Contaminación de lagos y ríos:
 La eutrofización
En los lagos el proceso de contaminación es mas grave por que la dinámica
del lago no permite la dilución de los contaminantes.
Al ser aguas estáticas los contaminantes se acumulan y almacenan,
alterando el equilibrio de la zona, provocando desaparición de unas especies
y proliferación de otras


El ejemplo más claro es el de la eutrofización




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Esta presentación se ha elaborado, en
    proporción variable, a partir de
   material propio, de mi alumnado,
      actual o pasado, y de otras
  presentaciones descargadas de la
 red. Gracias a todos por su, a veces,
desconocida colaboración, pero el uso
  de esta información es puramente
               educativo.
         Vidal Báñez Muñoz
                                     2
Eutrofización
Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se
enriquecen en nutrientes.
Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas
de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la
situación no es tan sencilla.




                            Impactos en la Hidrosfera                       3
El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las
plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua
de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su
calidad.
El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las
aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final
es un ecosistema casi destruido.
Nutrientes que eutrofizan las aguas
Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos.
En algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría
de los lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrógeno
para la mayoría de las especies de plantas.
En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos
mares y lagos casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos.




                                  Impactos en la Hidrosfera                       5
En el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%) llega
a través de la contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el
fósforo y puede ser lavado a través del suelo o saltar al aire por
evaporación del amoniaco o por desnitrificación.

El fósforo es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y es
arrastrado por la erosión erosionadas o disuelto por las aguas de
escorrentía superficiales.




                             Impactos en la Hidrosfera                        6
Se da en 3 fases:

1. Aporte de nutrientes: sobre todo fosfatos
   pues el nitrógeno puede ser fijado por
   cianobacterias fitoplanctonicas y el sulfato
   se necesita en menor cantidad.
2. Proliferación de fitoplancton masiva en
   superficie que impide la entrada de luz con
   muerte del fitoplancton por debajo de esta
   zona fótica disminuida.
3. Descomposición de la materia
   fitoplanctonica muerta por:
 Oxidación por bacterias aerobias que
   agotan el oxígeno
 Fermentación por bacterias anaerobias
    cuando no hay oxígeno que producen
    sulfhídrico ( olor huevos podridos),
    amoniaco (olor orina) y metano (burbujas
    que suben) y que pueden producir
    enfermedades.
                                                  7
Algunos esquemas que pueden ilustrar el fenómeno, en las diapositivas siguientes




                               Impactos en la Hidrosfera                       8
Impactos en la Hidrosfera   10
También puede darse en las costas de mares cerrados
Fuentes de eutrofización

Eutrofización natural

La eutrofización es un proceso que se va produciendo lentamente de forma natural en
todos los lagos del mundo, porque todos van recibiendo nutrientes. También es
frecuente que se de en humedales estacionales, por ejemplo las marismas de Doñana

Eutrofización de origen humano

Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta convertirlo, muchas veces, en un grave
problema de contaminación. Las principales fuentes de eutrofización son:

    los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos orgánicos los vertidos
    ganaderos y agrícolas, los detergentes fosforados y purines animales o alpechines
    (restos de aceituna) y otros restos de la industria agroalimentaria. En general
    residuos ricos en fosfatos y nitratos

.




                                 Impactos en la Hidrosfera                      12
Impactos en la Hidrosfera   13
Las consecuencias, en todos los casos es la sustitución de los
peces, y fauna y flora en general, de aguas limpias por otros de
peor calidad y menor diversidad, baja calidad del agua y en casos
extremos la alteración de todo el ecosistema por envenenamiento
y aguas casi negras y malolientes




                         Impactos en la Hidrosfera                  14
CONSECUENCIAS
Medidas para evitar la eutrofización
1. Disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos. Tratar las aguas
   residuales en EDAR que incluyan tratamientos biológicos y químicos que
   eliminan el fósforo y el nitrógeno.
2. Usar detergentes con baja proporción de fosfatos. Emplear menor cantidad
   de detergentes
3. Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura No
   abonar en exceso los campos. Usar los fertilizantes más eficientemente
4. Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes. Por
   ejemplo asegurarse tener cubiertas las tierras con vegetación durante el
   invierno con lo que se reduce la erosión
5. Usar los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de
   verterlos, etc.
6. Reducir las emisiones de NOx y amoniaco

Y algo mas difícil de realizar ,entre otras cosas, por su coste, sería :
   Inyección de O2 en embalses y lagos afectados por el crecimiento de
   algas cianofíceas


                               Impactos en la Hidrosfera                        16
UNA DE RELACIONES CAUSALES
Actualmente (2008) la eutrofización afecta a:
    •   54% de los lagos asiáticos
    •   53 % de los europeos
    •   48% de los lagos de América del Norte
    •   41% de los lagos de América del Sur
    •   28% de los lagos africanos

En España, están afectados por este problema zonas como:
    •   Parque Natural del Aiguamolls de l’Ampordà
    •   Delta del Ebro
    •   Albufera de Valencia
    •   Tablas de Daimiel
    •   Doñana
    •   Manga del Mar Menor


                         Impactos en la Hidrosfera         18
Observa el Guadalquivir…




                           19
Los fenómenos de eutrofización también se pueden producir en estuarios
costeros y mares más o menos cerrados (Báltico, Mar Negro,
Mediterráneo..)




                           Impactos en la Hidrosfera                     20
AUTODEPURACIÓN NATURAL
Mediante este proceso natural, los sistemas acuáticos
eutrofizadas     reducen    su    contaminación    (“se
autolimpian”).
Consiste en una serie de mecanismos de sedimentación
(partículas caen al fondo) y fundamentalmente procesos
químicos y biológicos que producen la degradación de la
materia orgánica existente convirtiéndola en materia
inorgánica,    para   cuyo   proceso   los  organismos
descomponedores consumen oxígeno.
Depende de varios factores, los más importantes son: el
tipo y cantidad de Materia Orgánica (MO) que tenga, la
cantidad de oxígeno disuelto y del tipo de microorganismos
que lo habiten.
Pero hay más…
                     Impactos en la Hidrosfera           21
FACTORES DE LOS QUE DEPENDE EL PROCESO DE
             AUTODEPURACIÓN


Tipo de receptor. No es igual entre aguas subterráneas
y superficiales.
¿crees saber por qué?




                    Impactos en la Hidrosfera            22
las subterráneas son más difíciles de contaminar, pero
su autodepuración es mucho más lenta porque su flujo
de renovación es muy lento


Tiempo. Es necesario para que los descomponedores
actúen. A medida que pasa el tiempo, la cantidad de
materia orgánica disminuirá (porque la eliminan los
descomponedores) pero también el oxígeno disuelto
pues es consumido en dicho proceso.




                   Impactos en la Hidrosfera             23
Cantidad y Calidad del receptor. Si el volumen de
agua es mayor las posibilidades de dispersión también
son mayores.




Un embalse
puede tener buen
tamaño pero en
este se aprecian
signos de
eutrofización




                    Impactos en la Hidrosfera           24
¿Dónde es más fácil la eutrofización, en aguas
   tranquilas o bravas como las que ves?




               Impactos en la Hidrosfera         25
Características dinámicas o estáticas. Un río caudaloso y que circula por una
fuerte pendiente (alta montaña) tendrá mayor capacidad de dispersar los
contaminantes y. además, al tener mayor agitación intercambiará más gases
(O2) con la atmósfera (será un sistema acuático oxigenado). En cambio, un lago
con aguas estáticas tendrá menos posibilidades de dispersar contaminantes y
oxigenarse porque su dinámica es nula.




¿creéis que hay
mucho
movimiento en
esas aguas?




                             Impactos en la Hidrosfera                     26
Cantidad de O2 disuelto. Es un parámetro clave para analizar la vida en el
agua y está muy relacionado con el factor anterior y por supuesto, con la
cantidad de materia orgánica (contaminación) que tenga el agua, porque a
más materia orgánica, más gasto de O2.

Un parámetro interesante, aparte del propio oxigeno disuelto es la Demanda
Bioquímica de Oxígeno (DBO)
o Se define como la cantidad de oxígeno necesaria para la descomposición
biológica aeróbica de la materia orgánica biodegradable de un agua. Este
parámetro, por tanto, nos da una medida de la materia orgánica biodegradable
existente, y, ¡atención!, no del oxígeno disuelto.


o¿Qué pasaría si la DBO es mayor que el O2
disuelto ?


                              Impactos en la Hidrosfera                 27
Pues evidentemente el oxigeno desaparecería y la
    eutrofización seria elevada. Aquí tenéis algunos
    ejemplos de DBO para diferentes tipos de aguas
o Aguas muy puras: DBO < 3 ppm O2
o Pureza intermedia: DBO 3-5 ppm O2
o Agua contaminada: DBO > 8 ppm O2
o Residuales urbanas: DBO 100-400 ppm O2
o Industria alimentaria o semejante: DBO hasta 10000 ppm O2




                       Impactos en la Hidrosfera              28
Temperatura. Importante porque relacionado con la cantidad de O2 disuelto.

Biocenosis. Tienen que haber microorganismos (bacterias fundamentalmente)
que sean capaces de degradar la materia orgánica




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FASES EN EL PROCESO DE AUTODEPURACIÓN

Zona de degradación y descomposición activa (polisaprobia). Tiene
lugar aguas abajo del vertido. La materia en suspensión aumenta la turbidez
y provoca muerte de algas (no hay fotosíntesis, menos oxígeno). Estas junto
con la materia orgánica aportada por el vertido serán descompuestas
aeróbicamente (por tanto, la cantidad de O2 disuelto, disminuye
drásticamente, incluso hasta condiciones anaerobias = sin O 2).

También se produce sedimentación de
materiales. El agua tendrá un aspecto sucio,
pardusco y mal olor. Las formas superiores
de vida (peces, algas, tortugas, ranas…) se
sustituyen por otras inferiores más tolerantes
(bacterias descomponedoras
fundamentalmente y algunos invertebrados).


  Este tipo de anélido, tubifex, son
  típicos de aguas muy sucias


                                                                       30
Observa la variación de la DBO y otros parámetros, incluida los indicadores
biológicos ¿puedes explicar porque ocurren esas variaciones?




                           Impactos en la Hidrosfera                  31
Zona de recuperación (mesosaprobia). La materia orgánica ha sido eliminada y
las concentraciones de O2 vuelven a recuperarse, aumentando la vegetación y los
organismos aerobios. Las aguas se vuelven más claras.
Zona de aguas limpias (oligosaprobia). Características similares a las que tenía
antes del vertido (agua clara, limpia, con abundante O2 ) la fauna y flora autóctona
vuelve.

  Efímera




                                Impactos en la Hidrosfera                        32
Un dibujo idealizado de la autodepuración
Pero si la contaminación es abundante e intensa, p.ej. Las aguas
residuales urbanas, ¿da tiempo para que la autodepuración haga
sus labor?
La respuesta claramente es NO, por ello aparecen las depuradoras,
las EDAR o instalaciones semejantes. Pero de eso hablaremos otro
día.




                         Impactos en la Hidrosfera                  34
Unas ultimas cuestiones. La respuesta a b sería como ya habréis adivinado
la …….¡pero, y las demás cuestiones? Intenta responderlas con lo
aprendido.

Ctm eutrofización 1213

  • 1.
    Contaminación de lagosy ríos: La eutrofización En los lagos el proceso de contaminación es mas grave por que la dinámica del lago no permite la dilución de los contaminantes. Al ser aguas estáticas los contaminantes se acumulan y almacenan, alterando el equilibrio de la zona, provocando desaparición de unas especies y proliferación de otras El ejemplo más claro es el de la eutrofización Impactos en la Hidrosfera 1
  • 2.
    Esta presentación seha elaborado, en proporción variable, a partir de material propio, de mi alumnado, actual o pasado, y de otras presentaciones descargadas de la red. Gracias a todos por su, a veces, desconocida colaboración, pero el uso de esta información es puramente educativo. Vidal Báñez Muñoz 2
  • 3.
    Eutrofización Un río, unlago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla. Impactos en la Hidrosfera 3
  • 4.
    El problema estáen que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad. El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.
  • 5.
    Nutrientes que eutrofizanlas aguas Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos. En algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrógeno para la mayoría de las especies de plantas. En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos mares y lagos casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos. Impactos en la Hidrosfera 5
  • 6.
    En el casodel nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%) llega a través de la contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el fósforo y puede ser lavado a través del suelo o saltar al aire por evaporación del amoniaco o por desnitrificación. El fósforo es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y es arrastrado por la erosión erosionadas o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales. Impactos en la Hidrosfera 6
  • 7.
    Se da en3 fases: 1. Aporte de nutrientes: sobre todo fosfatos pues el nitrógeno puede ser fijado por cianobacterias fitoplanctonicas y el sulfato se necesita en menor cantidad. 2. Proliferación de fitoplancton masiva en superficie que impide la entrada de luz con muerte del fitoplancton por debajo de esta zona fótica disminuida. 3. Descomposición de la materia fitoplanctonica muerta por:  Oxidación por bacterias aerobias que agotan el oxígeno  Fermentación por bacterias anaerobias cuando no hay oxígeno que producen sulfhídrico ( olor huevos podridos), amoniaco (olor orina) y metano (burbujas que suben) y que pueden producir enfermedades. 7
  • 8.
    Algunos esquemas quepueden ilustrar el fenómeno, en las diapositivas siguientes Impactos en la Hidrosfera 8
  • 10.
    Impactos en laHidrosfera 10
  • 11.
    También puede darseen las costas de mares cerrados
  • 12.
    Fuentes de eutrofización Eutrofizaciónnatural La eutrofización es un proceso que se va produciendo lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, porque todos van recibiendo nutrientes. También es frecuente que se de en humedales estacionales, por ejemplo las marismas de Doñana Eutrofización de origen humano Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta convertirlo, muchas veces, en un grave problema de contaminación. Las principales fuentes de eutrofización son: los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos orgánicos los vertidos ganaderos y agrícolas, los detergentes fosforados y purines animales o alpechines (restos de aceituna) y otros restos de la industria agroalimentaria. En general residuos ricos en fosfatos y nitratos . Impactos en la Hidrosfera 12
  • 13.
    Impactos en laHidrosfera 13
  • 14.
    Las consecuencias, entodos los casos es la sustitución de los peces, y fauna y flora en general, de aguas limpias por otros de peor calidad y menor diversidad, baja calidad del agua y en casos extremos la alteración de todo el ecosistema por envenenamiento y aguas casi negras y malolientes Impactos en la Hidrosfera 14
  • 15.
  • 16.
    Medidas para evitarla eutrofización 1. Disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos. Tratar las aguas residuales en EDAR que incluyan tratamientos biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno. 2. Usar detergentes con baja proporción de fosfatos. Emplear menor cantidad de detergentes 3. Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura No abonar en exceso los campos. Usar los fertilizantes más eficientemente 4. Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes. Por ejemplo asegurarse tener cubiertas las tierras con vegetación durante el invierno con lo que se reduce la erosión 5. Usar los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc. 6. Reducir las emisiones de NOx y amoniaco Y algo mas difícil de realizar ,entre otras cosas, por su coste, sería : Inyección de O2 en embalses y lagos afectados por el crecimiento de algas cianofíceas Impactos en la Hidrosfera 16
  • 17.
  • 18.
    Actualmente (2008) laeutrofización afecta a: • 54% de los lagos asiáticos • 53 % de los europeos • 48% de los lagos de América del Norte • 41% de los lagos de América del Sur • 28% de los lagos africanos En España, están afectados por este problema zonas como: • Parque Natural del Aiguamolls de l’Ampordà • Delta del Ebro • Albufera de Valencia • Tablas de Daimiel • Doñana • Manga del Mar Menor Impactos en la Hidrosfera 18
  • 19.
  • 20.
    Los fenómenos deeutrofización también se pueden producir en estuarios costeros y mares más o menos cerrados (Báltico, Mar Negro, Mediterráneo..) Impactos en la Hidrosfera 20
  • 21.
    AUTODEPURACIÓN NATURAL Mediante esteproceso natural, los sistemas acuáticos eutrofizadas reducen su contaminación (“se autolimpian”). Consiste en una serie de mecanismos de sedimentación (partículas caen al fondo) y fundamentalmente procesos químicos y biológicos que producen la degradación de la materia orgánica existente convirtiéndola en materia inorgánica, para cuyo proceso los organismos descomponedores consumen oxígeno. Depende de varios factores, los más importantes son: el tipo y cantidad de Materia Orgánica (MO) que tenga, la cantidad de oxígeno disuelto y del tipo de microorganismos que lo habiten. Pero hay más… Impactos en la Hidrosfera 21
  • 22.
    FACTORES DE LOSQUE DEPENDE EL PROCESO DE AUTODEPURACIÓN Tipo de receptor. No es igual entre aguas subterráneas y superficiales. ¿crees saber por qué? Impactos en la Hidrosfera 22
  • 23.
    las subterráneas sonmás difíciles de contaminar, pero su autodepuración es mucho más lenta porque su flujo de renovación es muy lento Tiempo. Es necesario para que los descomponedores actúen. A medida que pasa el tiempo, la cantidad de materia orgánica disminuirá (porque la eliminan los descomponedores) pero también el oxígeno disuelto pues es consumido en dicho proceso. Impactos en la Hidrosfera 23
  • 24.
    Cantidad y Calidaddel receptor. Si el volumen de agua es mayor las posibilidades de dispersión también son mayores. Un embalse puede tener buen tamaño pero en este se aprecian signos de eutrofización Impactos en la Hidrosfera 24
  • 25.
    ¿Dónde es másfácil la eutrofización, en aguas tranquilas o bravas como las que ves? Impactos en la Hidrosfera 25
  • 26.
    Características dinámicas oestáticas. Un río caudaloso y que circula por una fuerte pendiente (alta montaña) tendrá mayor capacidad de dispersar los contaminantes y. además, al tener mayor agitación intercambiará más gases (O2) con la atmósfera (será un sistema acuático oxigenado). En cambio, un lago con aguas estáticas tendrá menos posibilidades de dispersar contaminantes y oxigenarse porque su dinámica es nula. ¿creéis que hay mucho movimiento en esas aguas? Impactos en la Hidrosfera 26
  • 27.
    Cantidad de O2disuelto. Es un parámetro clave para analizar la vida en el agua y está muy relacionado con el factor anterior y por supuesto, con la cantidad de materia orgánica (contaminación) que tenga el agua, porque a más materia orgánica, más gasto de O2. Un parámetro interesante, aparte del propio oxigeno disuelto es la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) o Se define como la cantidad de oxígeno necesaria para la descomposición biológica aeróbica de la materia orgánica biodegradable de un agua. Este parámetro, por tanto, nos da una medida de la materia orgánica biodegradable existente, y, ¡atención!, no del oxígeno disuelto. o¿Qué pasaría si la DBO es mayor que el O2 disuelto ? Impactos en la Hidrosfera 27
  • 28.
    Pues evidentemente eloxigeno desaparecería y la eutrofización seria elevada. Aquí tenéis algunos ejemplos de DBO para diferentes tipos de aguas o Aguas muy puras: DBO < 3 ppm O2 o Pureza intermedia: DBO 3-5 ppm O2 o Agua contaminada: DBO > 8 ppm O2 o Residuales urbanas: DBO 100-400 ppm O2 o Industria alimentaria o semejante: DBO hasta 10000 ppm O2 Impactos en la Hidrosfera 28
  • 29.
    Temperatura. Importante porquerelacionado con la cantidad de O2 disuelto. Biocenosis. Tienen que haber microorganismos (bacterias fundamentalmente) que sean capaces de degradar la materia orgánica Impactos en la Hidrosfera 29
  • 30.
    FASES EN ELPROCESO DE AUTODEPURACIÓN Zona de degradación y descomposición activa (polisaprobia). Tiene lugar aguas abajo del vertido. La materia en suspensión aumenta la turbidez y provoca muerte de algas (no hay fotosíntesis, menos oxígeno). Estas junto con la materia orgánica aportada por el vertido serán descompuestas aeróbicamente (por tanto, la cantidad de O2 disuelto, disminuye drásticamente, incluso hasta condiciones anaerobias = sin O 2). También se produce sedimentación de materiales. El agua tendrá un aspecto sucio, pardusco y mal olor. Las formas superiores de vida (peces, algas, tortugas, ranas…) se sustituyen por otras inferiores más tolerantes (bacterias descomponedoras fundamentalmente y algunos invertebrados). Este tipo de anélido, tubifex, son típicos de aguas muy sucias 30
  • 31.
    Observa la variaciónde la DBO y otros parámetros, incluida los indicadores biológicos ¿puedes explicar porque ocurren esas variaciones? Impactos en la Hidrosfera 31
  • 32.
    Zona de recuperación(mesosaprobia). La materia orgánica ha sido eliminada y las concentraciones de O2 vuelven a recuperarse, aumentando la vegetación y los organismos aerobios. Las aguas se vuelven más claras. Zona de aguas limpias (oligosaprobia). Características similares a las que tenía antes del vertido (agua clara, limpia, con abundante O2 ) la fauna y flora autóctona vuelve. Efímera Impactos en la Hidrosfera 32
  • 33.
    Un dibujo idealizadode la autodepuración
  • 34.
    Pero si lacontaminación es abundante e intensa, p.ej. Las aguas residuales urbanas, ¿da tiempo para que la autodepuración haga sus labor? La respuesta claramente es NO, por ello aparecen las depuradoras, las EDAR o instalaciones semejantes. Pero de eso hablaremos otro día. Impactos en la Hidrosfera 34
  • 35.
    Unas ultimas cuestiones.La respuesta a b sería como ya habréis adivinado la …….¡pero, y las demás cuestiones? Intenta responderlas con lo aprendido.