Tratamiento de aguas residuales agrícolas

La tierra arrastrada por el agua de los campos es la principal fuente de contaminación agrícola en Estados Unidos. El exceso de sedimentos provoca altos niveles de turbidez en los cuerpos de agua, lo que puede inhibir el crecimiento de las plantas acuáticas , obstruir las branquias de los peces y asfixiar las larvas de los animales . ^{[ 6 ]}

Los agricultores pueden utilizar medidas de control de la erosión para reducir la escorrentía y retener el suelo en sus campos. Algunas técnicas comunes incluyen:

• arado en contorno ^{[ 7 ]}
• acolchado de cultivos ^{[ 8 ]}
• rotación de cultivos
• siembra de cultivos perennes
• Instalación de zonas de amortiguación ribereñas . ^{[ 3 ] : págs. 4-95–4-96}

El nitrógeno y el fósforo son contaminantes clave presentes en la escorrentía , y se aplican a las tierras de cultivo de diversas maneras, como en forma de fertilizantes comerciales , estiércol animal o aguas residuales municipales o industriales (efluentes) o lodos. Estos compuestos químicos también pueden llegar a la escorrentía a través de residuos de cultivos , agua de riego , fauna silvestre y deposición atmosférica . ^{[ 3 ] : págs. 2-9}

Los agricultores pueden desarrollar e implementar planes de manejo de nutrientes para mitigar los impactos en la calidad del agua mediante:

• Cartografía y documentación de campos, tipos de cultivos, tipos de suelo y cuerpos de agua.
• desarrollar proyecciones realistas del rendimiento de los cultivos
• realizar pruebas de suelo y análisis de nutrientes de los estiércoles y/o lodos aplicados
• identificar otras fuentes importantes de nutrientes (por ejemplo, agua de riego)
• evaluar características importantes del terreno, como suelos altamente erosionables, drenajes subterráneos y acuíferos poco profundos.
• aplicar fertilizantes, estiércol y/o lodos en función de objetivos de rendimiento realistas y utilizando técnicas de agricultura de precisión . ^{[ 3 ] : pp. 4-37–4-38 [ 9 ]}

Los agricultores utilizan ampliamente los plaguicidas para controlar las plagas de las plantas y aumentar la producción , pero los plaguicidas químicos también pueden causar problemas de calidad del agua . Los plaguicidas pueden aparecer en las aguas superficiales debido a:

• aplicación directa (por ejemplo, pulverización aérea o esparcimiento sobre masas de agua)
• escorrentía durante tormentas de lluvia
• deriva aérea (desde campos adyacentes). ^{[ 3 ] : pág. 2–22}

También se han detectado algunos plaguicidas en las aguas subterráneas . ^{[ 3 ] : pág. 2–24}

Los agricultores pueden utilizar técnicas de Manejo Integrado de Plagas (MIP) (que pueden incluir el control biológico de plagas ) para mantener el control sobre las plagas, reducir la dependencia de los plaguicidas químicos y proteger la calidad del agua. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Existen pocas formas seguras de eliminar los excedentes de plaguicidas, aparte de su contención en vertederos bien gestionados o su incineración . En algunas partes del mundo, la fumigación en tierra es un método de eliminación permitido. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Los componentes de las aguas residuales animales suelen contener ^{[ 17 ] [ 18 ]}

• Alto contenido orgánico, mucho más fuerte que las aguas residuales humanas.
• Alta concentración de sólidos
• Alto contenido de nitratos y fósforo
• antibióticos
• hormonas sintéticas
• A menudo se observan altas concentraciones de parásitos y sus huevos.
• Esporas de Cryptosporidium (un protozoo) resistentes a los procesos de tratamiento del agua potable.
• Esporas de Giardia
• Bacterias patógenas humanas como Brucella y Salmonella

Los desechos animales del ganado pueden producirse como estiércol sólido o semisólido, o como purín líquido . La producción de purín es especialmente común en las explotaciones lecheras estabuladas.

Residuos de granja porcina

Los desechos de las granjas porcinas son similares a los desechos animales en general y se procesan como tales, con la salvedad de que muchos contienen altos niveles de cobre , que puede ser tóxico en el medio ambiente. La fracción líquida de los desechos se separa frecuentemente y se reutiliza en la granja para evitar los costos prohibitivos de la eliminación de líquidos ricos en cobre. Los ascáridos y sus huevos también son comunes en los desechos de las granjas porcinas y pueden infectar a los humanos si el tratamiento de aguas residuales es ineficaz.

La hierba fresca o marchita, u otros cultivos verdes, se pueden convertir en un producto semifermentado llamado ensilaje , que se puede almacenar y utilizar como forraje de invierno para el ganado vacuno y ovino. La producción de ensilaje suele implicar el uso de un acondicionador ácido como el ácido sulfúrico o el ácido fórmico . El proceso de elaboración del ensilaje produce frecuentemente un líquido de color amarillo parduzco y olor fuerte, muy rico en azúcares simples , alcohol , ácidos orgánicos de cadena corta y acondicionador de ensilaje. Este líquido es una de las sustancias orgánicas más contaminantes que se conocen. El volumen de líquido de ensilaje producido suele ser proporcional al contenido de humedad del material ensilado.

El líquido de ensilaje se trata mejor de forma preventiva, marchitándolo considerablemente antes de la elaboración del ensilaje. El líquido de ensilaje producido puede utilizarse como parte del alimento para cerdos. El tratamiento más eficaz consiste en su contención en una laguna de purines y su posterior aplicación en el terreno tras una dilución sustancial con purín. La contención del líquido de ensilaje por sí sola puede causar problemas estructurales en las fosas de hormigón debido a su acidez.

Si bien la leche es un alimento importante, su presencia en las aguas residuales es altamente contaminante debido a su alto contenido orgánico, que puede provocar una desoxigenación muy rápida de las aguas receptoras. Los desechos de las salas de ordeño también contienen grandes volúmenes de agua de lavado, algunos desechos animales y productos químicos de limpieza y desinfección .

Los desechos de la sala de ordeño suelen tratarse junto con las aguas residuales domésticas en una planta depuradora local . Esto garantiza que los desinfectantes y agentes de limpieza se diluyan lo suficiente y sean aptos para el tratamiento. Verter las aguas residuales del ordeño en una laguna de purines es una opción posible, aunque suele agotar rápidamente la capacidad de la laguna. La aplicación en terrenos agrícolas también es una opción de tratamiento.

Las aguas residuales procedentes de las actividades de matanza son similares a los desechos de las salas de ordeño (véase más arriba), aunque con una composición orgánica considerablemente mayor y, por lo tanto, potencialmente mucho más contaminantes.

El tratamiento es el mismo que para los residuos de la sala de ordeño.

El lavado de verduras produce grandes volúmenes de agua contaminada con tierra y restos de verduras. También pueden estar presentes bajos niveles de pesticidas utilizados para tratar las verduras, junto con niveles moderados de desinfectantes como el cloro .

La mayoría de las aguas residuales del lavado de vegetales se reciclan exhaustivamente, eliminando los sólidos mediante sedimentación y filtración. El suelo recuperado puede devolverse a la tierra.

Aunque pocas explotaciones agrícolas se preparan para los incendios, estos son, sin embargo, más frecuentes en las granjas que en muchas otras instalaciones industriales. Los depósitos de pesticidas, herbicidas, fueloil para maquinaria agrícola y fertilizantes pueden contribuir a la propagación del fuego y, además, pueden estar presentes en cantidades letales para el medio ambiente en el agua utilizada para combatir incendios en las granjas.

Todos los planes de gestión ambiental de las explotaciones agrícolas deben contemplar la contención de cantidades sustanciales de agua residual y su posterior recuperación y eliminación por empresas especializadas. ^{[ 19 ]} La concentración y la mezcla de contaminantes en el agua residual la hacen inadecuada para cualquier método de tratamiento disponible en la explotación. Incluso la aplicación en tierra ha provocado graves problemas de sabor y olor para las compañías de suministro de agua situadas aguas abajo en el pasado.