Calidad del agua
En
la tabla del epígrafe Calidad del agua para garantizar la preservación de la
fauna y flora, en el caso del oxígeno disuelto se refiere a mínimo admisible en
lugar de a máximo admisible como es el resto de parámetros
De
acuerdo con lo anterior, tanto los criterios como los estándares y objetivos de
calidad de agua variarán dependiendo de si se trata de agua para consumo humano
(agua potable), para uso agrícola o industrial, para recreación, para mantener
la calidad ambiental, etc.
Los
límites tolerables de las diversas sustancias contenidas en el agua son
normadas por la Organización Mundial de la Salud (O.M.S.), la Organización
Panamericana de la Salud (O.P.S.), y por los gobiernos nacionales, pudiendo
variar ligeramente de uno a otro. Los valores que se presentan en las tablas de
abajo son por lo tanto reverenciales.
La
calidad de cualquier masa de agua, superficial o subterránea depende tanto de
factores naturales como de la acción humana.
Sin
la acción humana, la calidad del agua vendría determinada por la erosión del
substrato mineral, los procesos atmosféricos de evapor transpiración y
sedimentación de lodos y sales, la lixiviación natural de la materia orgánica y
los nutrientes del suelo por los factores hidrológicos, y los procesos
biológicos en el medio acuático que pueden alterar la composición física y
química del agua.
Por
lo general, la calidad del agua se determina comparando las características
físicas y químicas de una muestra de agua con unas directrices de calidad del
agua o estándares. En el caso del agua potable, estas normas se establecen para
asegurar un suministro de agua limpia y saludable para el consumo humano y, de
este modo, proteger la salud de las personas. Estas normas se basan normalmente
en unos niveles de toxicidad científicamente aceptables tanto para los humanos
como para los organismos acuáticos.
El
deterioro de la calidad del agua se ha convertido en motivo de preocupación a
nivel mundial con el crecimiento de la población humana, la expansión de la
actividad industrial y agrícola y la amenaza del cambio climático como causa de
importantes alteraciones en el ciclo hidrológico.
A
nivel global, el principal problema relacionado con la calidad del agua lo
constituye la eutrofización, que es el resultado de un aumento de los niveles
de nutrientes (generalmente fósforo y nitrógeno) y afecta sustancialmente a los
usos del agua. Las mayores fuentes de nutrientes provienen de la escorrentía
agrícola y de las aguas residuales domésticas (también fuente de contaminación
microbiana), de efluentes industriales y emisiones a la atmósfera procedentes
de la combustión de combustibles fósiles y de los incendios forestales.
Los
lagos y los pantanos son especialmente susceptibles a los impactos negativos de
la eutrofización debido a su complejo dinamismo, con un periodo de residencia
del agua relativamente largo, y al hecho de que concentran los contaminantes
procedentes de las cuencas de drenaje. Las concentraciones de nitrógeno
superiores a 5 miligramos por litro de agua a menudo indican una contaminación
procedente de residuos humanos o animales o provenientes de la escorrentía de
fertilizantes de las zonas agrícolas.
Cabe
apuntar que es cada vez mayor la preocupación acerca del impacto en los
ecosistemas acuáticos de los productos cosméticos y farmacéuticos como las
píldoras anticonceptivas, analgésicos y antibióticos. Poco se sabe de sus
efectos a largo plazo sobre los humanos y los ecosistemas, aunque se cree que
algunos pueden suplantar las hormonas naturales en los humanos y otras
especies.
tratamiento de agua
potable
En
Ingeniería Sanitaria, Ingeniería Química e Ingeniería ambiental el término
tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico,
químico, físico-químico o biológico cuya finalidad es la eliminación o
reducción de la contaminación o las características no deseables de las aguas,
bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales —llamadas, en
el caso de las urbanas, aguas negras—.
La finalidad de estas operaciones es
obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a
dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en
función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino
final.
Debido
a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran
en su aplicación para el consumo humano y animal estos se organizan con
frecuencia en tratamientos de potabilización y tratamientos de depuración de
aguas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones.
Se
denomina estación de tratamiento de agua potable (ETAP2) al conjunto de
estructuras en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el
consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero
todas deben cumplir los mismos principios:
combinación
de barreras múltiples (diferentes etapas del proceso de potabilización) para
alcanzar bajas condiciones de riesgo, tratamiento integrado para producir el
efecto esperado, tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una
meta específica relacionada con algún tipo de contaminante).
Si
no se cuenta con un volumen de almacenamiento de agua potabilizada, la
capacidad de la planta debe ser mayor que la demanda máxima diaria en el
periodo de diseño. Además, una planta de tratamiento debe operar continuamente,
aún con alguno de sus componentes en mantenimiento; por eso es necesario como
mínimo dos unidades para cada proceso de la planta.
Historia del
tratamiento del agua potable
Los
seres humanos han almacenado y distribuido el agua durante siglos. En la época
en que el hombre era cazador y recolector el agua utilizada para beber era agua
del río. Cuando se producían asentamientos humanos de manera continuada estos
siempre se producen cerca de lagos y ríos. Cuando no existen lagos y ríos las
personas aprovechan los recursos de agua subterráneos que se extrae mediante la
construcción de pozos. Cuando la población humana comienza a crecer de manera
extensiva, y no existen suficientes recursos disponibles de agua, se necesita
buscar otras fuentes diferentes de agua.
Hace
aproximadamente 7000 años en Jericó (Israel, figura 1) el agua almacenada en
los pozos se utilizaba como fuente de recursos de agua, además se empezó a
desarrollar los sistemas de transporte y distribución del agua. Este transporte
se realizaba mediante canales sencillos, excavados en la arena o las rocas y mas
tarde se comenzarían a utilizar tubos huecos.
Por ejemplo en Egipto se utilizan
árboles huecos de palmera mientras en China y Japón utilizan troncos de bambú y
mas tarde, se comenzó a utilizar cerámico, madera y metal. En Persia la gente
buscaba recursos subterráneos. El agua pasaba por los agujeros de las rocas a
los pozos.
Tratamiento de agua
residual
El
tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos,
químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos,
químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.
La
tesis fundamental para el control de la polución por aguas residuales ha sido
tratar las aguas residuales en plantas de tratamiento que hagan parte del
proceso de remoción de los contaminantes y dejar que la naturaleza lo complete
en el cuerpo receptor. Para ello, el nivel de tratamiento requerido es función
de la capacidad de auto purificación natural del cuerpo receptor.
A la vez, la
capacidad de auto purificación natural es función, principalmente, del caudal
del cuerpo receptor, de su contenido en oxígeno, y de su "habilidad"
para reoxigenarse.1 Por lo tanto el objetivo del tratamiento de las aguas
residuales es producir efluente reutilizable en el ambiente y un residuo sólido
o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o
reutilización. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para
distinguirlo del tratamiento de aguas potables.
Las
aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales
comerciales e industriales. Éstas pueden ser tratadas dentro del sitio en el
cual son generadas (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración)
o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías - y eventualmente
bombas - a una planta de tratamiento municipal.
Los esfuerzos para recolectar y
tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetas
a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y
controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en
las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado.
Típica-mente,
el tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física inicial de
sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales
empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados
esos materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado
(separación de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una
sedimentación primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos
suspendidos existentes en el agua residual. Para eliminar metales disueltos se
utilizan reacciones de precipitación, que se utilizan para eliminar plomo y
fósforo principalmente.
A continuación sigue la conversión progresiva de la
materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias
adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la masa biológica
es separada o removida (proceso llamado sedimentación secundaria), el agua
tratada puede experimentar procesos adicionales (tratamiento terciario) como
desinfección, filtración, etc.
El efluente final puede ser descargado o
re-introducido de vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, río o bahía) u
otro ambiente (terreno superficial, subsuelo, etc). Los sólidos biológicos
segregados experimentan un tratamiento y centralización adicional antes de la
descarga o re utilización apropiada.
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