Apuntes Bases de la Ingeniería Ambiental Tema 2 Indices de calidad del medio PDF

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TEMA 2: ÍNDICES DE CALIDAD DEL MEDIO 2.1 INTRODUCCIÓN. La mayoría de los cambios ambientales son debidos a la actividad humana: procesos industriales, agricultura y actividad doméstica. Los componentes medioambientales más importantes son: o Agua o Aire o Suelo o Flora y fauna o Socioeconómico Además de estos hay una serie de áreas de interés relacionadas con ellos: o Los residuos (peligrosos y no peligrosos) o Las sustancias químicas o El ruido Las tablas 2.1 – 2.4 recogen las directivas y reglamentos más importantes de la CEE, que tienen carácter vinculante para los estados miembros (no lo preguntan en el examen).

2.2. INDICADORES E ÍNDICES Indicador ambiental: Según la OCDE (Organización para la cooperación y el desarrollo económico). Indicador: “parámetro o valor resultante de un conjunto de parámetros, que ofrece información sobre un fenómeno, con un significado más amplio que el directamente asociado a la configuración del parámetro”. Proporciona información de una forma concreta y sistemática sobre una situación ambiental determinada lo cual, debe de facilitar la toma de decisiones. Según MMA (Ministerio de Medio Ambiente): Indicador: “variable que ha sido socialmente dotada de un significado añadido al de su propia configuración científica, con el fin de reflejar de forma sintética una preocupación social con respecto al medio ambiente e insertarla coherentemente en el proceso de toma de decisiones”. Según AEMA (Agencia Europea del Medio Ambiente): Indicador: “los indicadores ambientales comunican aquellos aspectos considerados típicos o críticos para la compleja interrelación entre especies naturales y componentes abióticos del sistema ambiental”.

Índice ambiental Análisis conjunto de varios parámetros o variables dando lugar a una sola expresión numérica. Los indicadores ambientales: deben cumplir una serie de criterios: 1. Tienen que tener validez científica siendo su significado claro e inequívoco. 2. Debe haber una disponibilidad de los datos y la estadística de estos, debe ser fiable. 3. Deben ser representativos, es decir, estar fuertemente asociados a las propiedades que describen. 4. Deben ser sensible a los cambios para posibilitar la predicción de situaciones futuras. 5. Deben poderse medir con relativa facilidad. Además tienen que ser claros, simples y específicos. 6. No solo tienen que ser relevantes a nivel científico sino también político para ser útiles en la toma de decisiones. 7. Su información debe de ser comparable a distintas escalas territoriales y temporales. 8. La relación del coste de obtención de la información con beneficio de esa información debe ser razonable.

El V Programa de Medio Ambiente de la Unión Europea (1992 – 2000), indica: Es necesario dar prioridad al Sistema Estadístico Europeo, para dar de formar regular estadísticas útiles para el medio ambiente que sean comparables a las que se obtienen en temas económicos y sociales. Publicó el programa: “Directrices que debe seguir la UE en relación con los indicadores ambientales y la contabilidad ecológica nacional.” COM (94) 670. En 1999, la Eurostat (Oficina de Estadísticas Europeas) ha publicado: “Towards a European Set o Environmental Headline Indicators” (Hacia una serie de indicadores medioambientales de cabecera). Ha establecido una serie de áreas o temas de interés medioambiental con una serie de indicadores por área. Eurostat está elaborando: “Environmental Pressure Indices Project” (Proyecto de Índices medioambientales de presión), para dotar la UE de una herramienta que apoye la política medioambietal, proporcionado una descripción comprensible y sistemática de los efectos de la actividad humana sobre el medio ambiente. El VI Programa de Medio Ambiente COM (2001)31 (2001-2010), destaca: o La definición y la elaboración de indicadores sobre salud y medio ambiente o La mejora de los indicadores de la contaminación atmosférica o La preparación de un indicador principal anual de medio ambiente

2.2.1. Marcos de Análisis y Clasificación de los Indicadores Los marcos de Análisis: son modelos de organización lógica que permiten hacer una clasificación de los indicadores para su uso e interpretación de un modo eficiente. Dos tipos: 1. Modelo PER (Presión – Estado – Respuesta): Desarrollado por la OCDE (Organización para la cooperación y el desarrollo económico). Se basa en una lógica de causalidad, presupone relaciones de acción respuesta. Indicadores de Presión: describen las presiones que ejercen las actividades humanas sobre el medio ambiente. Están relacionados con los patrones de producción y consumo. Engloban 2 tipos de presiones: a) Presiones indirectas. Ej: una actividad dada b) Presiones directas: Ej: vertidos Indicadores de Estado: informan de la calidad del medio ambiente y de la calidad y cantidad de recursos naturales. Están diseñados para informar de la situación del medio ambiente y de su desarrollo a lo largo del tiempo (ej: concentración de contaminantes en el medio) Indicadores de Respuesta: muestran cómo responde la sociedad a los problemas medioambientales. Se refieren a las acciones y reacciones, tanto individuales como colectivas (ej: impuestos).

PRESIÓN

ESTADO

Actividad humana que afecta al medio ambiente

Cambios observados del medio ambiente

RESPUESTA De la sociedad para resolver el problema

2. Modelo FPEIR (Fuerza Motriz-Presión-Estado-Impacto-Respuesta). Variante del modelo PER, con dos elementos más: Fuerzas impulsoras de los cambios medioambientales (negativos) son sectores económicos como: la agricultura, la industria, el turismo, los transportes, los hogares, etc. Indicadores de impacto: muestran como queda afectado el medio ambiente por los cambios producidos (ej: desertización). PRESIÓN

FUERZAS MOTRIZ

Actividades humanas que afectan al medio ambiente

Agricultura, industria, ocio, etc

RESPUESTA

ESTADO

De la sociedad para resolver el problema

Cambios observables del medio ambiente

IMPACTO Efectos de los cambios del medio ambiente

Clasificación: Los tipos de indicadores usados por la UE se pueden clasificar en 4 grupos:  Tipo A o indicadores descriptivos: Reflejan la situación tal y como es. Contiene los indicadores para fuerzas motrices, presión, estado, impacto y respuesta.  Tipo B o indicadores de ejecución: Comparan la condiciones actuales con las condiciones de referencia. Nos informan de cuanta distancia nos queda por recorrer para alcanzar los objetivos propuestos.  Tipo C o indicadores de eficiencia: Establecen una relación entre las presiones del ambiente y las actividades humanad. Proporcionan información sobre si la sociedad está avanzando en la calidad de sus productos y procesos, ya que indican la eficiencia en términos de recursos usados, emisiones y gasto generado por unidad de producción deseada. Útil a los políticos.  Tipo D o indicadores de bienestar: Todavía están en fase de desarrollo

No existen indicadores globales, debido a la variedad de ecosistemas en la UE. Si hay un orden jerárquico:  Indicadores de primer nivel o específicos: son cuantificables y se caracterizan porque determinan patrones espaciales y funcionales de los ecosistemas, definiendo unidades ecológicas y de paisaje.  Indicadores de segundo nivel: definen patrones de importancia en el área estudiada y agrupan indicadores específicos de primer nivel. Son conocidos como los diferentes medios de cada uno de los componentes. Ej: medio geológico, medio climatológico, medio edáfico, vegetación, medio económico, medio cultural, etc.  Indicadores de tercer nivel: Son los indicadores macros: Abióticos, Bióticos y Socioeconómico. Son conocidos como componentes del sistema ambiental

2.2.2. Estructura de la Información Un índice global del bienestar Tres índices: riqueza económica, medio ambiente y acción social

Tópicos

Desafíos intelectuales

Indicadores de presión medioambiental

Trabajo invisible

Estadístocas nacionales

Estadísticas medioambientales regionales Datos procesados Datos

Los indicadores del “conjunto básico” cubren seis temas medioambientales (basados en el VI Programa de acción Medioambiental de la Unión Europea):

     

Contaminación atmosférica y disminución de la capa de ozono. Cambio climático. Residuos. Agua. Biodiversidad. Medio ambiente terrestre.

Además recogen la presión que ejercen sobre el medio ambiente cuatro sectores objetivos:    

Agricultura. Energía. Transporte. Pesca.

Transporte

Pesca

Energía

Agricultura

Agua

Residuos

Medio Ambiente terrestre

Cambio climático

Emisiones de gases Usos del suelo invernadero y eliminación Previsiones de Área Sustancias Generación y Progreso en la emisiones de Demanda de Producción Intensidad gases ocupada por consumidoras reciclado de gestión de transporte de de de energía invernadero y granjas de oxígenos en residuos de sitios carga acuicultura total políticas y orgánicas los ríos empaquetamiento contaminados medidas Demanda de Estado de Consumo transporte de los bancos energético pasajeros de pesca final

Balance global de nutrientes

Uso de los recursos de agua dulce

Generación de residuos municipales

Uso de Capacidad Consumo energía de la flota de energía limpias y pesquera renovables alternativas

Nutrientes en aguas transicionales, costeras y marinas

Temperaturas globales y europeas

Electricidad renovable

Calidad del agua de baño

Concentración de gases invernadero en la atmosfera

Pérdida de biodiversidad

Calidad del aire y agotamiento de la capa de ozono

Especies protegidas y amenazadas

Emisiones de sustancias acidificantes

Áreas designadas

Emisiones de precursores de ozono

Diversidad de especies

Emisiones primarias de partículas y emisiones de precursores de partículas Exceso de los valores límite en áreas urbanas

Clorofilas en aguas transicionales, costeras y marinas

Exposición de los ecosistemas a la acidificación, eutrofización.

Tratamiento de aguas residuales urbanas

Producción y consumo de sustancias que deprimen al ozono.

2.3. Índices y Estándares de Calidad de las Aguas El medio acuático se subdivide en: • Aguas potables • Fuentes de agua bruta para agua dulce incluyendo aguas subterráneas • Aguas para hábitat de peces y baño • Aguas residuales: municipales e industriales Para cada uno de los procesos de consumo específicos, existe una serie de requisitos (relacionados con las concentraciones de varios parámetros químicos, materiales en suspensión y contenido bacteriano) relativos a la calidad del agua que se usa. Efecto de los principales parámetros en la calidad de las aguas dulces brutas: Contaminantes

Masa de agua dulce bruta RÍOS LAGOS EMBALSES SUBTERRÁNEAS Sólidos en suspensión Importante No se aplica Ocasional No se aplica Nitratos Ocasional Importante Importante Grave Elementos traza Importante Importante Importante Importante Oligoelementos Grave Importante Importante Grave Salinidad Ocasional Ocasional Ocasional Grave Eutrofización Ocasional Importante Grave Grave Materia orgánica en descomposición Grave Ocasional Importante No se aplica Cambio en el régimen hidrológico Importante Ocasional Ocasional Ocasional Acidificación Ocasional Importante Importante 0 Patógenos Grave Ocasional Ocasional Ocasional

La composición química y biológica son los principales condicionantes de las aguas:  Existe una disolución de sustancias naturales, que varía según la estación del año  La recepción de afluentes generados por la actividad humana Limitación de los usos del agua. Contaminante

Sólidos en suspensión Nitratos Elementos traza Oligoelementos Sales Materia orgánica Acidificación Patógenos Algas Microcontaminantes orgánicos

Consumo Agua Vida Uso Uso Energía y Regadíos Transporte potable acuática recreativo industrial refrigeración T T T A.M. A.M. A.M. T T A.M. N.A. B T N.A. N.A. T A.M. A.M. A.M. A.M. N.A. N.A. T A.M. A.M. A.M. A.M. N.A. N.A. T T N.A. T T N.A. N.A. T T T B T N.A. N.A. A.M. T A.M. S.E. A.M. A.M. N.A. T 0 T A.M. T N.A. N.A. A.M. A.M. T B T A.M. A.M. T

T

A.M.

T= tratamiento A.M.= alteración menor N.A. = no aplicable B= beneficia S.E.= sin evaluar

A.M.

S.E.

N.A.

N.A.

ICG (Índice de calidad general). Usado en España es una modificación del Provencher y Lamontagne, del Servicio de Calidad de las Aguas del Ministerio de Riquezas Naturales del Québec (MOPU, 1983): 𝑛

𝐼 = 𝐹1 𝜆𝑖 · 𝑖=1

𝐹2 𝜆𝑖,𝑛

λ = parámetros que se analizan n = número de parámetros F1,F2 = funciones dependen de cada parámetro I = 0 ⇒ agua muy contaminada I = 100 ⇒ agua totalmente limpia ICG es adimensional, y se obtiene a partir de 23 parámetros de calidad de las aguas:  9 Parámetros básicos: se usan siempre  14 parámetros complementarios: dependen de las estaciones a analizar Des el punto de vista biológico, se clasifican las aguas según el tipo y cantidad de microorganismos presentes:

Calidad del agua Excelente Buena Regular Deficiente Mala

ICG Entre 85 y 100 Entre 75 y 85 Entre 65 y 75 Entre 50 y 65 Menor que 50

Índice biótico BMWP (Biological Monitoring Working Party). Propuesto por Hellawell y adaptado para España por Alba y Sánchez. Este índice indica el estrés medioambiental que soportan los organismos acuáticos. Se centra en las comunidades de invertebrados debido a:  La variedad y a la abundancia de las comunidades que forman.  La facilidad de recogida de las muestras.  La diversidad de tolerancia que presentan a las variaciones de las condiciones del agua. Calidad del agua: 1 2 3 4 5 6

Valor BMWP > 120 101 – 120 61 – 100 36 – 60 13 – 35 < 15

Significado Aguas muy limpias Aguas no contaminadas o no alteradas de manera sensible Crítica: son evidentes algunos efectos de la contaminación Aguas contaminadas. Mala calidad. Aguas muy contaminadas Aguas fuertemente contaminadas

La mayor o menor puntuación asignada a un taxón está en función de su mayor o menor sensibilidad a la contaminación y al déficit de oxígeno. El índice biótico funciona bien en casos extremos, pero produce errores en situaciones intermedias.

SAICA: Sistema automático de información de la calidad de aguas en España. Ejerce una labor de control y vigilancia sobre la calidad de las aguas en España, y elabora los informes de acuerdo a la norma vigente.

2.4. Índices y Estándares de Calidad del Aire Hay dos grupos estándares de calidad del aire: 1. Índices de Calidad del aire ambiental. 2. Índices de emisiones industriales. Los contaminantes atmosféricos se pueden clasificar como:  Primarios: aquellos que emiten desde un foco identificable. Ej: SO2, metales, partículas  Secundarios: Los que se forman en la atmosfera por reacciones químicas. Ej: O3.

ICA: Índice de Calidad del Aire Ambiental. Usado en España, es un número adimensional, adaptación del PSI (Pollution Standard Index) usado por la EPA (Environmental Protection Agency) de USA.  Se calcula a partir de los datos de los distintos contaminantes primarios y secundarios medidos por las estaciones automáticas. En cada estación se calcula un índice individual para cada contaminante, conocido como índice parcial.  A partir de los índices parciales se obtiene el índice global, que coincide con el índice parcial del contaminante que presente peor comportamiento. Cada estación tiene un índice global.  Valores del índice: o El índice = 0 cuando la concentración de contaminante es nula o El Índice = 100 cuando la concentración coincide con el valor límite fijado por las Directivas Europeas. El valor índice para cualquier otro valor de concentración se obtiene por interpolación lineal. El índice está dividido en cuatro tramos, que definen los estados de calidad del aire, y se le asigna un color identificativos: Valor del índice ICA 0 – 49 50 – 99 100 – 150 >150

Calidad del aire Buena Admisible Mala Muy Mala

Color Verde Amarillo Rojo Marrón

Se calcula el índice para cada analizador de cada Estación y para todas las Estaciones. El índice de calidad del aire de una Estación será el peor caso de todos sus analizadores, y el índice de calidad del aire global para todas las estaciones será el caso peor entre todas las estaciones. La CEE no establece un índice global, sino que la directiva 96/62/CE establece una lista de los contaminantes atmosféricos que deben tenerse en cierta en la evaluación y gestión de la calidad del aire ambiente. Los esfuerzos de los legisladores y expertos de la CEE, y de sus miembros a la hora de aplicar las normas, da lugar a una mayor protección, conservación, restauración y desarrollo del funcionamiento de los sistemas naturales, los hábitats, y la flora y fauna silvestres, con el fin de detener la desertización y la pérdida de biodiversidad.

Contaminante SO2 NO2 y NOx PM10 Pb CO O3 Benceno HPA Cadmio Arsénico Níquel Mercurio

Período de promedio 1h 24 h 1 año civil 1h 24 h 1 año civil 1h 1 año civil 1 año civil 8h 8h 1 año civil 1 año civil 1 año civil 1 año civil 1 año civil

Valor límite (μg·m -3) 350 125 20 200 40 30 50 20 0.5 10 000 120 5 0.005 – 0.01 0.005 0.004 – 0.013 0.01 A la espera

PM10: pequeñas partículas sólidas o líquidas dispersas en la atmósfera, cuyo diámetro es menor que 10 µm. HPA: Hidrocarburos policíclicos aromáticos.

2.5. Índices y Estándares de Calidad del Suelo La estructura y características de un suelo es el resultado de un proceso secular que lo convierte en un recurso no renovable, y además es el soporte de los asentamientos humanos y sus actividades. La CEE, ni España aún no han fijado los índices de calidad. Recientemente el Parlamento Europeo ha aprobado el texto “Hacia una estrategia temática para la protección del suelo” donde se insta al Consejo que presente la estrategia temática de protección del suelo basada en el fortalecimiento de las políticas actuales que, mediante un enfoque integrado, defina problemas, objetivos cualitativos y cuantitativos y medidas y calendario para alcanzarlos, y principios generales de evaluación y seguimiento destinados a: o Poner fin al tratamiento del suelo con sustancias peligrosas para el medioambiente y la salud. o Invertir la alarmante tendencia a la erosión, compactación y sellado, desaparición y contaminación del suelo. o Proteger el suelo por la función que desempeña en el almacenamiento de CO2, asegurar los recursos hídricos y preservar la biodiversidad. o Proteger el suelo con miras a una protección sostenible de productos alimenticios y materias primas renovables.

− Asimismo solicita a la Comisión que estudie la posibilidad de adoptar un sistema de indicadores específicos para suelos, que permita establecer a partir de un diagnóstico inicial, la evolución del estado del suelo en función de las acciones tomadas....