UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

Contaminación Ambiental. Vector Agua Ing. Agr. María del Carmen González Ing. Agr. Silvia Constanza Guillén Actualización

Introducción El agua la más común y familiar de las sustancias de la naturaleza se encuentra en el planeta Tierra de la siguiente manera: 97% almacenada en los océanos 3% en los continentes superficial -

subterránea

-

fracción pequeña como vapor de agua en la atmósfera.

Las aguas subterráneas son las que se encuentran en las capas interiores de la Tierra corrientes o estacionadas, constituyendo capas acuíferas que afloran por fuentes o manantiales, o bien son extraídas por medio de pozos. Sus características físico-químicas son constantes, dependiendo fundamentalmente de la naturaleza de las rocas que atraviesan (en general no contienen materia viva). La vida de un ecosistema acuático depende de características físico-químicas y biológicas en íntima relación con la geología de la cuenca y del funcionamiento de los ecosistemas adyacentes. Las aguas superficiales (mares, ríos, lagos, etc.) poseen una composición físicoquímica variable, dependiendo de factores geológicos, geográficos, climáticos y biológicos. Las aguas marinas poseen una composición bastante homogénea de los elementos mayoritarios (cloruro, sodio, sulfato, etc.). Las aguas continentales, desempeñan un importante papel en la sociedad humana por sus múltiples usos: consumo de agua potable, riego, uso doméstico (higiene, lavado de utensilios y ropas); uso industrial, pesca, acuicultur,; producción energética, transporte de desechos, navegación y recreación. El ciclo del agua es el mecanismo fundamental que determina la renovabilidad de los recursos hídricos, e involucra diferentes procesos concatenados que operan a distintas escalas. El agua vincula la atmosfera, las masas terrestres y los océanos de la Tierra, circulando por todos estos dominios, cambiando de fases entre sólida, liquida y gaseosa. Es sostén de la biósfera y la vida de los humanos, desgastando los continentes y aportando nutrientes a las aguas. El agua también sirve como un sistema de distribución de las sustancias químicas bioactivas (incluso las tóxicas) que eventualmente encuentran su camino a los océanos desde sus fuentes terrestres. La fuente primaria de agua dulce es la precipitación (pluvial o nival), originada en el agua evaporada desde los océanos, lagos, ríos, suelo y la transpirada por la vegetación. La precipitación recarga el agua del suelo y genera la escorrentía superficial y subsuperficial; la cual se canaliza hacia los ríos y arroyos y los acuíferos subterráneos. De este modo, las variaciones en las precipitaciones y la demanda atmosférica (asociada a las temperaturas y vientos) sobre la evapotranspiración (evaporación más transpiración vegetal) limita la 1

UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

disponibilidad de agua en un sitio. Globalmente, cerca de dos tercios de la precipitación retornan a la atmósfera, cerrando el ciclo. Los procesos que constituyen el ciclo del agua difieren en sus características físicas y bioquímicas, espacial y temporalmente, por su vulnerabilidad a las presiones humanas (incluyendo el uso de la tierra y el cambio climático), susceptibilidad a la contaminación y su capacidad de proveer servicios útiles. Una de las consecuencias de esta diversidad y variabilidad es que si bien las actividades humanas han generado grandes modificaciones del ciclo hidrológico, las direcciones y la intensidad de los cambios son complejos y difíciles de determinar. Por otra parte hay que tener presente que la distribución de los recursos hídricos en el tiempo y espacio es desigual, existiendo un ineficiente manejo del recurso por parte de las distintas actividades humanas, dando lugar a crisis de agua en muchas partes del mundo, donde el cambio climático probablemente esté agravando la misma.Esto cobra particular relevancia sobre la disponibilidad de agua y sobre las catástrofes de origen hídrico (inundaciones, sequías prolongadas).

Figura 1: muestra simplificada del ciclo global del agua. Los ríos de la Provincia de Tucumán, con excepción del Río Santa María, que descarga en el océano Atlántico, corresponden al sistema de cuenca cerrada (sin derrame a los océanos) llamada Cuenca Salí- Dulce, siendo el río de mayor caudal el Salí-Dulce, con nacimiento en la provincia de Salta y vuelco final en Laguna de Mar Chiquita (Córdoba).

2

UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

Figura 2. Red hidrográfica de la provincia de Tucumán Contaminación del Agua Al concepto de contaminación se lo puede expresar como la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía, o inducir condiciones en el medio, de modo directo o indirecto, que implique una alteración de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica. Si bien el problema de la contaminación es de carácter holístico, afectando los distintos factores del medio, para su estudio se subdivide en contaminación de suelo, aire y agua. Los diversos sistemas acuáticos (ríos, rías, lagos, canales, deltas, estuarios, golfos, bahías, mares internos) cambian su comportamiento químico, biológico y térmico por efecto de dichos contaminantes. El conocimiento de fuentes, interacciones y efectos en el agua contribuye al establecimiento y manejo de tecnologías de prevención y control. Aun cuando los contaminantes que afectan a los distintos ambientes, aparecen en concentraciones muy bajas, de ppm, perjudican a la salud humana, la vida acuática y la propia calidad del agua. En los últimos años, el problema de los ríos contaminados se ha agudizado en todo el mundo, en particular en los países industriales donde los ríos actúan como receptores del drenaje municipal y siendo transmisores a otros sistemas, pueblos o ciudades y a los litorales marinos.

3

UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

Los contaminantes podemos clasificarlos según provengan de • •

fuentes fijas: patógenos microbianos, nutrientes, sustancias que consumen oxígeno, metales pesados y contaminantes orgánicos persistentes fuentes difusas: sedimentos en suspensión, nutrientes, pesticidas y materiales que consumen oxígeno.

Las concentraciones de sal y los materiales radioactivos pueden ser contaminantes en muchos lugares, la provincia de Tucumán tiene problemas de valores altos de conductividad y salinidad en diversas regiones (Llanura Deprimida, Cuenca Tapia Trancas, Valles Calchaquíes). De esta manera, desde el punto de vista ecológico, podemos establecer que un ambiente estará contaminado cuando las características bióticas (estado de las comunidades biológicas y diversidad de especies) y abióticas (factores físicos y concentraciones de los solutos) sean diferentes a su estado natural. En estas situaciones se produce un desequilibrio entre la entrada o producción de materiales y la salida o reciclaje de los mismos, sin posibilidad de retorno hacia las condiciones habituales. La contaminación por materia orgánica es el caso más común y para la cual los ecosistemas acuáticos tienen capacidad de neutralización (autodepuración), debido a que siempre han recibido, de forma natural, un aporte de materia orgánica procedente de los ecosistemas terrestres adyacentes (hojarasca, sustancias orgánicas del suelo arrastradas por las lluvias, restos de animales, etc.). En este proceso de autodepuración, los compuestos orgánicos pueden transformarse en compuestos simples como oxígeno, dióxido de carbono; incorporándose a los ciclos biogeoquímicos. Cuando la carga orgánica sobrepasa la capacidad de autodepuración del cuerpo de agua, se producen los procesos de contaminación. Entre los problemas más importantes que se plantean actualmente en la fase de las aguas superficiales, podemos mencionar la eutrofización y la colmatación de los diferentes cursos de agua. Eutrofización depende de la existencia de altas concentraciones de nutrientes (principalmente nitrógeno y fósforo), que provocan un gran desarrollo de algas (fitoplancton) en las capas de agua iluminadas. Al sedimentarse, estas algas mueren y son descompuestas por las bacterias que consumen grandes cantidades de oxígeno en las capas profundas. Cuando mayor es la eutrofia, mayor es el riesgo de anoxia en el fondo. Últimamente, se están observando procesos acelerados de eutrofización, en la mayoría de los lagos, embalses y ríos, a causa de las actividades del hombre, por un enriquecimiento en nutrientes de las aguas. Las descargas cada vez mayores de fósforo y de nitrógeno en aguas superficiales y subterráneas proceden de aguas residuales agrícolas y domésticas, de los vertidos industriales y de los aportes de la atmósfera (quema de combustibles fósiles, incendios de arbustos y polvo). Las industrias de gran potencial contaminante, tales como frigoríficos, curtiembres, celulosas e industrias varias se encuentran distribuidas por todo el país. Lo importante es conocer qué tipo, cuánto, cómo y dónde emiten los efluentes de su producción y cual es el control que el estado ejerce sobre la misma. El sistema hídrico, en sus diferentes formas, es el receptor de todas estas fuentes de contaminación, a veces en forma conjunta y a veces específica, y su capacidad de dilución está evidentemente en relación con el volumen de agua que tienen y la dinámica de su transporte (cuerpos de agua de gran contaminación son los que cruzan los centros urbanos).

4

UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

Debemos destacar a las inundaciones como un problema de mayor antigüedad y gravedad, producidas por la ocupación por parte del hombre de espacios para las actividades agropecuarias o industriales. La deforestación, trae aparejado un incremento del escurrimiento superficial del agua de lluvia, que además de producir inundaciones en vastos sectores, arrastra el soporte orgánico del suelo y provoca severos daños en los embalses por la colmatación de los mismos, quitándoles vida útil. Características de los principales contaminantes del agua La clasificación de los contaminantes del agua se agrupa en tres categorías según sean físicos, químicos o biológicos. Se puede generalizar sobre el comportamiento de los ecosistemas sometidos a cualquier tipo de contaminación, diciendo que las comunidades afectadas siempre poseen un descenso de la diversidad. a-físicos En general los principales contaminantes físicos que se pueden encontrar en el agua son: Sólidos, su origen puede ser orgánico o inorgánicoy su contenido está en función de la naturaleza de los terrenos atravesados, de la pluviometría y de los vertidos. Temperatura,su variación altera las características del medio, cuya vida está adaptada a cierto rango de temperatura. Radiaciones, constituyen otra fuente de contaminación física y sus mediciones se realizan cuando existen fuentes contaminantes conocidas. b-químicos Plaguicidas, a pesar de que con su uso obtenemos beneficios en mejoramiento de rendimientos de cosechas, control de vectores de plagas y en la reducción de crecimiento de especies acuáticas perjudiciales, por encima de ciertos valores se convierten en tóxicos para el hombre, los peces y otros animales. En las últimas décadas, se produjo un aumento en el uso de biocidas, que se transformaron en una gran preocupación ambiental. Esto se debe a que son compuestos relativamente estables, difíciles o lentamente degradables, capaces de bioacumularse y de amplificarse a lo largo de las cadenas tróficas de los ecosistemas y con efectos tóxicos agudos o crónicos, para distintos niveles de organismos. Sustancias espumígenas-detergentes, numerosas sustancias químicas, naturales o provenientes de desechos domésticos o industriales, pueden producir espuma en el agua cuando ésta es agitada. Dentro de estas sustancias, los detergentes no biodegradables aparecen con mayor frecuencia. Entre los principales problemas que producen pueden citarse: sabor desagradable; interferencia en la oxigenación de las aguas y cuando se encuentran en tenores muy elevados, toxicidad para el hombre. Plomo, desde hace siglos, se sabe que el plomo en dosis altas constituye un veneno metabólico general y acumulativo. Se conoce bien su toxicidad tanto en casos agudos como crónicos. En los países altamente desarrollados, el uso masivo de plomo para múltiples usos, intensifica la exposición a la que está sometida la población a través de su presencia en los alimentos, el aire y el agua.

5

UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

Fenoles, proceden de industrias químicas, carbón, celulosa petroquímica y degradación de algunos plaguicidas.Los peces, especialmente la trucha, el salmón y las anguilas, los acumulan, pero el mayor problema lo causan, en las plantas de cloración convencionales, pues le dan al agua un sabor desagradable. Hidrocarburos, en las aguas continentales están presentes por fugas de oleoductos y vertidos industriales. Dan al agua sabor y olor desagradables, formando una película superficial, que impide el intercambio gaseoso agua-aire, con trastornos para la vida acuática. Sus efectos a corto plazo son: reducción de transmisión de luz, disminución del oxígeno disuelto, daños en las aves acuáticas, ya que se impregnan las plumas provocando incapacidad de vuelo y de flotación y hasta su muerte. A largo plazo hay acumulación en la cadena trófica hasta alcanzar cantidades tóxicas.Ciertos compuestos como los plaguicidas, pueden alcanzar concentraciones más elevadas, disueltos en películas de petróleo, llegando de esta manera hasta los organismos susceptibles a esos plaguicidas. Sustancias húmicas, presentan un problema ambiental al ser degradadas lentamente llegando a las plantas de cloración, encarecimiento sus tratamientos. c- biológicos El medio acuático está habitado por un gran número de formas vivas vegetales y animales, dentro de las cuales se encuentran los microorganismos. Algunos de ellos forman parte de la contaminación del agua y han causado grandes epidemias a lo largo de la historia de la humanidad. Sin embargo, no todos los microorganismos son patógenos, ya que algunos son de gran utilidad para la autodepuración de los cursos de agua. Entre los organismos encontrados en el agua se pueden citar: Algas, tienen una enorme importancia en lo que hace al equilibrio ecológico del medio acuático, siendo las responsables de la existencia de parte del oxígeno presente en el líquido (producido a través del proceso de fotosíntesis). Sin embargo en cantidades excesivas acarrean problemas, formando grandes masas de materia orgánica que producen liberación de compuestos tóxicos o de olor y sabor desagradables; formación de capas superficiales de algas en lagunas, lagos y embalse que causan turbiedad y dificultan la penetración de la luz solar, con la consecuente reducción de los niveles de oxígeno; colmatación de filtros en los procesos de potabilización del agua y corrosión de estructuras de hierro y hormigón. Microorganismos patógenos, no son residentes naturales del medio acuático y tienen su origen en las heces de las personas o animales introducidos junto con la materia fecal contenida en los desagües cloacales. Pueden ser de varios tipos: bacterias, virus, protozoarios o vermes. Las bacterias utilizadas como indicadores de contaminación de agua de origen fecal son entre otras las coliformes, las cuales viven normalmente en organismos de sangre caliente. Actualmente gran parte de los residuos cloacales y desechos industriales en el mundo, son arrojados a cursos de agua sin tratamientos de depuración. El hombre y su responsabilidad en la contaminación subterránea Los efectos de la acción del hombre en la fase terrestre subterránea, al transcurrir fuera de su vista, no son advertidos en lo que a contaminación se refiere, sin que por ello no sea de tanta importancia como el de las aguas superficiales. Sus fuentes como la de las aguas superficiales, son de procedencia doméstica, industrial, agrícola, pecuaria y recreativa. 6

UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

En el ámbito rural y en algunas poblaciones periféricas urbanas, los pozos ciegos son responsables de la contaminación biológica. El deterioro mecánico, causado por el agotamiento de los acuíferos por la excesiva explotación, es un deterioro ambiental al que hay que prestar mucha atención. Los vaciaderos de basura, generan distintos líquidos nocivos que por percolación llegan con facilidad a la napa, donde son altamente móviles. Desde allí se incorporan a acuíferos más profundos, produciendo patologías que no son atribuidas a este origen. Los efluentes industrialesy agrícolas por lixiviación son incorporados al régimen subterráneo, la práctica del riego, suele potenciar la dispersión de estos productos y su incorporación al régimen subterráneo. La actividad pecuaria extensiva es el segmento económico que menor impacta sobre las aguas subterráneas, sin embargo, en la ganadería intensiva (criaderos de pollos, cerdos, etc.), donde hay una gran concentración de desechos con biocidas, el perjuicio sobre el sistema acuífero puede ser grande. Por último en el uso recreativo (natatorios, clubes, etc.) el empleo de productos de conservación (alguicidas, cloro, sulfato de cobre, etc.), puede provocar contaminación subterránea.

Parámetros indicadores de alteración de las aguas El monitoreo de la calidad del agua en sistemas acuáticos, es una forma de evaluación espacio-temporal de la dinámica fisicoquímica y la variación de la calidad del agua en sistemas continentales, estuarios y marinos. Los parámetros fisicoquímicos dan información de la naturaleza de las formas químicas presentes en el agua y sus propiedades físicas, sin tener en cuenta su influencia en la vida acuática. La medición de los parámetros pueden realizarse en campo (in situ) o en laboratorio. Algunos parámetros a cuantificar para calificar al agua, pudiéndoselos considerar como indicadores de impacto son: Color, el agua pura solo es azulada en grandes volúmenes, donde la coloración de un agua natural, se debe a la presencia de sustancias húmicas, compuestos de hierro, presencia de manganeso, fitoplancton, etc. Turbidez y sólidos en suspensión, la transparencia de una masa de agua, determina la calidad y productividad de los ecosistemas, ya que las aguas turbias, impiden la penetración de la luz, mermando el oxígeno producto de la fotosíntesis de los productores primarios. Aguas con un elevado tenor de color y turbiedad, traen aparejados disturbios ecológicos. Color y turbiedad, se encuentran asimismo asociados al aspecto estático del agua. La carencia de organismos fotosintetizadores, perjudica la oxigenación del medio, principalmente en aguas quietas o ríos de poca turbulencia. Olor, el olor y gusto son características organolépticas, para las cuales no hay patrones de medida, pero dan idea del origen o fuente de contaminación. Temperatura, desempeña un papel importante en la solubilidad de las sales y gases, en la conductividad, pH y en la vida de los organismos que se desarrollan en medio acuátco. Un 7

UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

aumento de la temperatura, produce disminución en la capacidad del agua para disolver y retener el oxígeno, provocando al mismo tiempo, incremento de la actividad biológica de los organismos acuáticos, con el consecuente aumento del consumo de oxígeno que ello trae aparejado. Así, el medio acuático es más rico en oxígeno, cuanto más baja es su temperatura, muchos organismos acuáticos, son sumamente exigentes respecto a los requerimientos de oxígeno para su respiración, existiendo solo en aguas corrientes con bajas temperaturas. Pequeñas elevaciones de la temperatura, pueden provocar la muerte de esos animales, no por causa del calor, sino como consecuencia de la reducción del oxígeno disuelto. Conductividad y dureza, son dos parámetros relacionados, que reflejan el grado de mineralización de las aguas y su productividad potencial, siendo usado como criterio de clasificación de las aguas naturales. pH, es un parámetros íntimamente vinculado a la composición de los terrenos atravesados o vuelcos de efluentes. Oxígeno Disuelto (OD), cantidad de oxígeno que está disuelta en el agua y que es esencial para la vida. Indica la potencialidad de respiración de los organismos acuáticos, donde una variación promueve procesos anaerobios, anulándose la probabilidad de las actividades de los seres de vida acuática. Cualquier actividad de organismos aeróbicos, requiere un mínimo de oxígeno en los cuerpos de agua, no inferiores a 2 mg/l de oxígeno, existiendo especies que son más exigentes por lo que sufren con estos valores. Demanda biológica de oxígeno (DBO5), mide la cantidad de oxígeno consumido por los organismos aerobios para la descomposición de las materias orgánicas contenidas en el agua. Se mide a los cinco días de incubación de la muestra de agua y se expresa en miligramos de oxigeno por litro de muestra (mg/l). Es una medida indirecta de la cantidad de materia orgánica que posee el agua. Demanda química de oxígeno (DQO), mide la cantidad de materia orgánica e inorgánica que hay en una muestra líquida y que es susceptible de ser oxidada por medios químicos. Se expresa en mg O2/litro. Es un método rápido de obtener resultados. Como ejemplo de la variación de parámetros en un curso de agua se grafican los tramos de un curso de agua con respecto a la demanda biológica de oxígeno (rojo) y al oxígeno disuelto (azul)

8

UNT-Facultad Agronomía, Zootecnia, Veterinaria Carrera: Medicina Veterinaria - Materia: Ecología Complemento Clases Teóricas

año 2014

Niveles Guía Argentina está en proceso de obtener niveles guía de aguas naturales con valores en los parámetros que permitan determinar si un curso de agua está contaminado. El Comité de la Cuenca Salí-Dulce está a partir del año 2013 trabajando en ello. Hasta el presente en la provincia de Tucumán el Organismo de aplicación del tema es la Secretaría de Medio Ambiente, donde la Dirección General de Fiscalización Ambiental (DGFA) se encarga del control de los vertidos dentro de las empresas industriales y la Dirección de Recursos Hídrico (DRH) es quien controla y monitorea mensualmente los cursos de agua provinciales.

Para ampliar el tema http://www.ambiente.gov.ar/ http://www.epa.gov Environmental Protection Agency http://www.wcmc.org.uk World Conservation Monitoring Centre Decreto REGLAMENTO (DECRETO 4238/68) SENASA, disponible en la página de la asignatura

9