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CONTAMINACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

Principales agentes contaminantes

Los contaminantes químicos son muy variados y se pueden clasificar en iones normales, iones nitrogenados, materia orgánica, metales pesados y compuestos tóxicos.

El grupo genérico de iones normales comprende los iones cloruro, sulfato, bicarbonato, sodio, calcio, magnesio y los parámetros derivados: residuo seco y dureza. Un exceso general de sales en el agua de bebida, por encima de los 1500 mg/l prescritos en la RTS no suele acarrear graves consecuencias para un consumidor sano normal. No obstante, la presencia de ciertos iones a partir de determinadas concentraciones puede presentar inconvenientes se sabor con ciertos efectos fisiológicos y domésticos. Así, un exceso de cloruro, más de 300 mg/l, proporciona al agua sabor salado.

Los principales inconvenientes que puede causar la materia orgánica en aguas destinadas al consumo humano son los de color, olor y sabor, la posibilidad de existencia de microorganismos patógenos que se nutren de ella y la presencia de ciertas sustancias orgánicas no biodegradables que permanecen en el agua y cuyos efectos sobre la salud humana aún no son suficientemente conocidos.

Los detergentes comunican espuma y mal sabor. El cianuro es altamente tóxico a elevadas concentraciones.

El principal problema que puede entrañar la contaminación microbiológica de las aguas subterráneas consiste en la posible propagación de enfermedades producidas por bacterias o virus que sean introducidas en el acuífero por los vertidos de productos fecales de origen humano o animal.

MECANISMOS DE INTRODUCCION Y PROPAGACION DE LA CONTAMINACION

EN EL ACUIFERO

Los principales mecanismos de llegada de contaminantes son los de propagación a partir de la superficie, que incluyen los casos de arrastre de contaminantes desde la superficie del terreno por las aguas de infiltración (vertidos sobre el terreno, uso de fertilizantes, etc.) y los de infiltración de aguas superficiales contaminadas desde ríos, acequias, etc.., provocados por la acción humana; los de propagación desde la zona no saturada cuyos ejemplos más típicos son los derivados de los sistemas de tratamiento de aguas residuales domésticas y de embalsamiento superficial de residuos líquidos de diversa procedencia y, finalmente, los de propagación originados en la zona saturada cuyos casos más típicos son los pozos de inyección y la progresión de la intrusión salina por alteración del régimen de flujo.

CAUSAS DE CONTAMINACIÓN

     - por actividades urbanas

     - por actividades agrícolas

     - por actividades industriales

     - por aguas salinas

     - por actividades mineras

     - por vertidos de origen urbano

     - otros

TRANSPORTE DE SOLUTOS EN EL ACUÍFERO

Las sustancias disueltas, contaminantes o no, una vez incorporadas al sistema de flujo del acuífero, pueden ser transportadas bien por el propio movimiento del agua bien por difusión molecular, o por ambos medios simultáneamente.

Cuando son transportadas por el agua en movimiento, tienden a moverse en la dirección general del flujo y, si no existen interacciones con el terreno, a una velocidad que es igual a la velocidad media del agua subterránea. Sin embargo, a causa de las tortuosidades del terreno, los solutos tienden a separarse de la trayectoria ideal del agua y a moverse con diferente velocidad. Esta desviación de la trayectoria ideal se denomina dispersión mecánica o hidráulica. Cuando la dispersión se produce, además, a consecuencia de una difusión molecular, simultánea al movimiento del agua, se denomina dispersión hidrodinámica.

Advección

El transporte advectivo o flujo másico advectivo se refiere al movimiento pasivo de solutos disueltos en el agua.

Difusión

El transporte difusivo es debido al movimiento de iones disueltos y moléculas debido a la existencia de gradientes de concentración y a la agitación térmica de las moléculas.

Dispersión

Los diferentes tipos, tamaños y orientación de los poros da lugar a velocidades que difieren de unos puntos a otros. Además, también hay variaciones de velocidad en un mismo poro, en donde la velocidad es más pequeña cerca de la pared del poro.

TRANSFERENCIA DE MASAS

Durante el transporte de las sustancias disueltas, potencialmente contaminantes, a lo largo del flujo subterráneo, éstas están sometidas a una serie de procesos que tienden a atenuar sus efectos (autodepuración del agua subterránea).

Procesos físicos

Dispersión. Provoca la dilución de contaminantes. La capacidad de dispersión de un medio depende de su grado de heterogeneidad, velocidad del agua subterránea,.. En general, es inversamente proporcional a la porosidad.

Filtración. Elimina virtualmente todos los sólidos en suspensión. No es efectiva frente a lamayoría de las especies químicas inorgánicas. Muy efectiva en medios arcillosos.

Circulación de gases. Favorece la descomposición de sustancias orgánicas. La limitación de esta circulación puede provocar condiciones anaerobias. Volatilización y fuga en estado de gas pueden afectar a nitratos y sulfatos.

Procesos geoquímicos

Formación de complejos y fuerza iónica. Los complejos y pares iónicos se forman en su mayoría por combinación de iones polivalentes. La fuerza iónica es una medida del total de iones disueltos. tanto una como otra hacen aumentar la cantidad de especies disueltas que estarían limitadas por oxidación, precipitación o adsorción.

Neutralización - reacciones ácido-base. La mayoría de los constituyentes de las aguas subterráneas son más soluble y, por tanto, más móviles cuando el pH es bajo. En la mayoría de los casos este efecto no es importante si el pH de efluentes etc.. oscila entre 6 y 9, pero es muy importante cuando se trata de residuos muy ácidos o muy básicos.

Oxidación - reducción. Muchos elementos pueden presentar varios estados de oxidación estando su movilidad estrechamente ligada a dicho estado. En suelos no saturados y zonas de recarga de acuíferos suelen predominar condiciones oxidantes o parcialmente reductoras, mientras que en la zona saturada suelen predominar las reductoras, especialmente si existe materia orgánica.

Precipitación - disolución. Teóricamente casi cualquier constituyente que se encuentre en solución puede precipitar. El calcio, magnesio, bicarbonatos y sulfatos, especialmente, pueden estar sometidos a estos procesos. Constituyentes traza como arsénico, boro, cadmio, cianuro, hierro, plomo, mercurio,.. presentan una notable capacidad de precipitación en ciertas condiciones.

Adsorción - desorción. El proceso de intercambio iónico puede provocar la retención de cationes y aniones en la superficie de las arcillas. La cantidad de cationes metálicos adsorbidos aumenta con el pH. Los elementos adsorbidos pueden volver a la solución (desorción) cuando un agua con menor concentración de estos elementos entra en contacto con el material adsorbente.

Procesos bioquímicos

Degradación biológica y asimilación. Muchas sustancias orgánicas pueden ser extraídas del agua por actividad biológica: sulfatos, nitratos, arsénico y mercurio pueden ser fijados biológicamente. El molibdeno es fuertemente asimilado y fijado por las plantas.

Síntesis celular. El nitrógeno, carbono, azufre y fósforo, así como otros constituyentes traza son necesarios para el crecimiento de los organismos y pueden, por consiguiente, ser retirados en su movimiento desde los emplazamientos de residuos.