2.1.2 Cuerpos de Agua................................................................................................................ 12

2.2 Aguas Subterráneas.................................................................................................................. 12 2.2.1 Distribución del agua en el perfil del terreno ....................................................................... 12 2.2.2 Napa freática ...................................................................................................................... 13 2.2.3 Acuíferos ............................................................................................................................ 15 2.2.4 Flujo del agua subterránea ................................................................................................. 16

2.3 La contaminación del agua ....................................................................................................... 16 3. SUELOS......................................................................................................................17

3.1 Estructura y composición química del suelo.............................................................................. 17 3.2 La Contaminación en el suelo ................................................................................................... 19



INTRODUCCIÓN El estudio de la contaminación ambiental en el planeta puede ser abarcado a través de su fragmentación en distintos compartimentos como ser la atmósfera (aire), la hidrosfera (aguas) y la litósfera (suelos), pero es importante comprender que estos compartimentos están íntimamente relacionados en la naturaleza, esta separación solo es conveniente para su estudio

Toda actividad altamente organizada, y en particular la humana, tiende a modificar en alguna forma el ambiente. Esto no sería alarmante, ya que el ambiente tiene los medios para amortiguar sus efectos y volver a establecer el control sobre esas variaciones, siempre y cuando no se sobrepasen ciertos límites. En algunos casos estos límites son superados y de esta manera se pone en peligro la estabilidad del ambiente y de los seres vivos que en él se encuentren. El problema se presenta con especial gravedad en aquellas áreas con elevada concentración industrial y demográfica. 1. ATMÒSFERA La atmósfera comprende la envoltura gaseosa de la Tierra. Es una mezcla compuesta de diferentes tipo de gases, como el nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono entre otros. Podemos hallar en ella también aerosoles que son pequeñas partículas en suspensión y agua en los tres estados, es decir líquido, sólido o gaseosa. El aire seco está compuesto por dos tipos de gases:

1. Aquellos de composición constante con la altura 2. Aquellos de composición variable con la altura.

Por ejemplo si tomamos muestras de aire de la superficie de la Tierra hallamos que su composición básica está determinada por una relación de 78 % de nitrógeno y 21 % de oxígeno, esta distribución de gases se mantiene hasta los 80 kilómetros de altura, esta porción de atmósfera se denominada “Homósfera” en ella se producen todos los fenómenos meteorológicos y abarca aproximadamente la mitad de la masa total de la atmósfera, es por ello que a estos gases se los conoce como de composición constante. Existen otros gases como el ozono o el dióxido de carbono que son de composición variable ya que no mantienen una concentración constante en los distintos niveles de la atmósfera La atmósfera se encuentra térmicamente estratificada formando distintos niveles o capas

Denominación Distancia a la sup. terrestre Temperatura en ºC Troposfera 10 Km. 15º C / -50º C Estratosfera 10 Km. a 50 Km. -50º C / -2º C Mesosfera 50 Km. a 85 Km. -2º C / -92º C Termosfera 85 Km. a 500 Km. -92º C / 1200º C

Atmósfera

Litosfera

Hidrosfera



Las capas donde se produce la transición tienen una temperatura constante, y se denominan tropopausa, estratopausa y mesopausa respectivamente. La tropopausa es más baja a nivel de los polos, llegando a una altura de 8 kilómetros, y es más alta en el ecuador, con una altura de 15 kilómetros. Esto es debido a que el aire se comprime o se expande dependiendo de la temperatura. 1.1 Dinámica de la atmósfera La atmósfera gira y se traslada junto con la Tierra alrededor de una fuente calórica, el Sol, sufriendo variaciones, estas variaciones se dan fundamentalmente en los parámetros de presión y temperatura provocando distintos fenómenos meteorológicos como por ejemplo los vientos. Estos movimientos de aire establecerán convergencia y divergencia de masas, al existir humedad habrá procesos asociados al calentamiento y enfriamiento, como ser la condensación y la evaporación. Esto establece a su vez los regímenes de precipitaciones y nubosidad. Se establece entonces una cadena causal que está regulada fundamentalmente por la posición de la atmósfera con respecto al Sol. Habrá zonas de alta y baja presión provocadas por esta inclinación que darán lugar a movimientos de masas de aire y a todo tipo de fenómenos meteorológicos asociados a estos movimientos. 1.2 Movimientos de aire Los sistemas de baja presión dan lugar al ascenso de aire. Este proceso está ligado al enfriamiento y por lo tanto a la condensación del agua y formación de nubes y precipitaciones. Por el contrario los sistemas de alta presión favorecen la bajada de las masas de aire, con el consecuente calentamiento de las nubes y su disgregación. Es conveniente aclarar en este punto que las nubes no son de vapor de agua sino que están compuestas de agua en suspensión. Existen dos tipos de movimientos, los horizontales que son los vientos que pueden ser convergentes o divergentes, y los movimientos verticales que pueden ser ascendentes o descendentes. Centros de baja presión En los centros de baja presión se produce un movimiento de ascenso de las masas de aire favoreciéndose la condensación de agua y la consecuente formación de nubes aumentado así las probabilidades de precipitaciones. Los centros de baja presión, son receptores de vientos. Hacia ellos convergen los las masas de aire superficiales.

Troposfera

Estratósfera

Mesosfera

Termósfera Altura

50Km

12 Km

Temperatura



Movimientos de ascenso o convergencia (Nubificación)

Centros de Alta presión En estos centros las masas de aire presentan un movimiento de descenso provocando el calentamiento y la consecuente evaporación del agua atmosférica por lo que suele disiparse la nubosidad, a su vez son generadores de vientos ya que las masas de aire descienden y se dispersan sobre la superficie de la tierra generando vientos en todas direcciones. Movimientos de descenso o Subsidencia (evaporación del agua del aire)

En los distintos niveles de la atmósfera se producen diferentes procesos. Si hay convergencia abajo, sobre la superficie de la Tierra, se producirá divergencia en las capas altas. Visto en un corte, la atmósfera terrestre, presenta distintos centros de alta o baja presión como puede verse en el siguiente gráfico.

Superficie terrestre

Superficie terrestre



1.3 El niño y la oscilación del sur En el Océano Pacífico, existe un sistema de presiones, denominado anticiclón del Sur. Este sistema, está compuesto por un centro de altas presiones, ubicado cerca de la isla de pascua, que afecta a la costa de Chile y de Perú y un centro de bajas presiones, ubicado en la zona de Indonesia. Este arreglo de presiones, es el responsable de las intensas lluvias en la zona asiática, y las sequías y desiertos de la costa peruana. La posición de estos centros de presión, se mueve respecto a su lugar característico a lo largo del año, debido al corrimiento del ángulo de incidencia del sol y a otros fenómenos atmosféricos, generando lo que se conoce como “Oscilación del Sur”. Este corrimiento altera los vientos en la zona y el régimen de precipitaciones, pero siempre manteniendo las posiciones de los centros de baja y alta presión, de un lado y otro del Pacífico. Históricamente cada aproximadamente diez años, la Oscilación del Sur, presenta una modificación drástica, que altera la posición de los centros de presión, invirtiendo su posición en los lados del Océano Pacífico. De esta manera, se establece un centro de baja presión cercano a las costas de América, y un centro de alta presión en la costa asiática. Esto genera un cambio en el régimen climático de las regiones afectadas. Los vientos corren ahora de Oeste a Este, en lugar de hacerlo de Este a Oeste (alisios); se generan torrenciales lluvias en la costa peruana y sequías devastadoras en las selvas de Malasia. En los últimos años la frecuencia de ocurrencia de esta alteración se vio aumentada notablemente. El fenómeno del Niño, trae aparejado además modificaciones en las corrientes oceánicas, modificando la temperatura de las aguas superficiales de un lado y otro del Océano, y afectando por lo tanto su productividad ictícola.

Célula de Hardy

Baja

Alta

Baja

Ecuador

20°

55°

Vortice Polar



1.4 Contaminación En general la contaminación atmosférica es un problema global, las sustancias contaminantes no reconocen fronteras: La lluvia ácida se extiende sobre vastas regiones, la reducción de la capa de ozono afecta amplias zonas y el calentamiento atmosférico afecta a todo el planeta. La contaminación atmosférica puede tener distintos orígenes y presentarse de modos diferentes, continuamente se eliminan a la atmósfera una cantidad cada vez mayor de sustancias contaminantes, aproximadamente el 50% proviene del transporte, cerca del 30% de la utilización de combustibles industriales y entre un 10 a un 15% de los procesos industriales.

1.5 Efecto invernadero Una de las sustancias que en gran cantidad el hombre vierte a la atmósfera, es el dióxido de carbono (CO2 ). Esta sustancia proviene mayoritariamente de la combustión de carburantes fósiles. Debido al ritmo creciente de consumo de combustible y en consecuencia a la cada vez mayor emisión de CO2 los niveles de este gas en la atmósfera van en aumento. A este aumento de los niveles de CO2 se suma la deforestación que actualmente padece nuestro planeta que no solo repercute en una menor producción de O2 sino también en una menor captación por parte de las plantas de CO2. La superficie de la Tierra recibe fundamentalmente energía de onda corta proveniente del sol, cuando esta es reflejada o absorbida y reemitida desde la Tierra, cambia el valor de su energía a una de onda larga (calor). Una propiedad que presentan las moléculas de CO2 es la de absorber radiación infrarroja (de onda larga). La consecuencia ambiental es que el CO2 absorbe la luz infrarroja emitida por la superficie terrestre y la reemite en todas direcciones, enviando parte de la radiación de nuevo a la superficie terrestre, por lo tanto cabe esperar que un aumento en los niveles de CO2 en la atmósfera provoque un aumento de la temperatura de la biosfera. A este fenómeno se lo conoce con el nombre de efecto invernadero. Hay que señalar que la capacidad de absorber radiación infrarroja no solo la tiene el CO2 sino que también presentan estas características el óxido nitroso, el ozono y el metano entre otros. Por lo que estos gases también son conocidos como gases de efecto invernadero.



La mayor parte de las investigaciones que se han venido desarrollando con los datos registrados a lo largo del último siglo muestran una tendencia al aumento de la temperatura en la superficie de la Tierra. Los registros son poco precisos en épocas anteriores, por lo que no se puede saber si esto se trata de un fenómeno cíclico de aumento y descenso de la temperatura, pero es notable que el fenómeno halla aumentado desde la revolución industrial, lo que hace sospechar que posee un componente antrópico. Desde la Revolución industrial hasta nuestros días la temperatura se ha elevado cerca de un grado centígrado. Las temperaturas medias de muchas regiones han cambiado. Existe una importante correlación, entre este fenómeno y la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. Este gas se encuentra en general a nivel de trazas en la atmósfera, su valor es de 0,03 por ciento del volumen, pero desempeña un papel crítico en el control del clima, por otro lado es la principal fuente de carbono de los organismos fotosintetizadotes (plantas entre otros) siendo indispensable para la vida en el planeta

1.6 El Problema de la capa de ozono Otro gas de importancia es el Ozono, de composición molecular O3. Este gas es muy inestable y esta formándose y destruyéndose constantemente a lo largo de varios kilómetros verticales en la atmósfera. El ozono se genera por la fotodisociación de una molécula de O2, seguida por una combinación átomo (O) - molécula de O2 dando lugar a una molécula de O3. La fotodisociación se da con la intervención de los rayos ultravioletas, desde el tope de la atmósfera hasta unos treinta kilómetros de

DIOXIDO DE CARBONO EN LA ATMÓSFERA (ppmv)



altura sobre la superficie. En todo este recorrido hay moléculas de ozono que van absorbiendo la radiación y se van regenerando. Pero a los treinta kilómetros se da la mayor concentración de ozono, y forma lo que se conoce como “capa de ozono”, dicha capa actúa como pantalla o filtro de los rayos ultravioletas, nocivos para la vida en nuestro planeta. El problema con la capa se dio a conocer durante la decada del 80, cuando se reveló que estudios realizados entre 1977 y 1985, indicaban que la cantidad de ozono había decaído en un 40 % en el período. La amenaza en relación con la erosión de la capa de ozono, proviene, según la mayoría de la bibliografía, de determinados compuestos químicos conocidos como clorofluorcarbonados (CFC’s). Los CFC’s, muy volátiles, son afectados por los rayos ultravioletas, produciendo su fotodisociación y dando átomos de Cloro muy reactivos, estos átomos reaccionan con el ozono evitando su regeneración. El mecanismo de reacción para una molécula de clorofluorocarburo es el siguiente:

1.7 El Smog Es un termino compuesto smoke: humo y fog: niebla. La actividad industrial, el tráfico vehicular, las calefacciones domésticas, la combustión de carburantes fósiles sólidos y líquidos, etc, puede dar lugar a un incremento de la temperatura. Sobre todo las partículas sólidas en suspensión actúan junto con otros gases absorbiendo la radiación infrarroja, produciendo el calentamiento de las masas de aire que se encuentran en contacto con la superficie urbana. Este fenómeno puede dar lugar a la formación de una capa de inversión térmica, que es una capa de la atmósfera urbana mas calientes que las capas inferiores. Una consecuencia de esta inversión térmica es la imposibilidad de que se produzca la mezcla vertical de las masa de aire, formando una especie de techo y dificultando que la contaminación urbana se diluya. Este fenómeno esta asociado generalmente a topografías que favorecen el estancamiento de las masas de aire, este estancamiento, hace que se vayan incrementando los niveles de contaminantes en la atmósfera, la presencia cada vez mayor de partículas sólidas en suspensión junto con otros contaminantes incrementa el fenómeno.



1.8 Lluvia ácida Las industrias, calefacciones de viviendas y automóviles en sus procesos de combustión de combustibles fósiles suelen liberar a la atmósfera óxidos de azufre y de nitrógeno. Estos óxidos al llegar a la atmósfera son transformados en fase gas en ácidos por la acción de agentes oxidantes como los radicales OH presentes en la atmósfera.

NO2 +OH → HNO3 Estos ácidos (H2SO4 y HNO3) pueden disolverse en el medio acuoso de nubes o nieblas (niebla blanca: NO2 o niebla amarilla: SO2) y retornar a la superficie terrestre en forma de lluvia o en general deposición húmeda, con consecuencias negativas sobre la naturaleza y todo tipo de materiales por su carácter corrosivo.



2. HIDROSFERA El agua es un compuesto esencial para el desarrollo de la vida en el planeta. A pesar de ello el agua de consumo es un bien que empieza a ser escaso, debido al aumento creciente de la población mundial y a la relativa poca disponibilidad de este preciado elemento. En este sentido, el agua dulce esta fundamentalmente concentrada en lagos, ríos y acuíferos en una proporción que no llega al 0,5% del agua total presente en la biosfera. La situación es más problemática si se tiene en cuenta que una buena proporción de estas aguas superficiales esta contaminada por el vertido indiscriminado de residuos generados por la actividad del hombre en centros urbanos e industriales. Esto hace que la disponibilidad de agua potable se reduzca y que se tengan que recurrir a costosos métodos de tratamiento para extraer los residuos y evitar daños en el ecosistema o en la salud humana. El agua en la biosfera existe en cantidades regulares formando depósitos de reserva; en la atmósfera, en los océanos, en zonas continentales, casquetes de hielo, en estratos profundos como agua subterránea y contenida en las plantas y animales. La siguiente figura muestra el balance hídrico en nuestro planeta. 2.1 Aguas Superficiales Se refiere a los cuerpos y cursos de agua que están en los continentes, sobre la superficie del terreno y en contacto directo con la atmósfera, incluyen los lagos, lagunas ríos y arroyos. Las aguas superficiales son generadas en gran parte por el agua proveniente de las precipitaciones que escurren sobre el suelo, incluyendo el deshielo. La cantidad de agua que escurre superficialmente depende entre otras cosas de la evapotranspiración de la zona y del tipo de suelo con su capacidad de infiltración. En función a su dinámica las aguas superficiales se dividen en

Atmósfera 0,0001 %

Océano 97 %

Aguas Subterráneas

0,64 %

Aguas Superficiales

0,017 %

Glaciares

2,2 %



• Cursos de agua: arroyos y ríos (lóticos) • Cuerpos de agua: lagos y lagunas (lénticos)

Al tener una dinámica diferente, el comportamiento y afectación frente a las actividades antrópicas es totalmente distinto. 2.1.1 Cursos de Agua Los ríos de nuestro país, en su mayoría, nacen de la conjunción de pequeños arroyos en zonas altas y mueren en lagos o mares que constituyen su nivel de base. En todo ese recorrido la dinámica varía notablemente En las zonas altas predominan los ríos torrentosos, de lechos rocosos, estacionales, con hábitos lineales, muy erosivos y con aguas limpias de composición semejante a las pluviales. Prácticamente no hay depósitos de sedimentos. Constituye el estadio juvenil del río Existe una zona intermedia donde el curso corre por una pendiente menor y comienza a desarrollar depósitos, presentando valles mas anchos. Constituye el estadio maduro. Por último, cerca de la desembocadura en zonas de escasa pendiente, la velocidad disminuye y el río deposita sedimentos. Las aguas están cargadas de sedimentos finos y arrastran los contaminantes de toda la cuenca. Su lecho es limoso. Corresponde al estadio senil. 2.1.2 Cuerpos de Agua Las características físicas de los Lagos incluyen entre otras: bajas velocidades de flujo, ya que las lagunas presentan un caudal de salida, ya sea por infiltración, evaporación o por algún curso efluente y el desarrollo de gradientes verticales de temperatura significativos que contribuyen a movimientos en este sentido sobre todo en estaciones frías ya que el agua presenta diferente densidades a diferentes temperaturas. Los lagos a menudo se transforman en el sumidero de contaminantes transportados por los cursos afluentes. 2.2 Aguas Subterráneas El agua subterránea es un recurso natural muy importante debido a que muchos acuíferos son reserva de agua dulce y están menos expuesto a la contaminación que el agua superficial. Pero una vez que se alteraron sus características fisicoquímicas es muy difícil recuperarlas. El agua subterránea es el fluido que se encuentra cuando se hace una perforación o excavación en el terreno. Se deriva de muchas fuentes, pero principalmente proviene de la lluvia. El paso del agua a través de la superficie del terreno se denomina infiltración, y a su movimiento hacia abajo hasta alcanzar la zona de saturación, se lo llama percolación. El agua en la zona de terreno saturado se mueve generalmente hacia ríos, lagos y mares generando el flujo de agua subterránea. Una vez que el agua ha penetrado la superficie, comienza su viaje hacia abajo hasta alcanzar la superficie freática. Para ello el agua debe primero satisfacer los requerimientos de la capacidad del perfil del suelo y estos dependerán de las características de este suelo. El nivel hasta el cual el agua puede mantenerse en los poros por capilaridad, depende de la presión atmosférica y de la gravedad, cuando un terreno no puede retener más agua capilar se dice que alcanzó su capacidad de campo. En esta situación, posteriores suministros de agua de infiltración continuarán hasta niveles más profundos y por último hasta el nivel freático. 2.2.1 Distribución del agua en el perfil del terreno



Una vez que el agua penetra la superficie del suelo, se distribuye dentro del perfil en función de ciertos parámetros físicos como ser gravedad, capilaridad, tensión superficial, etc. Las diferencias en dicha distribución dan origen a distintas zonas: 1) Zona de aireación: a partir de la superficie se divide en: - Franja edáfica: en los poros del material. Se encuentra aire y lo que se denomina agua del suelo. Aquí el agua se mueve por gravedad y tensión superficial, teniendo gran importancia la evaporación y transpiración vegetal. - Franja intermedia: está parcialmente saturada ya que todavía hay aire en los poros, pero menos que en la franja edáfica. El agua solo se mueve por gravedad sin influencia de la superficie. - Franja capilar: el agua se mueve por capilaridad, alimentada por los niveles inferiores totalmente saturados. 2) Zona de saturación: los poros del subsuelo están ocupados por agua, no hay aire. El movimiento del agua está regido por la gravedad y no solo se verifican movimientos verticales sino que también se evidencia un flujo horizontal regido por la topografía. La profundidad a la que se encuentran las distintas zonas varía en los períodos secos y húmedos, en función de la recarga de agua. El límite entre la zona de aireación y la de saturación constituye el nivel freático.

2.2.2 Napa freática



Se ubica por debajo del nivel freático dentro de la zona de saturación. La napa freática es un acuífero libre. Se denomina acuífero a toda unidad del subsuelo capaz de admitir, almacenar y transmitir agua. Acuífero libre significa que existe una relación directa con la presión atmosférica. De hecho, el nivel freático posee una presión hidráulica igual a la presión atmosférica. El acuífero freático se alimenta del agua de lluvia que se infiltra y percola desde los niveles superiores del suelo, para luego descargar en ríos, lagunas y mares. Pero también puede recibir aportes desde esos cuerpos superficiales de agua. La napa se recarga de una u otra fuente, dependiendo de las disponibilidades de agua según sean períodos lluviosos o secos. Cuando hay gran disponibilidad de agua en la napa, ésta alimenta a los cuerpos superficiales y puede elevar el nivel freático hasta que supera la superficie del terreno formando una laguna. En muchas regiones existe una total intercomunicación entre la napa freática y las aguas superficiales. La estrecha conexión entre la superficie del terreno y la napa freática, hace que las actividades antrópicas perturben fácilmente el comportamiento y las características del agua freática.



2.2.3 Acuíferos Sacando los acuíferos libres el resto de los mismos no tienen comunicación directa con la superficie y están sometidos a la presión lito estática correspondiente a la columna de sedimentos superiores. Este estado de aislamiento es consecuencia de la interposición de capas impermeables entre el acuífero y la superficie. Se denominan acuífugos a los estratos que no admiten ni transmiten agua, acuícludos son los que admiten pero no transmiten, mientras que acuitardos son aquellos que solo transmiten agua. Así como el acuífero freático posee un nivel freático que lo caracteriza, para los acuíferos confinados se define el nivel piezométrico. El nivel piezométrico es una superficie virtual en la cual la presión hidráulica del acuífero iguala a la presión atmosférica. Gráficamente se define mediante las alturas que alcanza el agua dentro de los pozos perforados hasta el acuífero en cuestión. Si la presión hidráulica es muy elevada, el nivel piezométrico puede superar la superficie del terreno y al perforar, el agua surge naturalmente para formar un pozo surgente. Los acuíferos confinados constituyen una de las principales fuentes de agua de consumo a nivel mundial, poseen distinta calidad de agua según los suelos y sedimentos que atraviesan. El estado de confinamiento ayuda a la preservación de la calidad de agua del acuífero, por ello es más difícil que se contaminen, pero el confinamiento dificulta la recarga, siendo comunes los problemas de depresión del acuífero por sobreexplotación. El sobrebombeo de un acuífero provoca todo tipo de dificultades para la provisión de agua; si el bombeo fuese mayor a la capacidad de recarga del acuífero, este, en la zona de la cabeza de pozo carecería de agua para suministro mientras que si el bombeo fuese excesivo podría variar la calidad del agua suministrada. Otro problema que puede variar la calidad del agua en un acuífero es la interconexión entre los pozos sépticos y el acuífero. Es un fenómeno bastante extendido en el país la utilización de pozos absorbentes o pozos sépticos para la disposición de los efluentes cloacales, en muchas ocasiones estos pozos están en contacto directo con los niveles freáticos (acuífero libre), cuando se realizan las perforaciones para llegar a los acuíferos inferiores, debido a una mala operatorio durante la perforación o a un mal encamizado de la tubería se puede poner en contancto el nivel freático (generalmente contaminado con efluentes cloacales) con el acuífero confinado utilizado para el suministro de agua.



2.2.4 Flujo del agua subterránea El movimiento del agua dentro de los acuíferos se genera por las diferencias de presiones existentes. Los flujos laterales suelen orientarse en el sentido de las pendientes topográficas, pero esto solo es válido a nivel general y en circunstancias de equilibrio. Localmente es común la inversión del sentido del flujo subterráneo, en función de las variaciones climáticas y acciones antrópicas como el bombeo. 2.3 La contaminación del agua Las industrias y las ciudades vierten a los cursos y cuerpos de agua sus líquidos residuales, muchas veces sin tratamiento completo, que afectan tanto a las aguas superficiales como a los acuíferos. En el caso del uso agrícola, los residuos provienen fundamentalmente de productos agroquímicos, cuya incorporación a los cursos de agua y especialmente a los acuíferos es potenciada por la misma práctica del riego. Un manejo inadecuado del suelo puede acelerar la erosión natural del mismo favoreciendo la contaminación de aguas superficiales con sedimentos y nutrientes. Contaminación con materia orgánica: El vuelco de materia orgánica a las aguas genera un crecimiento de microorganismos que son los encargados de degradar la materia orgánica. Estos microorganismos tanto para la degradación como para su crecimiento utilizan oxígeno que extraen de las mismas aguas, esta reducción del oxigeno disuelto del agua, en caso de ser elevada puede provocar mortandad de peces y otros organismos que necesitan el oxigeno para respirar, además de generar olores y otros efectos nocivos. Contaminantes inorgánicos: En este grupo se incluyen los metales (en forma de iones metálicos) procedentes de vertidos de varios tipos de industrias como la metalúrgica, la actividad minera las curtiembres etc. Los mismos pueden ser l Cadmio (Cd) , Cromo (Cr), Cobre (Cu), Hierro (Fe), Plomo (Pb), Mercurio (Hg), Zinc (Zn) etc. Otros compuestos inorgánicos que pueden estar presentes en los vertidos son; el Sulfuro de Hidrogeno (H2S), Sulfatos (SO3), Nitratos (NO3), Amonio (NH4) entre otros, que provienen de plantas industriales de todo tipo. Cuando se hallan en concentraciones elevadas pueden transformar las aguas en inadecuadas para ser bebidas, dañar la vida acuática hasta transformar los cuerpos de agua en tóxicos. Nutrientes en exceso: Con el vertido de nutrientes a los cuerpos de agua se favorece un crecimiento desmedido de algas y plantas acuáticas, produciéndose un fenómeno denominado EUTROFICACIÓN. Si bien la eutroficación constituye un proceso natural, la velocidad con que se desarrolla guarda estrecha relación con la disponibilidad de macro nutrientes (principalmente nitrógeno y fósforo) y micro nutrientes (hierro, zinc, cobre, etc.) Esto trae aparejado varios problemas como por ejemplo una disminución en el oxigeno disuelto, variación en la coloración de las aguas, olores, en algunos casos presencia de algas que generan productos tóxicos, problemas para los equipos de bombeo, problemas de navegabilidad en los cuerpos de agua hasta llegar a convertirlos en verdaderos pantanos. Contaminantes que alteren el pH y la salinidad del agua: Las variaciones de pH en las aguas afectan seriamente la integridad de los organismos vivos que la habitan otro factor que actúa negativamente sobre estos organismos es la salinidad Contaminación Térmica: La elevación de la temperatura de las aguas trae aparejado varios problemas; por un lado favorece el crecimiento de microorganismos lo que provoca mayor consumo de oxigeno disuelto, por el otro lado disminuye la solubilidad del oxigeno disuelto en las aguas.



3. SUELOS El suelo ha sido siempre uno de los vertederos de buena parte de los residuos generados por el hombre, dada su fácil accesibilidad. A diferencia de lo que ocurre en los medios hídricos y atmosféricos, en el suelo el contaminante es poco móvil, con lo que los efectos diluyentes característicos de los anteriores medios, en el suelo, tan solo juega un papel marginal. Además debido a la cada vez mayor necesidad de alimentos para la población obliga a la utilización de técnicas agrícolas intensivas que en la mayoría de los casos llevan al uso excesivo, de fertilizantes y pesticidas, lo que trae aparejado un grave problema ambiental. 3.1 Estructura y composición química del suelo El suelo es una mezcla variable de partículas minerales, materia orgánica aire y agua. La formación del suelo es un proceso extremadamente lento, el cual se inicia por la desintegración física de las rocas subyacentes, formando pequeños fragmentos. Estos fragmentos suelen sufrir un posterior ataque químico y biológico mediante el cual se liberan nutrientes que sirven para el crecimiento de platas. Este conjunto de procesos físico químicos y biológicos se denomina meteorización (la formación de un cm de suelo puede llegar a tardar algunos centenares de años) Un suelo puede tener por ejemplo un porcentaje en volumen de materia sólida (la mayoría mineral y una minoría de materia orgánica), otro porcentaje de agua y el resto aire. Pero en realidad la distribución de los materiales que constituyen el suelo no es homogénea, destacándose la existencia de capas perfectamente diferenciadas, llamadas horizontes. El conjunto de los horizontes constituyen el perfil del suelo (como se ve en la figura)



Básicamente existen tres horizontes: Horizonte A: Constituye la capa superior del suelo hasta una profundidad de unos pocos centímetros. Contiene la mayor parte de la materia orgánica del suelo y es donde tiene lugar la máxima actividad biológica. Horizonte B: Esta situado debajo del horizonte A y esta formado por los productos de alteración de las rocas subyacentes (que estan por debajo) y a su vez recibe material orgánico y mineral disuelto del horizonte A mediante un proceso denominado lixiviación. Horizonte C: es el mas profundo y esta formado por material disgregado procedente del fondo rocoso y por la roca madre Como se ha mencionado anteriormente el agua constituye una parte importante de la composición del suelo. El agua en el suelo se halla o bien unida a las partículas pequeñas mediante enlaces químicos o interacciones de tipo físico (adsorción) en la parte superior del suelo, o bien formando agua libre en las partes inferiores del suelo (aguas subterráneas). Por otra parte, el aire contenido en el suelo reside en los pequeños poros existentes en los horizontes A y B, en los horizontes mas profundos, la ausencia de oxigeno promueve el desarrollo de procesos anaerobios, productores de gases reductores, como el metano, oxido nitroso, sulfuro de hidrogeno etc,. La materia orgánica presente en el suelo consiste en mezcla de biomasa, plantas parcialmente degradadas, organismos vivos y humus. Este ultimo componente esta constituido por una fracción soluble, compuesto por los denominados ácidos húmicos y fúlvicos y por una fracción insoluble, la humina. La naturaleza de la materia sólida que constituye el suelo es muy diversa. En lo que se refiere al material inorgánico, hay que señalar las partículas coloidales, que son aquellas de tamaño inferior a un micrómetro, formadas por la erosión de las rocas subyacentes. Dada la gran superficie que presentan, tienen una gran capacidad de adsorción, siendo de hecho, los principales almacenes de agua y de nutrientes a disposición para alimentar las plantas y microorganismos. También suponen una parte del mecanismo autodepurador del suelo, puesto que estos coloides pueden inmovilizar sustancias tóxicas presentes en él. Estas pequeñas partículas suelen estar constituidas por arcillas, las cuales son minerales formados por óxidos de silicio y aluminio hidratados. Texturas del suelo: dependen de la proporción de las partículas de distinto tamaño que lo constituyen. • Suelos arenosos: poseen un grano entre 2 y 0.05 mm. Suelen ser incapaces de almacenar agua

y permitir el buen crecimiento de plantas. Pierden grandes cantidades de Nutrientes por lixiviación al subsuelo, lo cual imposibilita la generación de humus

. • Limos: son excelentes depósitos de agua y nutrientes minerales. Posee un grano de entre 0.05 y

0.002 mm. • Suelos arcillosos: poseen un tamaño de grano inferior a 0.002 mm. Suelen contener exceso de

agua debido a la fuerte interacción química. Tienen una textura viscosa que los hace resistentes al cultivo y al crecimiento normal de plantas.



3.2 La Contaminación en el suelo Las actividades antrópicas producen en muchos casos una elevada cantidad de residuos que son dispuestos en los suelos, muchas veces estos aportes se realizan a un ritmo muy superior a la capacidad autodepuradora del suelo, con lo que los elementos tóxicos de los residuos se van acumulando pudiendo ocasionar todo tipo de daños. El suelo también recibe todo tipo de aportes aéreas como son por ejemplo partículas sólidas que, si provienen de áreas urbanas e industriales, pueden llevar consigo todo tipo de contaminantes. Las precipitaciones ácidas sobre determinados suelos originan serios problemas ya que generan distintas reacciones químicas. Por otra parte, las técnicas de agricultura intensiva suelen utilizar grandes cantidades de fertilizantes así como herbicidas, funguicidas e insecticidas capaces de contaminar los suelos y en muchos casos con una persistencia en el medio muy elevada. Ciertos componentes del suelo cumplen un papel depurador, reteniendo los contaminantes a partir del fenómeno de adsorción física o de interacción química o bien los transforman a través de determinadas reacciones químicas, pero la parte mas importante en la depuración de los suelos la cumplen los microorganismos, esencialmente bacterias y hongos. El número de estos microorganismos depende de la historia de ese suelo, sobre todo en relación a los contaminantes que haya recibido con anterioridad. En términos generales, un suelo fértil, poco contaminado suele tener una concentración de microorganismos del orden de 1x107 a 1x109 microorganismos por gramo de suelo. La biodegradación de los compuestos orgánicos puede ocurrir tanto en terrenos aireados como en medios anóxicos. En general los compuestos orgánicos se transforman en otros de estructura más simple. Básicamente los factores que determinan el rendimiento de la biodegradación son: La estructura del compuesto orgánico El tipo de microorganismos que pueblen el suelo La densidad de esos microorganismos La concentración de contaminantes y de nutrientes El tipo de suelo en donde se realiza la biodegradación La temperatura El pH del suelo La humedad del suelo

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