Fuentes de contaminación Puntuales y no puntuales
M.Sc.. Jordi M.Sc Jordi He Hels lsen en Mayo 27, 2008 Universidad de El Salvador
Zonas fuentes •
Exis Existe ten n muc mucha has s dis disti tint ntas as form formas as por por las las cual cuales es se cont contam amin inan an las las agua aguas s subterráneas (AS)
•
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•
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3 distintas propiedades se pueden usar para diferenciar las zonas fuentes de contaminación contaminación de AS –
el grado de localización de la fuente
–
la carga contaminante
–
el tipo de contaminación liberada
Características de las zonas fuentes
Fuentes puntuales – escala pequeña
– escala más grande
– identificable
– contaminación difusa
– produce una pluma
– concentraciones muy variables
Waste desechos Sand arena Aquifer
Las fuentes no-puntuales
Recarga Recharge
Leachate Lixiviados pluma Plume
A
Fuentes puntuales en roca fracturada Waste desechos
B Contaminant Trazado de los Pathway contaminantes
ADVECTION AND DIFFUSION Advección y difusión Porous Rock Matrix Matriz porosa
B
Fracture Fractura
Diffusion Zonede difusión Zona
Fuentes Puntuales
•
rellenos sanitarios o botaderos
•
derrames o vertidos accidentales
•
lagunas de aguas residuales (negras)
•
sistemas sépticos
•
desechos mineros
•
tanques agujereados (petróleo, otros químicos)
•
tubería o oleoductos agujereados
Usualmente consisten de concentraciones más altas sobre áreas pequeñas
Fuentes no puntuales Fuentes Dispersas •
agroquímicos (plaguicidas, nitratos)
•
polución atmosférica (lluvia acida)
•
aguas residuales distribuidas en campos
Usualmente consisten de concentraciones más bajas sobre áreas grandes
Otras Fuentes - lineales •
alcantarillados que pierden agua
•
sal aplicado a las carreteras (Canadá)
•
ríos y arroyos influentes (pierden agua)
•
escape de canales
Consiste en la entrada de contaminantes a lo largo de una característica lineal
Función de carga contaminante n ó i c a r t n e c n o C
n ó i c a r t n e c n o C
Tiempo
• Tiempo (2) Fuente carga continua Concentración constante
(1) Derrame o carga pulso
n ó i c a r t n e c n o C
n ó i c a r t n e c n o C
Tiempo (3) Fuente carga continua Concentración variable
Tiempo (4) Fuente carga continua Concentración degradando
Figura 16.1 - Ejemplos de funciones usadas para caracterizar la carga contaminante de un derrame instantáneo (1) o de escapes
el historial de la carga contaminante describe como la tasa de producción de un contaminante o la concentración del contaminante en la zona fuente cambia con el tiempo
Terminología
Contaminación – la alteración química (y posiblemente física) del agua subterránea debido a la actividad humana
Empeoramiento natural – el agua subterránea en muchas regiones no es apropiada para el consumo humano o ganadero debido a constituyentes naturales en el agua como sulfato, cloruro o arsénico
Categorías de contaminantes Químicos
Biológicos
•
Metales
•
Bacteria patogénica
•
Compuestos orgánicos
•
Virus
•
Inorgánicos no metálicos – nitrógeno, fósforo, fosfato
•
Radioisótopos
•
Farmacéuticos
Contaminación del agua subterránea
•
la mayoría de las investigaciones están enfocadas en contaminantes que se han determinado como significativos por las agencias gubernamentales
•
estas listas gubernamentales consideran solamente los químicos que son conocidos o sospechados de causar daño
•
los contaminantes que se sabe que existen hoy día en el agua subterránea son aquellos para los cuales el análisis químico es hecho (pero el análisis químico no es hecho para varios químicos orgánicos que podrían existir en el agua subterránea)
•
es probable que en el futuro hayan otros químicos que no se encuentran en estas listas que se descubrirán como dañinos
Lista de Contaminantes Prioritarios
Contaminantes Prioritarios (EPA) •constituyentes químicos para los cuales sus concentraciones máximas esta limitadas por legislación •usualmente están presentes a concentraciones menores o trazas •las concentración y la movilidad de los solutos inorgánicos están controlados por el sistema geoquímico global
Protección de la calidad del agua Típicamente la gestión de la calidad del agua se enfoca en: –
las descargas industriales y municipales
–
las fuentes puntuales
Las fuentes no-puntuales también presentan un riesgo significativo y creciente
La contaminación del agua por fuentes no-puntuales •
es más sutil, gradual y cumulativo
•
causado por la liberación de contaminantes de muchas diversas y difusas fuentes
•
en gran parte no es regulado
•
puede ser asociado con la urbanización, agricultura y otras formas de desarrollo
Importantes fuentes no puntuales
1.
Urbanización
2.
Agricultura
3.
Alcantarillados sanitarios y de aguas pluviales
4.
Sistemas sanitarios
5.
Deposición atmosférica
Urbanización •
interrumpe los flujos naturales del agua (impermeabilización y canalización)
•
la urbanización cambia la hidrología natural (caudales, patrón) – disminución de infiltración de aguas pluviales – aumento en la escorrentía – aumento en los caudales máximos
•
la eliminación de vegetación (la talla de árboles) y excavación puede resultar en erosión/sedimentación
•
destrucción del hábitat acuático y la eliminación de la vegetación ribereñas
Contaminación Urbana
La contaminación urbana •
puede originar en muchos distintos lugares
•
representar diferentes tipos de contaminación, y puede resultar debido a: –
la construcción (nitratos, fósforo, químicos orgánicos, hidrocarburos, metales y sedimentos)
–
derrames o escapes accidentales o intencionales (distintos químicos)
–
escorrentía sobre las superficies impermeables puede recoger y arrastrar diversos contaminantes
–
escapes de los alcantarillados, tanques de almacenamiento
–
descargas industriales y municipales directamente a las quebradas y ríos (Río Acelhuate)
AMSS Área Metropolitana de San Salvador
UES Universidad de El Salvador
Densidad poblacional El incremento de la densidad poblacional sobre importantes zonas de recarga acuífera pone de manifiesto su vulnerabilidad a la contaminación.
La naturaleza y composición de los distintos materiales geológicos determinan la capacidad de infiltración del agua y las principales zonas de recarga del país
Agricultura Puede afectar •
las aguas superficiales vía la escorrentía superficial
•
las agua subterránea por la infiltración de agua
Agricultura que no es bien gestionada puede liberar contaminantes provenientes del estiércol, fertilizantes, pesticidas, sedimento – coliformes fecales – nitratos – fósforo – pesticidas – patógenos – sedimentos
Alcantarillados sanitarios y de aguas pluviales
•
los sistemas de alcantarillado recolectan las aguas pluviales
•
la escorrentía superficial recoge contaminantes que acumulan en el ambiente urbano durante periodos secos y los transporta a los sistemas de alcantarillado
•
todos los sistemas de alcantarillado pierden agua
•
aguas residuales domesticas y aguas residuales industriales se descargan directamente a los alcantarillados, quebradas y ríos
•
los alcantarillados descargan directamente a los ríos y lagos (Rió Acelhuate)
Sistemas sanitarios (in situ) •
fosas sépticas
•
descargas de aguas residuales de origen domestico (aguas negras) directamente al suelo
•
sistemas sanitarios que no están bien ubicados, instalados o mantenidos pueden contaminar el agua subterránea y el agua superficial
•
la fuente principal de contaminación fecal –
organismos patógenos (bacteria, virus y protozoo)
•
contaminación por nutrientes (nitratos, fósforo)
•
el problema es más grave en las zona rurales donde la mayoría de las casas no tienen conexión al sistema de alcantarillado
Deposición atmosférica
Diversos contaminantes son liberados al atmósfera por –
la combustión del petróleo (emisiones de autos)
–
las emisiones industriales
–
la tala y quema
Incluye –
gases y partículas liberados por la combustión (NO2, SO2)
–
nitrógeno, sulfuro, químicos orgánicos y compuestos que contienen metales liberados por fuentes industriales
Estos contaminantes eventualmente se depositan al suelo como polvo o caen con la lluvia Pueden entrar al agua superficial y subterránea –
depositados directamente en los cuerpos de agua superficial o transportados por la escorrentía
–
infiltrar al agua subterránea
Algunos Impactos potenciales fuentes no puntuales
•
empeoramiento de la calidad del agua
•
potencial para riesgos humanos
•
daño a ecosistemas acuáticos
•
perdidas económicas – pesca, cosecha de mariscos
•
disminución de las oportunidades recreativas y turísticas
•
costo de remediación
Tipos de interacciones entre aguas subterráneas y agua superficiales Río efluente (drenante o ganador) Gaining stream
Río influente (infiltrante perdedor) Losingo stream
Flow direction dirección del flujo
dirección del flujo Flow direction
Zona no Unsaturated saturada zone
Shallow acuíferoaquifer somero
70
o ni vel freá tic n torno del co Water table contour
10 0
60
60 50
t o u r e c o n r t a b l W a t e
90
50 40 80 40
30
o m y a o e r r t r S a
30
70
dirección del flujo de agua subterránea
20
20
Contornos del nivel freático y las direcciones del flujo de agua subterránea en relación al tipo de interacción entre el agua subterránea y el agua superficial (U.S. Geological Survey, 1998).
En la mayoría de los ríos y arroyos hay una conexión directa con la zona de agua subterránea •
el agua subterránea suele entrar en el rió o salir desde el rió
Tipos de interacciones entre aguas subterráneas y agua superficiales Arroyo influente/efluente gana y pierde agua
EFFLUENT STREAM GAINS GROUNDWATER
Arroyo efluente gana agua subterránea
INFLUENT / EFFLUENT STREAM BOTH GAINS AND LOSES WATER
arroyo Stream
Flowdel Divide División flujo
arroyo Stream
Flow Line
Flow División Divide del flujo
Línea de flujo
INFLUENT STREAM Arroyo influente LOSES GROUNDWATER
pierde agua
arroyo
Stream
Saturated / Flujo saturado Unsaturated no saturado Flow
/
Interacciones entre aguas superficiales y subterránea en una planicie fluvial
(Woessner, 2000)
(Woessner, 2000)
Diferentes tipos de flujo en el cauce de un río descarga / recarga
(Conant, 2004)
(Conant, 2004)
Río Talnique
Río Sucio
