EL AGUA
El agua constituye un elemento natural indispensable para el desarrollo de la vida y de las actividades humanas; resulta difícil imaginar cualquier tipo de actividad en la que no se utilice, de una u otra forma.
En nuestro planeta cubre el 75% de su superficie, pero no toda el agua se encuentra en condiciones aptas para el uso humano. El 97.5% del agua es salada, el 2.5% resultante es agua dulce distribuida en lagos, ríos, arroyos y embalses; esta mínima proporción es la que podemos utilizar con mas facilidad.
El agua para satisfacer distintas necesidades se transforma en un recurso. Sin embargo no todas las personas disponen de él. Esto sucede por varios motivos, entre los cuales se puede mencionar la desigual distribución natural del agua en la superficie terrestre. Esta imposibilidad lleva a situaciones de escasez, que no tiene causas exclusivamente naturales, sino que también sociales. Esto nos permite decir que existe una estrecha relación entre la posibilidad de abastecimiento y el desarrollo, porque cuanto mayor es el desarrollo, mayor es la capacidad para obtenerla y mayor es la contaminación.
La humanidad requiere el agua cada vez en mayores cantidades para realizar sus actividades. El mayor consumo de agua también se debe al incremento de las practicas de irrigación agrícolas, al gran desarrollo industrial o a la existencia de hábitos de consumo que, en ocasiones, implican su derroche.
LA CONTAMINACIÓN DE AGUAS
El problema de la contaminación de las aguas dulces es conocido de antiguo. Uno de los primeros testimonios históricos lo constituye el relato de las Sagradas Escrituras (Éxodo, 7, 14-25) acerca de una de las diez plagas de Egipto, en la que se describe la transformación en "sangre" de las aguas del río Nilo. Dicho fenómeno fue sin duda debido a la contaminación biológica producida por microorganismos (algas, bacterias sulfurosas o dinofíceos). Con el incremento de la población y el surgimiento de la actividad industrial la polución de ríos, lagos y aguas subterráneas aumenta constantemente. La Organización Mundial de la Salud define a la polución de las aguas dulces de la siguiente manera: "Debe considerarse que un agua está polucionada, cuando su composición o su estado están alterados de tal modo que ya no reúnen las condiciones a una u otra o al conjunto de utilizaciones a las que se hubiera destinado en su estado natural".
La OMS ha establecido, también, los límites máximos para la presencia de sustancias nocivas en el agua de consumo humano:
Sustancias
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Concent. Máxima (mg/l)
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Sales totales
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2000
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Cloruros
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600
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Sulfatos
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300
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Nitratos
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45
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Nitritos
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No debe haber
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Amoníaco
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0,5
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Mat. Org.
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3
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Calcio
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80
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Magnesio
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50
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Arsénico
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0,05
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Cadmio
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0,01
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Cianuros
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0,05
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Plomo
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0,1
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Mercurio
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0,001
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Selenio
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0,01
|
Hidrocarburos aromáticos policíclicos
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0,0002
|
Biocidas
|
No hay datos
|
SUSTANCIAS CONTAMINANTES DEL
AGUA
Hay un gran numero de contaminantes del agua que se pueden clasificar de muy diferentes maneras. Una posibilidad bastante usada es agruparlos en los siguientes ocho grupos:
Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías de desarrollo las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los motivos más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños.
Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros restos orgánicos que producen las personas infectadas. Por esto, un buen índice para medir la salubridad de las aguas, en lo que se refiere a estos microorganismos, es el número de bacterias coliformes presentes en el agua. La OMS (Organización Mundial de la Salud) recomienda que en el agua para beber haya 0 colonias de coliformes por 100 ml de agua.
Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran en exceso, la proliferación de bacterias agota el oxígeno, y ya no pueden vivir en estas aguas peces y otros seres vivos que necesitan oxígeno. Buenos índices para medir la contaminación por desechos orgánicos son la cantidad de oxigeno disuelto, OD, en agua, o la DBO (Demanda Biológica de oxigeno).
En este grupo están incluidos ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo. Si están en cantidades altas pueden causar graves daños a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrícolas y corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua.
Nitratos y fosfatos son sustancias solubles en agua que las plantas necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofización de las aguas. Cuando estas algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los microorganismos, se agota el oxígeno y se hace imposible la vida de otros seres vivos. El resultado es un agua maloliente e inutilizable.
Muchas moléculas orgánicas como petróleo, gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc..., acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo, porque, al ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras moleculares complejas difíciles de degradar por los microorganismos.
Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas, junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas, son, en términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua. La turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios de alimentación o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y obstruyen canales, rías y puertos.
Isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a veces, se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas tróficas, alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos tejidos vivos que las que tenían en el agua.
El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxígeno y afecta a la vida de los organismos
ALTERACIONES FÍSICAS DEL AGUA
Alteraciones físicas del agua
| Alteraciones físicas | Características y contaminación que indica |
| Color |
El agua no contaminada suele tener ligeros colores rojizos, pardos,
amarillentos o verdosos debido, principalmente, a los compuestos húmicos,
férricos o los pigmentos verdes de las algas que contienen.. Las aguas contaminadas pueden tener muy diversos colores pero, en general, no se pueden establecer relaciones claras entre el color y el tipo de contaminación |
| Olor y sabor | Compuestos químicos presentes en el agua como los fenoles, diversos hidrocarburos, cloro, materias orgánicas en descomposición o esencias liberadas por diferentes algas u hongos pueden dar olores y sabores muy fuertes al agua, aunque estén en muy pequeñas concentraciones. Las sales o los minerales dan sabores salados o metálicos, en ocasiones sin ningún olor. |
| Temperatura |
El aumento de temperatura disminuye la solubilidad de gases (oxígeno) y
aumenta, en general, la de las sales. Aumenta la velocidad de las reacciones del
metabolismo, acelerando la putrefacción. La temperatura óptima del agua para
beber está entre 10 y 14ºC. Las centrales nucleares, térmicas y otras industrias contribuyen a la contaminación térmica de las aguas, a veces de forma importante. |
| Materiales en suspensión | Partículas como arcillas, limo y otras, aunque no lleguen a estar disueltas, son arrastradas por el agua de dos maneras: en suspensión estable (disoluciones coloidales); o en suspensión que sólo dura mientras el movimiento del agua las arrastra. Las suspendidas coloidalmente sólo precipitarán después de haber sufrido coagulación o floculación (reunión de varias partículas) |
| Radiactividad | Las aguas naturales tienen unos valores de radiactividad, debidos sobre todo a isótopos del K. Algunas actividades humanas pueden contaminar el agua con isótopos radiactivos. |
| Espumas | Los detergentes producen espumas y añaden fosfato al agua (eutrofización). Disminuyen mucho el poder autodepurador de los ríos al dificultar la actividad bacteriana. También interfieren en los procesos de floculación y sedimentación en las estaciones depuradoras. |
| Conductividad | El agua pura tiene una conductividad eléctrica muy baja. El agua natural tiene iones en disolución y su conductividad es mayor y proporcional a la cantidad y características de esos electrolitos. Por esto se usan los valores de conductividad como índice aproximado de concentración de solutos. Como la temperatura modifica la conductividad las medidas se deben hacer a 20ºC. |
Alteraciones químicas del agua
| Alteraciones químicas | Contaminación que indica |
| pH |
Las aguas naturales pueden tener pH ácidos por el CO2 disuelto desde la
atmósfera o proveniente de los seres vivos; por ácido sulfúrico procedente de
algunos minerales, por ácidos húmicos disueltos del mantillo del suelo. La
principal sustancia básica en el agua natural es el carbonato cálcico que puede
reaccionar con el CO2 formando un sistema tampón carbonato / bicarbonato. Las aguas contaminadas con vertidos mineros o industriales pueden tener pH muy ácido. El pH tiene una gran influencia en los procesos químicos que tienen lugar en el agua, actuación de los floculantes, tratamientos de depuración, etc. |
| Oxigeno disuelto (OD) | Las aguas superficiales limpias suelen estar saturadas de oxígeno, lo que es fundamental para la vida. Si el nivel de oxígeno disuelto es bajo indica contaminación con materia orgánica, septicización, mala calidad del agua e incapacidad para mantener determinadas formas de vida. |
| Materia orgánica biodegradable: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) | DBO5 es la cantidad de oxígeno disuelto requerido por los microorganismos para la oxidación aerobia de la materia orgánica biodegradable presente en el agua. Se mide a los cinco días. Su valor da idea de la calidad del agua desde el punto de vista de la materia orgánica presente y permite prever cuanto oxígeno será necesario para la depuración de esas aguas e ir comprobando cual está siendo la eficacia del tratamiento depurador en una planta. |
| Materiales oxidables: Demanda Química de Oxígeno (DQO) | Es la cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar los materiales contenidos en el agua con un oxidante químico (normalmente dicromato potásico en medio ácido). Se determina en tres horas y, en la mayoría de los casos, guarda una buena relación con la DBO por lo que es de gran utilidad al no necesitar los cinco días de la DBO. Sin embargo la DQO no diferencia entre materia biodegradable y el resto y no suministra información sobre la velocidad de degradación en condiciones naturales. |
| Nitrógeno total |
Varios compuestos de nitrógeno son nutrientes esenciales. Su presencia en las
aguas en exceso es causa de eutrofización. El nitrógeno se presenta en muy diferentes formas químicas en las aguas naturales y contaminadas. En los análisis habituales se suele determinar el NTK (nitrógeno total Kendahl) que incluye el nitrógeno orgánico y el amoniacal. El contenido en nitratos y nitritos se da por separado. |
| Fósforo total |
El fósforo, como el nitrógeno, es nutriente esencial para la vida. Su exceso
en el agua provoca eutrofización. El fósforo total incluye distintos compuestos como diversos ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico. La determinación se hace convirtiendo todos ellos en ortofosfatos que son los que se determinan por análisis químico. |
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Aniones: cloruros nitratos nitritos fosfatos sulfuros cianuros fluoruros |
indican salinidad indican contaminación agrícola indican actividad bacteriológica indican detergentes y fertilizantes indican acción bacteriológica anaerobia (aguas negras, etc.) indican contaminación de origen industrial En algunos casos se añaden al agua para la prevención de las caries, aunque es una práctica muy discutida. |
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Cationes: sodio calcio y magnesio amonio metales pesados |
indica salinidad están relacionados con la dureza del agua contaminación con fertilizantes y heces de efectos muy nocivos; se bioacumulan en la cadena trófica; (se estudian con detalle en el capítulo correspondiente) |
| Compuestos orgánicos |
Los aceites y grasas procedentes de restos de alimentos o de procesos
industriales (automóviles, lubricantes, etc.) son difíciles de metabolizar por
las bacterias y flotan formando películas en el agua que dañan a los seres
vivos. Los fenoles pueden estar en el agua como resultado de contaminación industrial y cuando reaccionan con el cloro que se añade como desinfectante forman clorofenoles que son un serio problema porque dan al agua muy mal olor y sabor. La contaminación con pesticidas, petróleo y otros hidrocarburos se estudia con detalle en los capítulos correspondientes. |
Alteraciones biológicas del agua
| Alteraciones biológicas del agua | Contaminación que indican |
| Bacterias coliformes | Desechos fecales |
| Virus | Desechos fecales y restos orgánicos |
| Animales, plantas, microorganismos diversos | Eutrofización |
CARACTERÍSTICAS DEL AGUA POTABLE
Características Físicas
En la provisión de agua se debe tener especial cuidado con los sabores, olores, colores y la turbidez del agua que se
brinda, en parte porque dan mal sabor, pero también a causa de su uso en la elaboración de bebidas, preparación de alimentos y
fabricación de textiles.
Los sabores y olores se deben a la presencia de substancias químicas volátiles y a la materia orgánica en
descomposición. Las mediciones de los mismso se hacen con base en la dilución necesaria para reducirlos a un nivel apenas
detectable por observación humana.
El color del agua se debe a la presencia de minerales como hierro y manganeso, materia orgánica y residuos coloridos
de las industrias. El color en el agua doméstica puede manchar los accesorios sanitario y opacar la ropa. Las pruebas se llevan
a cabo por comparación con un conjunto estándar de concentraciones de una sustancia química que produce un color similar al
que presenta el agua.
La turbidez además de que es objetable desde el punto de vista estético, puede contener agentes patógenos adheridos a
las partículas en suspensión. El agua con suficientes partículas de arcilla en suspensión (10 unidades de turbidez), se aprecia a
simple vista. Las fuentes de agua superficial varían desde 10 hasta 1.000 unidades de turbidez, y los ríos muy opacos pueden
llegar a 10.000 unidades. Las mediciones de turbidez se basan en las propiedades ópticas de la suspensión que causan que la
luz se disperse o se absorba. Los resultados se comparan luego con los que se obtienen de una suspensión estándar.
Características Químicas
Los múltiples compuestos químicos disueltos en el agua pueden ser de origen natural o industrial y serán benéficos o
dañinos de acuerdo a su composición y concentración. Por ejemplo el hierro y el manganeso en pequeñas cantidades no solo
causan color, también se oxidan para formar depósitos de hidróxido férrico y óxido de manganeso dentro de las tuberías de
agua.
Las aguas duras son aquellas que requieren cantidades considerables de jabón para producir espuma y también forma
incrustaciones en tuberías de agua caliente y calderas. La dureza del agua se expresa en miligramos equivalentes de carbonato
de calcio por litro.
Recordemos que el agua químicamente pura es la combinación de oxígeno e hidrógeno y puede obtenerse en
laboratorios por el fenómeno de electrólisis y en la naturaleza durante las tormentas eléctricas.
Veremos ahora los elementos químicos que se encuentran en el agua natural y que producen alcalinidad, dureza y
salinidad y se divide en cuatro grupos:
Grupo 1: Producen solo alcalinidad
o Carbonato de potasio - K2CO3
o Bicarbonato de Potasio - KHCO3
o Bicarbonato de Sodio - NaHCO3
o Carbonato de Sodio - Na2CO3
Grupo 2: Producen dureza carbonatada y alcalinidad
o Carbonato de Calcio - CaCO3
o Carbonato de Magnesio - MgCO3
o Bicarbonato de Calcio – Ca(HCO3)2
o Bicarbonato de Magnesio – Mg(HCO3)2
Grupo 3: Producen salinidad y dureza no carbonatada
o Sulfato de Calcio – CaSO4
o Cloruro de Calcio – CaCl2
o Nitrato de Calcio – Ca(NO3)2
o Sulfato de Magnesio – MgSO4
o Cloruro de Magnesio – MgCl2
o Nitrato de Magnesio – Mg(NO3)2
Grupo 4: Producen salinidad, pero no dureza
o Sulfato de Potasio – K2SO4
o Cloruro de Potasio – KCl
o Nitrato de Potasio – KNO3
o Sulfato de Sodio – Na2SO4
o Cloruro de Sodio – NaCl
o Nitrato de Sodio – NaNO3
Las substancias que producen acidez al agua, pueden provenir de volcamientos, pero también son frecuentes en el
tratamiento de aguas y son:
Ácido Sulfúrico – H2SO4
Sulfato Ferroso – FeSO4
Sulfato de Aluminio – Al2(SO4)2
Las aguas pueden contener además otras substancias que generan molestias o trastornos al organismo, dichas
substancias son:
Fenol: en las fuentes de abastecimiento de agua solo se lo encuentra como proveniente de residuos industriales
vertidos al agua. Una pequeña concentración en presencia de cloro produce un gusto muy desagradable
Arsénico: suele encontrarse en pequeñas cantidades salvo alguna excepción y se aumenta cuando existen
vertidos de residuos industriales o por arrastre con aguas de lluvia del arseniato de plomo que se usa en
desinfección de árboles frutales.
Selenio: Normalmente se presencia no es significativa en los servicios de agua superficiales, pero suele
encontrarse con mayor frecuencia en los abastecimiento de aguas subterráneas, y depende naturalmente de la
composición del suelo de donde se extrae el agua.
Cromo hexavalente: No está presente en las aguas naturales, se agrega como consecuencia de los vertidos
industriales y en dosis importantes puede irritar las mucosas del sistema digestivo
Plomo: Prácticamente no existe en las aguas naturales superficiales, pudiendo detectarse su presencia en aguas
subterráneas que proceden de suelos que contengan el mineral galeno. Su presencia en aguas superficiales
generalmente proviene es consecuencia de vertidos industriales. El aumento de sales de plomo en el agua
puede producir envenenamiento crónico o agudo.
Hierro: No produce trastornos en la salud en las proporciones en que se lo encuentra en las aguas naturales.
Mayores concentraciones originan coloración rojiza en el agua y manchja la ropa blanca. También puede
provenir de residuos industriales en forma de sales ferrosas y férricas.
Manganeso: De forma similar al hierro no es problema para la salud. En combinación con el plomo puede
colorear la ropa blanca. En las plantas de agua potable y en especial en los filtros de agua y conductos de
distribución favorece el desarrollo de ciertos microorganismos.
Flúor: Procede de cenizas y rocas de formación ígnea. Se demostró que en concentraciones excesivas produce
fluorosis, sin embargo en pequeñas cantidades favorece y fortalece la dentición de los niños hasta los 9 años, la
dosis que produce ese efecto benéfico está entre los 1,5 y 6 ppm, los efectos tóxicos ocurren con grandes
concentraciones. Una dosis de 230 mg es muy tóxica y es mortal en los 4.000 mg por litro.
Cobre: En forma natural solo se encuentran indicios de la presencia del cobre y en el agua potable puede
existir debido a la corrosión de las cañerías o accesorios de cobre o bronce, también el sulfato de cobre
(CuSO4) que se aplica para controlas las algas en las plantas de potabilización. La presencia de cobre en aguas
naturales no acarrea problemas de salud y en las concentraciones que pueden ser tóxicas, adquiere un sabor
muy desagradable que la hacen imbebible.
Zinc: De forma similar al cobre solo hay indicios en las aguas naturales. En el agua potable proviene de la
corrosión de las tuberías de hierro galvanizado o bronce. El exceso produce rechazo por el sabor desagradable.
Magnesio: Es uno de los minerales que junto con el calcio produce la dureza del agua. En cantidades
importantes puede producir efectos laxantes.
Cloruro: En el agua potable, su presencia se debe al agregado de cloro en las plantas potabilizadoras como
desinfectante. En altas concentraciones y en combinación con otras sales producen sabores desagradables.
Sulfatos: El radical sulfato tiene importancia cuando va asociado a aguas muy mineralizadas ya que produce
un efecto laxante.
Calcio: Junto con el magnesio son los principales causantes de la dureza. Representa mas un problema
económico por las incrustaciones en cañerías, que un problema de salud.
Yodo: El agua natural contiene cantidades insignificantes. Su ausencia tiene significación en la enfermedad
llamada bocio. Se estima que normalmente se deben ingerir 0,05 a 0,10 mg de yodo por día.
Nitratos: Se ha comprobado que altas concentraciones de nitratos en el agua produce cianosis o
metahemoglobinemia, que afecta especialmente a los niños menores de 6 años. Las concentraciones altas de
nitratos generalmente se encuentran en el agua en zonas rurales por la descomposición de la materia orgánica y
los fertilizantes utilizados.
Características biológicas
Las aguas poseen en su constitución una gran variedad de elementos biológicos desde los microorganismos hasta los
peces.
El origen de los microorganismos puede ser natural, es decir constituyen su hábitat natural, pero también provenir de contaminación por vertidos cloacales y/o industriales, como también por arrastre de los existentes en el suelo por acción de la lluvia.
La calidad y cantidad de microorganismos va acompañando las características físicas y químicas del agua, ya que cuando el agua tiene temperaturas templadas y materia orgánica disponible, la población crece y se diversifica. De la misma manera los crustáceos se incrementas y por lo tanto los peces de idéntica manera.
