Ciencias de la tierra y medioambientales. Tema 6 - Impactos sobre la Hidrosfera PDF

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6 - Impactos sobre la Hidrosfera...

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I.E.S. “LA JARA”-Vva. de Córdoba

CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL MEDIO AMBIENTE

DTO. BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

TEMA 6. IMPACTOS SOBRE LA HIDROSFERA. La contaminación del agua es su alteración física, química o biológica de modo que se perjudique su posterior utilización. Se puede contaminar: reduciendo el caudal e introduciendo sustancias orgánicas, inorgánicas u organismos patógenos. Los distintos tipos de contaminación se pueden agrupar atendiendo a diverso criterios: A) SEGÚN SU ORIGEN. 

Contaminación natural: Causada por los seres vivos (polen, esporas, hojas, excrementos de animales, etc.), los volcanes, minerales arrastrados por la escorrentía, gases atmosféricos captados por la lluvia, etc. Estos residuos son normalmente eliminados por la capacidad autodepuradora del agua.



Contaminación antrópica. Se produce por la actividad, agrícola, ganadera, industrial o el uso urbano del agua. Entre las principales causas: o

Vertidos de aguas residuales urbanas: aguas domiciliarias (con productos de limpiezas, jabones, grasas…), heces. Contienen microorganismos patógenos, materia orgánica, nutrientes y detergentes. La ley obliga a la depuración de las aguas residuales antes de su retorno a la naturaleza.

o

Vertidos industriales. Son muy variados y dependen de las industrias: 

Refinerías

de

petróleo: generan aguas con cianuros, grasas, fenoles,

materiales tóxicos y álcalis que aumentan el pH. 

Industrias metalúrgicas: Produce vertidos similares a la refinería y agua caliente.



Papeleras y textiles: residuos químicos orgánicos, detergentes y sustancias tóxicas.



Centrales nucleares: radiactividad y contaminación térmica.

Muchas industrias de países desarrollados construyen sus fábricas en países del Tercer Mundo en los que hay menos controles ambientales. De esta forma exportan el problema de los vertidos. o

Vertidos

de

las

explotaciones

ganaderas

Aportan estiércol y purines,

microorganismos patógenos, nitrógeno y fósforo (provocan eutrofización de las aguas). o

Vertidos de aguas residuales agrícolas. Contiene fertilizantes, plaguicidas y sales disueltas en el agua de riego (eutrofización de las aguas).

o

Transporte marítimo: Vierten hidrocarburos y aceites. Se pueden producir por vertidos accidentales o por el lavado de los tanques de transporte de petróleo.

o

Explotaciones

mineras. Vierten metales contaminantes. Los más destructivos,

el cobre, el cadmio, el cinc, el plomo y el mercurio.

TEMA 6: IMPACTOS SOBRE LA HIDROSFERA.

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B) SEGÚN LA NATURALEZA DE LOS CONTAMINANTES. 1. Contaminación física. Es la producida por contaminantes que afectan a la temperatura, el color, la turbidez y la radiactividad. Los más importantes son. o

La temperatura. Causa la contaminación térmica. Se produce por la utilización de agua como refrigerante en las industrias térmicas, nucleares y siderúrgicas. Produce:  La variación en el ciclo vital de muchos organismos.  Disminución de la cantidad de oxígeno disuelto.  Aumento de las reacciones químicas, lo que reduce la autodepuración del agua.  Aumento de la toxicidad de muchas sustancias.

o

Sólidos en suspensión. Proceden de las industrias y la minería. Producen turbidez que afecta a la fotosíntesis. También pueden depositarse en las branquias de los organismos acuáticos.

o

Sustancias como taninos y óxidos metálicos que colorean el agua e impiden la fotosíntesis. Procedentes de tintorerías y siderurgias.

o

Partículas

radiactivas.

Emitidas

por

centrales

nucleares,

hospitales,

centros

de

investigación. Producen mutaciones en células somáticas (cáncer o lesiones graves) y en células germinales (mutaciones a la descendencia.

2. Contaminación Química. o

Inorgánicos: Son los ácidos y álcalis y distintas sales solubles e insolubles.  Los ácidos y los álcalis provocan variaciones del pH de las aguas . El pH del agua oscila entre 6 y 8,5. Algunos contaminantes alteran estos valores y proceden de la minería del carbón, y la lluvia ácida. La lluvia ácida conduce rápidamente a la acidificación de ríos y lagos. Un pH ácido tiene dos efectos: el pH ácido mata directamente muchas especies y además, un agua ácida favorece la disolución de metales que se acumulan en la cadena trófica y provocan la muerte por intoxicación.  Los metales pesadas, como el mercurio, el plomo, el cloro, el cobalto o el arsénico. Bastan pequeñas cantidades para provocar grandes alteraciones en los seres vivos. Son sustancias bioacumulativas y no biodegradables , que tras entrar las cadenas tróficas de los ecosistemas , van aumentando su concentración en los tejidos a medida que se asciende de nivel trófico. Por ello son los carnívoros superdepredadores y el ser humano los más perjudicados.  En cuanto a las sales: 

Son responsables de la dureza del agua. No son perjudiciales para la salud, pero confieren al agua un peculiar sabor, inhiben la formación de espuma por los detergentes (hacen que se usen en más cantidad), disminuye la concentración de

oxígeno en las aguas, dificultan la cocción de los alimentos y producen incrustaciones en las conducciones del agua. 

Los nitratos, sulfatos y los fosfatos, favorecer el crecimiento de las algas. Su efecto en las aguas es similar al que produce el abonado de los campos: un aumento de la producción vegetal.. El fenómeno se conoce con el nombre de eutrofización.. Los nitratos producen metahemoglobinemia que se caracteriza por una dificultad respiratoria que acaba con asfixia, piel azulada y coma; también están relacionados con la formación de nitrosaminas, compuestos que son cancerígenos.

o

Orgánicos. Aparecen como consecuencia del tratamiento de alimentos, sus desechos y las aguas fecales de casas y de los establecimientos ganaderos. Entre ellos: 

Materia orgánica. Se descompone en las aguas por la acción de bacterias aeróbicas que consumen oxígeno. Sin oxígeno las bacterias aeróbicas mueren y proliferan las anaeróbicas que producen gases malolientes. La falta de oxígeno produce la muerte de la vida acuática.



Los detergentes. Provocan la disminución de oxígeno en el agua a causa de la espuma que forman en la superficie. Además proporcionan fosfatos y sulfatos que favorecen la eutrofización de las aguas.



Las grasas y aceites: Cubren grandes superficies de agua y reducen su oxigenación. Encarecen los procesos de depuración y algunos aceites minerales son tóxicos.



Productos de síntesis procedentes de la industria: PCB (fabricación de plásticos), bromuro de metilo, DDT, pesticidas, que no son biodegradables y se acumulan en los tejidos de los seres vivos y afectan a toda la cadena trófica.

3. Contaminación Biológica. El agua puede contener microorganismos procedentes de los excrementos humanos o animales y de las aguas residuales. Muchos de estos organismos son patógenos y están relacionados con transmisión de enfermedades:  Virus (hepatitis A, Enterovirus -gastroenteritis vírica-, polio). 

Bacterias ( cólera, fiebre tifoidea, gastroenteritis bacteriana por E. coli )



Protozos ( Disentería).



Gusanos helmintos (tenia, áscaris).

Esta contaminación es especialmente en países poco desarrollados, donde no hay tratamiento de aguas.

C) SEGÚN SU EVOLUCIÓN. 

Contaminación biodegradable. Esta contaminación desaparece con el tiempo puesto que es degradada por los seres vivos. Entre las sustancias biodegradable: las materias ricas en carbono, nitritos, fosfatos y sulfatos. Sin embargos estos últimos pueden provocar un desequilibrio en los sistemas acuáticos continentales y provocar eutrofización (ver más adelante, contaminación de aguas superficiales).



Contaminación

no

biodegradable. Es la producida por compuestos que no son

metabolizados por los seres vivos y que se acumulan en ellos y en la cadena trófica. D) SEGÚN EL MEDIO DONDE SE PRODUCE. 

CONTAMINACIÓN MARINA.

Las principales causas de la contaminación marina son: 

El agua contaminada de algunos ríos.

 

Procesos industriales, como la minería en la plataforma continental o la extracción y refinado de petróleo. Descarga directa de aguas residuales urbanas e industriales.



Los residuos volátiles presentes en la atmósfera que retornan a la superficie.



Los vertidos intencionados desde buques (carga y descarga y limpieza de los tanques de los petroleros).



Los accidentes marinos.

Algunos ecosistemas marinos y litorales están muy afectados a causa de las actividades humanas: a) Tal es el caso de las costas densamente pobladas, donde los microorganismos patógenos representan un peligro en las zonas de baño , pueden contaminar los criaderos de moluscos, como mejillones, almejas, etc., que, además, retienen los metales pesados, y tienen también repercusión en las pesquerías, causando desde intoxicaciones hasta su agotamiento. b) También están en peligro los estuarios, los arrecifes coralinos, los manglares y las principales rutas comerciales, especialmente para el transporte de petróleo.

Aunque los mares poseen una gran capacidad autodepuradora, las sustancias tóxicas que se vierten a ellos no tienen a dónde ir, con lo cual va aumentando su concentración. Además, dado que muchos de estos contaminantes se concentran en la zona costera, y siendo la plataforma continental donde mayor actividad biológica hay, es esta zona la que sufre más intensamente las consecuencias de la contaminación. Las corrientes oceánicas contribuyen a la extensión de la contaminación. El efecto es más grave en mares cerrados como el Mediterráneo, que tarda entre 100 y 200 años en renovarse, por lo que los residuos se van concentrando. También es más intensa la contaminación en las costas y la plataforma litoral. LAS MAREAS NEGRAS. Las mareas negras son catástrofes ecológicas producidas por accidentes de buques petroleros. Suponen sólo el 12% de los hidrocarburos vertidos en los mares (el resto provienen de otras fuentes: limpieza de los tanques de petroleros, vertidos de refinerías…). Tras un vertido se suceden una serie de etapas hasta que se elimina la mancha, durante las cuales se producen graves alteraciones en los ecosistemas marinos. 

Etapa de expansión: en esta etapa el petróleo se extiende rápidamente por la superficie marina, al ser menos denso que el agua, lo que ocasiona un gran desastre ecológico.



Etapa de estabilización: los contaminantes se estabilizan en las distintas zonas del mar, afectando a los correspondientes ecosistemas, lo que puede durar varios meses.



Etapa de reconstrucción o recolonización de las poblaciones marinas; es la etapa más larga, y suele durar varios años.

Los EFECTOS: dependen del tipo de petróleo (crudo o refinado), cantidad liberada, movilidad del mar receptor y distancia a la costa. Parte de sus componentes (volátiles) se evaporan, el resto se expande en superficie, se emulsiona con el agua o se deposita en el fondo degradándose muy lentamente. Los EFECTOS son desastrosos: 

Sobre los seres vivos o Impide la fotosíntesis, por dificultar la transmisión de la luz; Esto provoca la disminución del fitoplancton que es la base de la cadena trófica marina. o Disminuye el oxígeno disuelto, causando la muerte de gran número de organismos. o Las aves marinas quedan intoxicadas o mueren por hundimiento. El crudo impregna las

plumas de las aves, la piel y el pelo de los mamíferos. Esta cubierta aceitosa destruye la capacidad de aislante que protege a los animales de las bajas temperaturas, provocando hipotermia, afecta a su flotabilidad, capacidad de movimiento y provoca en último término su muerte. o Los hidrocarburos tienen efectos tóxicos en los seres vivos y pueden provocar su

muerte. o Los hidrocarburos se acumulan y amplifican en la cadena trófica.

Daños al ecosistema terrestre



o

Cuando la marea negra llega a las costas las playas se tiñen de negro y las rocas se cubren de una película de hidrocarburo. El crudo se introduce entre los granos de arena y penetra en el suelo, en este momento se produce la contaminación del terreno.

o

Los seres vivos más afectados son los invertebrados que habitan en este ecosistema

o

La película de crudo forma una capa que impide el crecimiento de nuevas plantas y animales

o

Pueden producir daños irreparables en ecosistemas de litoral como marismas, manglares y arrecifes de coral



Sobre las actividades socio-económicas: Daños a sector pesquero, turístico y al sector terciario. Al producirse un vertido de hidrocarburo los bancos de pesca se ven afectados. Pero también los animales que viven en las rocas y superficies (percebes, mejillones, marisco en general), así como la flora acuática.

FORMAS DE ELIMINAR LAS MAREAS NEGRAS: A) Procesos de eliminación natural. Se producen muy lentamente y tienen repercusiones negativas. Esta eliminación se produce: 

Los compuestos volátiles se evaporación y se oxidan en la atmósfera.



Las partículas pequeñas llegan a la atmósfera en forma de aerosol marino.



Los componentes que se encuentran en la superficie pueden fotoxidarse en parte.



Otra parte se disuelve y se emulsiona en el agua. Esta fracción podrá ser asimilada por los organismos marinos.



Otra parte se sedimentará en las zonas profundas y se irán degradando mediante oxidación bacteriana.



También puede suceder que el petróleo regrese a la superficie.

B) Procesos de eliminación artificial. 

Bombeo y retirada de la capa de petróleo en mar abierto. Se requieren aguas tranquilas.



Aislamiento con flotadores, burbujas o geles, para después bombearlo, quemarlo o hundirlo. Con ello se reduce el impacto en las aguas superficiales, pero no en los fondos. Si se quema, produce contaminación atmosférica.



Dispersión con agentes tensoactivos (detergentes). Sólo es posible en vertidos pequeños. Puede afectar a la capa de cera de las plumas de las aves.



Inoculación de bacterias consumidoras de petróleo. Es el método más ventajoso. Se conoce como biorremediación. Se puede mejorar añadiendo nutrientes como fósforo y nitrógeno y dispersando con detergentes.



Medidas preventivas y correctoras de la contaminación de las aguas

Para prevenir la contaminación de las aguas se necesitan: • Medidas legislativas, que exijan responsabilidades e impongan sanciones eficaces y disuasorias por la emisión de contaminantes. • Medidas de control y vigilancia como la frecuente toma de muestras y la mejora de los sistemas de vigilancia de la calidad del agua. • Medidas técnicas que eviten accidentes: Estaciones depuradoras de aguas residuales y doble casco en los petroleros Las medidas correctoras que pueden adoptarse para tratar las mareas negras son: • Barreras flotantes para cercar el vertido • Bombas de aspiración para succionarlo •Agentes dispersantes y de hundimiento que favorezcan la formación de gotas o la sedimentación en el fondo. • Inocular bacterias consumidoras de petróleo.

 CONTAMINACIÓN DE AGUAS CONTINENTALES.

FUENTES: Aunque el origen de la contaminación de las aguas superficiales y las subterráneas es similar, las aguas superficiales se contaminan más fácilmente. Sin embargo la contaminación de las aguas subterráneas es más grave pues: La detección de la contaminación es más difícil, y la solución de la misma también. Las principales fuentes de contaminación de las aguas continentales son: 

Las aguas residuales agrícolas, ricas en plaguicidas y fertilizantes ( a veces el 50% de los nitratos usados). Contaminan los ríos y se infiltran en los acuíferos.



Las aguas residuales de las explotaciones ganaderas., contienen materia orgánica, purines (mezcla de excrementos sólidos y líquidos del ganado y restos de comida), bacterias.



Las aguas residuales urbanas, contienen detergentes, materia orgánica, bacterias. Contamina ríos cuando vierten en agua superficiales y aguas subterráneas en rezumes de fosas sépticas y tuberías.



Los residuos sólidos urbanos. Las aguas de lluvia arrastran los contaminantes a la capa freática y contamina aguas subterráneas.



Las aguas residuales de las industrias. Dependen del tipo de industrias. Las contaminan por vertido directo en aguas superficiales, por infiltraciones desde las balsas de líquidos o por el agua de lluvia desde sus escombreras a las aguas subterráneas.



Las actividades mineras. Contaminan las aguas superficiales y subterráneas a partir de los residuos generados.



Las actividades nucleares. El almacenamiento de los residuos nucleares pueden provocar infiltraciones al agua subterránea. El agua de refrigeración provoca contaminación térmica en las aguas superficiales.



La sobreexplotación de los acuíferos cerca de la costa.

CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUPERFICIALES. RÍOS Y LAGOS. Los EFECTOS que se producen por la contaminación del agua son: • Acidificación de los lagos de agua dulce que afectan a la vida acuática, viéndose además afectada la agricultura y la pesca. • Eutrofización provocada por el alto contenido de nutrientes en los ríos y lagos • Agotamiento del recurso. • Afectación de la salud humana y de los animales.

EUTROFIZACIÓN DE LAS AGUAS. Se conoce como eutrofización al “incremento de sustancias nutritivas en aguas dulces de lagos

y

embalses,

que

provoca

un

exceso

de

fitoplancton”. Es una contaminación

biodegradable de los ecosistemas acuáticos que se produce a causa de un incremento de nutrientes (en especial de fósforo y nitrógeno) en las aguas, producido por la actividad humana. Afecta sobre todo a lagos, lagunas, embalses por permanecer sus aguas más estáticas, aunque también se da en ríos de régimen lento e incluso en algunas aguas litorales y zonas portuarias. En condiciones normales estos ecosistemas son oligotróficos

(oligo=poco, trofos= nutrientes).

Es decir, tienen pocos nutrientes, lo que implica un limitado crecimiento del fitoplancton, las aguas son claras, la luz penetra en ellos y las plantas acuáticas del fondo realizan la fotosíntesis. Esto hace que haya un alto contenido en oxígeno desde la superficie, por la acción del fitoplancton, hasta el fondo (por las plantas acuáticas bentónicas). El ecosistema es rico en organismos acuáticos y su calidad estética y recreativa es apreciada. La eutrofización (eu=bien, trofos= nutrientes) de las aguas se produce de la siguiente forma: 1. Comienza con el enriquecimiento del agua en nutrientes, generalmente provocado por el abuso de fertilizantes (nitratos y fosfatos) que llegan arrastrados por el agua de lluvia, y de detergentes (ricos en fosfatos) vertidos por las aguas residuales a los cauces. 2. Proliferación de o...