Tipos de Contaminantes 3

7.- Metales Tóxicos

De los elementos conocidos, 84 se clasifican como metales. Por lo tanto, las oportunidades de contaminación metálica son numerosas. Pero no todos los metales presentan riesgos ambientales. Algunos no son tóxicos mientras que otros, aun siéndolo, son muy escasos.

7.1.- Causas de la contaminación por metales

En el proceso de utilización de los metales, extracción de las menas de los depósitos subterráneos, fundición, refinado, conversión en artículos de consumo, se liberan metales en el ambiente.

La minería expone las rocas ricas en metales a una meteorización acelerada. La fundición y el refinado provocan a menudo la liberación de pequeñas cantidades de metales como productos secundarios. En el transcurso de su empleo, los metales están sujetos a corrosión y desgaste, lo cual conduce pérdidas en el ambiente.

7.2.- Destino de los contaminantes

A pesar de la amplia variedad de fuentes, la mayoría de los contaminantes metálicos terminan por alcanzar las aguas superficiales. Los metales residuos que contienen metales de muchas operaciones industriales se encuentran en forma líquida que rápidamene alcanzan las aguas naturales. Además estas descargas directas se liberan en el aire cantidades significativas de mucho metales, que de manera eventual se establecen en la superficie o son llevadas hasta allí por la lluvia. Los metales que contienen los residuos sólidos son lixiviados de la zona de eliminación por el agua que se filtra. La soluciones resultantes de compuestos metálicos se mezclan a veces con las aguas superficiales. La escorrentía agrícola, los residuos mineros y el alcantarillado doméstico contribuyen también a las concentraciones de metales que se encuentran en las aguas naturales.

7.3.- Contaminantes metálicos importantes

7.3.1.- Mercurio

Las principales fuentes de contaminación por mercurio son las naturales debida a los desprendimientos o el desgaste de la corteza terrestre y la causada por el hombre en los procesos industriales, que es la más importante y la que causa el 75% de las contaminaciones. El mercurio se utiliza en la industria para la manufactura de equipos eléctricos y científicos como baterías, lámparas, termómetros, barómetros, etc. Su uso en pesticidas, conservadores de semillas, pinturas y cosméticos se han restringido en algunos países, pero todavía existen muchas compañías que lo utilizan.

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7.3.2.- Plomo

Está tan difundido  y es tan utilizado en las industrias que las posibilidades de contaminación son extremadamente variadas.

La producción de baterías de plomo para automóviles es la que consume mayores cantidades al año. Es esta aplicación se utilizan tanto el plomo metálico como sus compuestos. Muchos productos metálicos contienen plomo. Una lista parcial incluiría munición de armas, metal para cojinetes, coberturas de cables, compuestos de calafateo, plomo laminado, soldadura y metal de tipos de imprenta. La mayor parte de estos productos están formados por aleaciones de plomo y no por metal puro.

Los compuestos de plomo se utilizan como pigmentos para pinturas, pues presentan solubilidades bajas en agua, buen poder de cobertura y existen en una gran variedad de colores.

7.3.3.- Otros Metales

  • El Bario, que se encuentra en la naturaleza en forma de sulfato (baritina) o de carbonato (witerita) se utiliza en la industria (fotografía, cristales, pinturas…) y en la agricultura (rodenticida, insecticida) En el agua, no puede existir naturalmente más que en forma de carbonato.
  • El Cadmio, está asociado en la naturaleza al cinc y se utiliza para los revestimientos electrolíticos de los metales, en ciertas aleaciones, para la fabricación de acumuladores, de pinturas y de materiales plásticos y en la industria atómica. Generalmente, la concentración en las aguas superficiales no sobrepasa algunos ppb debido a la poca solubilidad del carbonato y del hidróxido a pH habitual del agua. En las aguas superficiales proviene habitualmente de los efluentes de galvanoplastia o, eventualmente, de su disolución a partir de ciertas canalizaciones galvanizadas o plásticas
  • El Cinc, que puede encontrarse en las aguas de distribución en contenidos que a veces sobrepasa los 5 ppb que proviene generalmente de las canalizaciones de latón o de hierro galvanizado, atacados por las aguas agresivas o ricas en cloruro y sulfatos.
  • El Cobre, desempeña un papel importante en los metabolismos biológicos. Puede encontrarse en forma de trazas, es decir inferior a 1 ppm, en ciertas aguas naturales. Aparte de las contaminaciones industriales o de los tratamientos agrícolas, este metal proviene habitualmente de la corrosión de las tuberías y más raramente constituye el residuo de un tratamiento de las algas por las sales de cobre.
  • El Cromo puro se emplea poco en la industria, aparte de la fabricación de los aceros especiales; en cambio sus derivados son muy utilizados. En las industrias químicas son principalmente los dicromatos los que más se emplean. Se utiliza en el curtido para los cueros y las pieles. Las sales de cromo se emplean como mordiente para las pinturas y como colorantes. Además, ciertos compuestos del cromo se añaden algunas veces al agua industrial de enfriamiento como elementos anticorrosivos. La presencia de cromo en el agua se debe muy frecuentemente a los vertidos de talleres de galvanoplastia.

8.- Sedimentos

Los sedimentos son un tipo de contaminación debido al proceso natural de erosión. Los sedimentos producidos por este proceso son los mayores contaminantes de las aguas superficiales.

Las tasas de erosión de la tierra aumentan entre 4 y 9 veces debido al desarrollo agrícola y pueden multiplicarse por cien como resultado de las actividades de la construcción. La minería a cielo abierto, aumenta mucho la erosión en el área de actividad.

Los efectos perjudiciales del sedimento en el agua son:

  • Se llenan canales, puertos y embalses
  • Se destruyen los animales acuáticos
  • Se reduce la penetración de la luz
  • El agua se enturbia

9.- Materias radioactivas

La mayor parte de la preocupación ambiental actual está relacionada con los residuos radioactivos que proceden directa o indirectamente del uso del uranio, elemento radioactivo natural de millones de años de vida media.

Hay tres actividades en las que está implicado el uranio que son fuentes potenciales de contaminantes radioactivas:

  • Minería y transformación de las menas para producir sustancias radioactivas utilizables.
  • Uso de materiales radioactivos en el armamento nuclear.
  • Empleo de materiales radioactivos en las centrales energéticas nucleares.

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Las centrales nucleares producen cuatro tipos de contaminantes:

  • Residuos líquidos de bajo nivel radioactivo
  • Residuos líquidos y gaseosos procedentes de elementos del combustible
  • Productos de fisión
  • Calor

10.- Calor

El aporte de calor en exceso a una masa de agua provoca efectos adversos tan numerosos como muchos de los contaminantes químicos. Este problema procede principalmente del uso del agua utilizada con este fin es devuelta caldeada a las fuentes originales, lo que incrementa la temperatura de aguas naturales, por lo que:

  • Disminuye la cantidad de oxígeno disuelto en el agua
  • Aumenta la velocidad de las reacciones químicas
  • La vida acuática recibe falsos datos sobre temperatura
  • Pueden sobrepasarse los límite térmicos del metabolismo de ciertos organismos

Tipos de contaminantes 1

Tipos de Contaminantes

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Para el estudio sistemático de los contaminantes del agua, éstos se clasifican en las siguientes categorías.

  1. Residuos con requerimiento de oxígeno
  2. Agentes patógenos
  3. Nutrientes vegetales
  4. Compuestos orgánicos sintéticos
  5. Petróleo
  6. Sustancias Químicas inorgánicas
  7. Metales tóxicos
  8. Sedimentos
  9. Sustancias radioactivas
  10. Calor

 

Es inevitable un cierto solapamiento entre categorías pues algunos residuos contienen más de un contaminante.

1.- Residuos con requerimiento de oxígeno:

Una masa de agua se califica como contaminada cuando la concentración de oxígeno disuelto desciendo por debajo del nivel necesario para mantener una biota normal para tal agua. La causa primaria de la desoxigenación del agua, es la presencia de sustancias que en conjunto se denominan Residuos con requerimiento de oxígeno. Se trata de compuestos que pueden ser degradados por la actividad bacteriana con consumo de oxígeno.

1.1.- Procesos Químicos implicados

1.1.1.- Reacción aeróbica

Una reacción aeróbica puede expresarse de forma simplificada en los siguientes términos

Materia orgánica (CHONSP) + O2 +H2O  —————>  CO2 + H2O + (NO3 + SO42- + PO43-)

El progreso de esta descomposición en el agua puede ser determinado por la cantidad de nitrógeno en formas diferentes tales como, amoniaco, nitritos y nitratos

1.1.2.- Reacción aeróbica

Una reacción anaeróbica puede expresarse de forma simplificada en los siguientes términos

Materia orgánica (CHONSP) + H2O   —————>    CO2 + H2O + H2S + CH4 + NH3 + H2 + humus

Si el oxígeno disuelto del agua se agita y no se suministra de una fuente exterior, los organismos aeróbicos dejan de funcionar. Estos son reemplazados por organismos anaeróbico, que dependen del oxígeno disponible en los residuos orgánicos.

1.1.3.- Clasificación

La materia orgánica, responsable en primer término de la disminución del oxígeno disuelto del agua, puede clasificarse, como

  • De origen natural (proteínas, carbohidratos, grasas, aceites animales y vegetales)

De origen sintético (agentes tensoactivos, pesticidas y productos químicos agrícolas) 1.1.4.- Indicadores de la contaminación orgánica

Independientemente del análisis de los contaminantes orgánicos de una manera específica e individual empleando técnicas instrumentales, es más corriente que se requiera información global de la contaminación orgánica. Los métodos más empleados hoy en día son:

  • La demanda bioquímica de oxígeno (DBO)

Es un parámetro que mide la cantidad de oxígeno consumido al degradar la materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión.

  • La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida.
  • Carbono orgánico Total (COT o TOC): Es la cantidad de carbono unido a un compuesto orgánico y se usa frecuentemente como indicador no específico de calidad del agua o del grado de limpieza de los equipos de fabricación de medicamentos. Se mide por la cantidad de dióxido de carbono que se genera al oxidar la materia orgánica en condiciones especiales.

2          Agentes patógenos:

El agua es un agente potencialmente portador de microorganismos patógenos que pueden poner en peligro la salud y la vida.

Los agentes patógenos que con más frecuencia puede transmitir el agua son responsables de infecciones del tracto intestinal (fiebre tifoidea y paratifoidea, disentería y cólera) así como las de poliomielitis y hepatitis infecciosa.

Para tener certeza que la permanencia de una buena calidad bacteriológica de un agua, es precios asegurarse que está protegida contra toda la contaminación fecal eventualmente, es decir, contra la contaminación exterior cualquiera que sea, pues cuando una contaminación es posible no puede garantizarse jamás que no sea de origen fecal.

3          Nutrientes vegetales

Los nutrientes son un importante factor limitante del crecimiento en todas las plantas. Permaneciendo constantes todos los demás factores, la tasa y la abundancia del crecimiento vegetal son proporcionales a la cantidad de nutrientes disponibles.

Se considera que son aguas residuales domésticas (desperdicios humanos e industriales) una fuente importante de nutrientes y en particular de fósforo. La escorrentía de las tierras de cultivo procedente de suelos fertilizados también constituye una fuente importante. Igualmente cantidades sustanciales de nitratos procedentes de la combustión de carburantes fósiles entran en las aguas a través de la lluvia.

4          Compuestos orgánicos sintéticos

Los compuestos incluidos en esta categoría comprenden una gran diversidad de productos químicos de muy diverso uso, como carburantes, plásticos, plastificantes, fibras, elastómeros, disolventes, detergentes, pinturas, plaguicidas, aditivos alimentarios y productos farmacéuticos, de los que los más estudiados son los detergentes y plaguicidas.

De forma general

  • Algunos son resistentes a la degradación bioquímica por parte de las bacterias naturales del agua o de los procesos de depuración de aguas residuales, por lo que permanecen en el agua durante largos periodos de tiempo.
  • Los hay responsables de olores, colores y sabores desagradables de peces y mariscos cogidos en aguas contaminadas
  • Algunos son extremadamente tóxicos para la vida acuática

4.1.- Tipos de contaminantes orgánicos

4.1.1.- Detergentes

Las preocupaciones ambientales del momento con respecto a los detergentes se centran en el uso de tripolifosfatos, que contienen fósforo, elemento que se halla implicado en el proceso de eutrofización.

En general se acepta el uso de detergentes es el causante del 50% de los fosfatos presentes en las aguas residuales.

4.1.2.- Bifenilos policlorados (PCB)

Se emplean como:

  • Fluidos de transferencia de calor en los intercambiadores térmicos industriales
  • Aislantes en los condensadores y transformadores requeridos por las compañías de energía eléctrica
  • Fluidos hidráulicos
  • Plastificantes en películas de polímeros

La eliminación inadecuada de productos de desecho que contienen PCB es el principal responsable de la contaminación ambiental por este producto.

Los efectos fisiológicos de los PCB son similares a los del DDT, con un efecto negativo a largo plazo más que por una toxicidad aguda

4.1.3.- Plaguicidas orgánicos sintéticos

Según el objeto a que están destinados, los plaguicidas pueden clasificarse de la siguiente forma:

  • Insecticidas
  • Fungicidas
  • Herbicidas
  • Otros plaguicidas específicos: rodenticidas, molusquicidas, nematocidas.

Según su composición química podemos destacar por su carácter contaminante a los Hidrocarburos clorados, clorofenoxiácidos, órganofosfatos y carbamatos.

4.1.4.- Hidrocarburos clorados

Están básicamente formados por esqueletos de carbono e hidrógeno. A los que se unen átomos de cloro. Esta clase de plaguicidas son lo que más prevalecen en el ambiente por:

  • Su uso acumulativo excede de cualquier otra clase.
  • Los compuestos son más persistentes (resistentes a la degradación) en el ambiente que los de otras clases

El DDT junto con el dieldrín, aldrín, endrín, lindano, clordano, heptacloro, toxágeno son los plaguicidas más conocidos

4.1.5.- Clorofenoxácidos

Se emplean como herbicidas. La actividad tóxica de los herbicidas con grupos fenoxi procede de la capacidad de los compuestos activos para imitar a las hormonas de crecimiento vegetales naturales, teniendo como consecuencia el crecimiento anormalmente rápido que elimina la energía almacenada por la planta, desembocando en su muerte

4.1.6.- Organofosfatos

La inmunidad desarrollada por los insectos ante el DDT y los problemas ambientales que éste produce, originaron las introducción durante los años cincuenta y sesenta los organofosfatados.

A menudo estos compuestos son más tóxicos para el hombre que los hidrocarburos clorados, sin embargo, se desactivan en el ambiente con más rapidez. Lo que los hace efectivos sólo en la zona inmediata de aplicación

4.1.7.- Carbamatos

Los carbamatos son la clase de plaguicidas más recientemente desarrollada. Estos plaguicidas son extremadamente versátiles, pudiéndose emplear como insecticidas, fungicidas o molusquicidas. En cuanto a la persistencia, son similares a los órganofosforados. No se acumulan en los seres vivos sino que se degradan con rapidez.

4.1.8.- Conclusión

Con todos los inconvenientes de los pesticidas, debemos recordar que son esenciales en la lucha contra los insectos portadores de enfermedades como la malaria y el paludismo.

El problema es que aunque la aplicación de pesticidas continuase al ritmo actual o incluso cesa, la contaminación de la tierra y la biosfera persistiría por muchos años.

Una gran parte de culpa en la acción negativa de los pesticidas la tiene su aplicación indiscriminada, extendiéndose sobre tierra, agua, aire, etc. Sólo una pequeña parte del pesticida aplicado al campo alcanza la especie blanco al que iba dirigido. Una gran parte de éste, se deposita obre las hojas de la cosecha o en la tierra para acabar siendo arrastrado a los cursos del agua.

Tipos de Contaminantes 2

5          Petróleo

El petróleo crudo es una mezcla compleja que contiene cientos de compuestos diferentes, la mayor parte de los cuales son hidrocarburos.

Buena parte de la contaminación del mar por petróleo proviene de las operaciones de lastrado, durante el que una carga de petróleo crudo desalojado es reemplazada por agua de mar, con el fin de lastrar el petrolero durante el viaje de retorno. Antes de que el petrolero llegue a puerto el lastre de agua de mar ahora contaminado por petróleo vuelve a descargarse en el océano.

El problema de la contaminación por petróleo puede considerarse en términos de los efectos a corto y a largo plazo. Los efectos a corto plazo pertenecen a dos categorías, los causados por revestimiento y asfixia y los procedentes de la toxicidad del petróleo.

  • Reducción de la transmisión de la luz
  • Disminución del oxígeno disuelto
  • Daños de las aves acuáticas
  • Asfixia

Se ha demostrado que los hidrocarburos saturados con puntos de ebullición bajos a concentraciones acuosas reducidas producen anestesia y narcosis en una amplia gama de animales inferiores

 

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Con las soluciones diluidas creadas cuando los compuestos se disuelven en agua a partir del petróleo los hidrocarburos pueden pasar por muchos miembros de la cadena trófica marina sin alterarse están sujetos a la ampliación de la cadena trófica

6 Sustancias químicas inorgánicas

Varios componentes inorgánicos de las aguas residuales y naturales tiene importancia para el establecimiento y control de la calidad del agua las concentraciones de las sustancias inorgánicas en el agua aumentan por la formación geológica con la que el agua entra en contacto y también por las aguas residuales tratadas o sin tratar las aguas naturales disuelven parte de las rocas y minerales con las que están en contacto. Seguidamente veremos una lista de sustancias químicas inorgánicas relacionadas con la contaminación del agua los puntos la presencia del agua:

6.1.- Amianto

Las fibras de amianto son susceptibles de provocar infecciones en los trabajadores que las manipulan durante largos periodos. El problema consiste en saber si el agua transportada en las canalizaciones que contienen amianto puede ser peligrosa para las poblaciones en particular para el riesgo de cáncer del tracto gastrointestinal. Sin embargo, la cantidad de amianto que proviene del agua y que es susceptible de ser absorbida durante la vida del individuo es extremadamente pequeña

6.2.- Amoniaco

La presencia de amoniaco en el agua puede ocasionar el desarrollo de ciertos gérmenes que dan gusto desagradable. Presenta si el inconveniente de necesitar un aumento de consumo de cloro en el momento de la desinfección.

En las aplicaciones de pinturas, de flores artificiales, de papeles pintados, para la coloración de vidrio y de la cerámica etcétera la intoxicación crónica se caracteriza por trastornos digestivos, síndromes térmicos y neurológicos punto y aparte los contenidos límite son bastante severos y la legislación marca un nivel de 50 ppm vez, debido a su efecto cancerígeno.

6.3.- Cloruros

Los contenidos de cloruros de las aguas son extremadamente variables y se deben principalmente a la naturaleza de los terrenos atravesados. Habitualmente, el contenido en ion cloruro de las aguas naturales es inferior a 50 ppm, pero puede sufrir María acciones provocadas por:

  • en las zonas áridas, por un lavado superficial en una zona costera, por las infiltraciones de agua de mar en los acuíferos.
  • En las zonas industriales, por las contaminaciones debidas a las aguas residuales (minas de sal, industrias químicas, etc.)
  • En una zona costera, por las infiltraciones de agua de mar en los acuíferos

El gran inconveniente de los cloruros ese sabor desagradable que con mi canal agua. Son también susceptibles de ocasionar una corrosión en las canalizaciones y en los depósitos, en particular para los elementos de acero inoxidable.

6.4.- Cianuros

Los gérmenes aerobios responsables de la autodepuración y los peces son sensibles a un contenido de 0,1 ppm de ácido cianhídrico. Desde el punto de vista fisiológico esta toxicidad aguda se manifiesta por una inhibición enzimática de la transmisión a los tejidos orgánicos del oxígeno. La molécula responsable de la toxicidad es el ácido cianhídrico y no el ion CN.

El origen de los cianuros en las aguas residuales industriales.

  • las aguas de lavado de los gases de los Altos Hornos de las coquerías, las operaciones de síntesis en las industrias químicas y petroquímicas. La concentración de cianuro es muy pequeña pero el volumen relativamente considerable.
  • Las instalaciones de cianuración y de galvanoplastia: El cianuro se encuentra en gran concentración, pero el volumen diario es muy pequeño.

6.5.- Flúor

Además de algunos usos particulares (industria química, tratamientos metálicos y superficiales) la presencia de flúor en el agua se debe principalmente a los vertidos procedentes de las unidades de producción de ácido fosfórico y abonos fosfatados, así como lo se las fábricas de aluminio cuyo principio de fabricación es la electrólisis de una solución de alúmina en criolita fundida. Los esfuerzos hechos para disminuir la contaminación en estas instalaciones pueden tener como consecuencia un crecimiento de la carga de flúor en las aguas superficiales.

6.6.- Fósforo

Los fosfatos forman parte de los aniones fácilmente fijados por el suelo; su presencia en las aguas naturales se debe a los terrenos atravesados y a la descomposición de materia orgánica pero su contenido no sobrepasa 1 ppm

En las aguas de pozos, la presencia de fosfatos puede deberse a la infiltración de aguas de pozos negros o de depósitos de estiércol.

Las aguas superficiales o de los acuíferos pueden contaminarse por los vertidos industriales o por el lavado de las tierras de cultivo que contienen los abonos fosfatados tratados conciertos pesticidas.

6.7.- Nitratos

Generalmente, los contenidos de nitratos de las aguas de distribución son un poco elevados. Y, no es lo mismo en el campo de 50 en cantidades relativamente importante.

Los abonos químicos son generalmente la causa principal de las contaminaciones de agua superficiales, pero también pueden provenir de las aguas residuales urbanas y ocasionalmente industriales o ganaderas.

6.8.- Nitritos

Los nitritos pueden encontrarse en las aguas, aunque generalmente en dosis pequeñas. Provienen de la oxidación incompleta del amoniaco.

6.9.- Nitrógeno total

El nitrógeno total no representa la totalidad del nitrógeno sino solamente el conjunto de sus formas reducidas orgánicas y amoniacales.

Se estima que para aguas domésticas un habitante elimina 13 g de nitrógeno por día. El nitrógeno puede provenir de los desechos industriales que generan las instalaciones agrícolas alimentarias (cerveceras, mataderos, azucareras…) pero también de industrias químicas.

En lo que respecta a la evolución de la contaminación de los acuíferos, se comprueba actualmente una elevación caracterizada del nitrógeno nítrico, que podría perfectamente ser debida a la utilización intensiva de los abonos en agricultura.

6.10.- Sílice

La sílice se encuentra en el agua, en forma disuelta, o bien en estado coloidal, las aguas de las regiones graníticas pueden contener varias decenas de miligramos por litro.

6.11.- Sulfatos

La concentración en ion sulfato de las aguas naturales es muy variable. En los terrenos que no contienen una proporción importante de sulfatos minerales, puede alcanzar de 30 a 50 mg/l, pero esa cifra puede ser ampliamente sobrepasada en zonas que contienen yesos. En ciertas regiones que contienen sulfuros metálicos, los sulfatos pueden tener origen en su oxidación

6.12.- Sulfitos

Su presencia se debe principalmente a los vertidos provenientes de los procesos de blanqueo (lana, seda…) y de las fábricas de producción de celulosa (pasta de papel) y además se utilizan las propiedades reductoras de los sulfitos en las aguas de calderas para evitar la corrosión originada por la presencia de oxígeno disuelto.

6.13.- Sulfuros, ácido sulfhídrico

El ácido sulfhídrico y los sulfuros son susceptibles de encontrarse en aguas residuales o de la contaminaciones industriales (fábricas químicas, papeleras, refinerías…) Las aguas potables no deben contenerlos en absoluto