contaminación del agua

La contaminación del agua (o contaminación acuática ) es la contaminación de los cuerpos de agua , que tiene un impacto negativo en cómo se pueden usar. ^{[ 1 ]}^{: 6} Generalmente es causada por actividades humanas. Los cuerpos de agua incluyen lagos , ríos , océanos , acuíferos , embalses y aguas subterráneas . La contaminación del agua resulta cuando los contaminantes se mezclan con estos cuerpos de agua. Los contaminantes pueden provenir de una de cuatro fuentes principales. Estas son descargas de aguas residuales , actividades industriales, actividades agrícolas y escorrentía urbana incluyendo aguas pluviales . ^{[ 2 ]} La contaminación del agua puede afectar tanto el agua superficial como el agua subterránea . Esta forma de contaminación puede llevar a muchos problemas. Uno es la degradación de los ecosistemas acuáticos . Otro es la propagación de enfermedades transmitidas por el agua cuando las personas usan agua contaminada para beber o regar . ^{[ 3 ]} La contaminación del agua también reduce los servicios ecosistémicos como el agua potable proporcionada por el recurso hídrico .

Las fuentes de contaminación del agua son fuentes puntuales o fuentes difusas . ^{[ 4 ]} Las fuentes puntuales tienen una causa identificable, como un desagüe pluvial , una planta de tratamiento de aguas residuales o un derrame de petróleo . Las fuentes difusas son más dispersas. Un ejemplo es la escorrentía agrícola . ^{[ 5 ]} La contaminación es el resultado del efecto acumulativo a lo largo del tiempo. La contaminación puede tomar muchas formas. Una sería sustancias tóxicas como petróleo, metales, plásticos, pesticidas , contaminantes orgánicos persistentes y productos de desecho industrial. Otra son condiciones estresantes como cambios de pH , hipoxia o anoxia, aumento de temperaturas, turbidez excesiva o cambios de salinidad . La introducción de organismos patógenos es otra. Los contaminantes pueden incluir sustancias orgánicas e inorgánicas . Una causa común de contaminación térmica es el uso de agua como refrigerante por centrales eléctricas y fabricantes industriales.

El control de la contaminación del agua requiere infraestructura y planes de gestión adecuados, así como legislación. Las soluciones tecnológicas pueden incluir la mejora del saneamiento , el tratamiento de aguas residuales , el tratamiento de aguas residuales industriales , el tratamiento de aguas residuales agrícolas , el control de la erosión , el control de sedimentos y el control de la escorrentía urbana (incluida la gestión de aguas pluviales).

Definición

Una definición práctica de contaminación del agua es: "La contaminación del agua es la adición de sustancias o formas de energía que alteran directa o indirectamente la naturaleza del cuerpo de agua de tal manera que afectan negativamente sus usos legítimos". ^{[ 1 ]}^{: 6} El agua generalmente se considera contaminada cuando está contaminada por sustancias antropogénicas . Esto significa que no puede usarse para ciertos fines, como para beber , o que su capacidad para sustentar sus comunidades bióticas, como los peces, ha cambiado significativamente.

Contaminantes

Contaminantes con origen en aguas residuales

Los siguientes compuestos pueden llegar a los cuerpos de agua a través de aguas residuales sin tratar o incluso de vertidos de aguas residuales tratadas:

Diversos compuestos químicos presentes en productos de higiene personal y cosméticos .
Subproductos de desinfección encontrados en agua potable desinfectada químicamente (si bien estos productos químicos pueden ser contaminantes en la red de distribución de agua , son bastante volátiles y, por lo tanto, no suelen encontrarse en aguas ambientales). ^[⁶^]
Las hormonas (procedentes de la ganadería y de los residuos de los métodos anticonceptivos hormonales humanos ) y los materiales sintéticos como los ftalatos , que imitan la acción de las hormonas, pueden tener efectos adversos incluso en concentraciones muy bajas sobre la biota natural y, potencialmente, sobre los seres humanos si el agua se trata y se utiliza para consumo humano. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}
Insecticidas y herbicidas , a menudo procedentes de la escorrentía agrícola.
Los patógenos como el Hepatovirus A (HAV) pueden estar presentes en los efluentes de aguas residuales tratadas y en los cuerpos de agua receptores, pero se eliminan en gran medida durante el tratamiento posterior del agua potable ^{[ 10 ]} ).

Las aguas residuales tratadas de forma inadecuada pueden transportar nutrientes, patógenos, sólidos suspendidos heterogéneos y materia fecal orgánica. ^{[ 1 ]}^{: 6}

Patógenos

Ejemplos de patógenos que se pueden encontrar en aguas residuales son bacterias, virus, protozoos y gusanos parásitos . ^{[ 1 ]}^{: 47} En la práctica, se utilizan organismos indicadores para investigar la contaminación patógena del agua, ya que la detección de organismos patógenos en muestras de agua es difícil y costosa debido a sus bajas concentraciones. Los indicadores bacterianos más utilizados para la contaminación fecal en muestras de agua son los coliformes totales (CT) o los coliformes fecales (CF), estos últimos también denominados coliformes termotolerantes, como Escherichia coli . ^{[ 1 ]}^{: 52–53}

Los patógenos pueden producir enfermedades transmitidas por el agua tanto en huéspedes humanos como animales. ^{[ 12 ]} Algunos microorganismos que a veces se encuentran en aguas superficiales contaminadas y que han causado problemas de salud humana incluyen Burkholderia pseudomallei , Cryptosporidium parvum , Giardia lamblia , Salmonella , norovirus y otros virus, y gusanos parásitos, incluido el tipo Schistosoma . ^{[ 13 ]}

Los altos niveles de patógenos en los cuerpos de agua pueden ser causados por heces humanas (debido a la defecación al aire libre ), aguas residuales, aguas negras o estiércol que ha llegado al agua. Esto puede deberse a la falta de procedimientos de saneamiento adecuados o a sistemas de saneamiento in situ que funcionan mal ( tanques sépticos , letrinas de pozo ), plantas de tratamiento de aguas residuales sin pasos de desinfección, desbordamientos de alcantarillado sanitario y desbordamientos de alcantarillado combinado (CSO) ^{[ 14 ]} durante eventos de tormenta y agricultura intensiva (operaciones ganaderas mal manejadas).

compuestos orgánicos

Las sustancias orgánicas que ingresan a los cuerpos de agua suelen ser tóxicas . ^{[ 15 ]}^{: 229}

Hidrocarburos de petróleo , incluidos combustibles ( gasolina , gasóleo , combustibles para aviones y fueloil ) y lubricantes (aceite de motor), y subproductos de la combustión de combustible, procedentes de derrames de petróleo o escorrentía de aguas pluviales ^{[ 16 ].}
Compuestos orgánicos volátiles , como los disolventes industriales almacenados incorrectamente . Entre las especies problemáticas se encuentran los organoclorados, como los bifenilos policlorados (PCB) y el tricloroetileno , un disolvente común.

Las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) son contaminantes orgánicos persistentes . ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

contaminantes inorgánicos

Los contaminantes inorgánicos del agua incluyen:

Amoníaco procedente de residuos de la industria alimentaria
Metales pesados procedentes de vehículos de motor (a través de la escorrentía de aguas pluviales urbanas ) ^{[ 16 ]}^{[ 19 ]} y drenaje ácido de minas
Nitratos y fosfatos , procedentes de aguas residuales y agricultura ( véase contaminación por nutrientes ).
Limo ( sedimento ) en la escorrentía de sitios de construcción o aguas residuales, tala, prácticas de tala y quema, sitios de desmonte de tierras.
Sal: La salinización de agua dulce es el proceso por el cual la escorrentía salina contamina los ecosistemas de agua dulce . ^{[ 20 ]} La salinización inducida por el ser humano se denomina salinización secundaria, siendo el uso de sales descongelantes para carreteras la forma más común de escorrentía. ^{[ 21 ]}^{[ 22 ]}

contaminantes farmacéuticos

El impacto ambiental de los productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCP) se investiga al menos desde la década de 1990. Los PPCP incluyen sustancias utilizadas por particulares para la salud o con fines cosméticos , así como productos empleados por la agroindustria para estimular el crecimiento o la salud del ganado. Cada año se producen más de veinte millones de toneladas de PPCP. ^{[ 23 ]} La Unión Europea ha declarado los residuos farmacéuticos con potencial de contaminación del agua y del suelo como «sustancias prioritarias». ^[3]

Se han detectado PPCP en cuerpos de agua de todo el mundo. Se necesita más investigación para evaluar los riesgos de toxicidad , persistencia y bioacumulación , pero el estado actual de la investigación muestra que los productos de cuidado personal impactan el medio ambiente y otras especies, como los arrecifes de coral ^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}^{[ 26 ]} y los peces. ^{[ 27 ]}^{[ 28 ]} Los PPCP incluyen contaminantes farmacéuticos ambientales persistentes (EPPP) y son un tipo de contaminantes orgánicos persistentes . No se eliminan en las plantas de tratamiento de aguas residuales convencionales , sino que requieren una cuarta etapa de tratamiento que no muchas plantas tienen. ^{[ 23 ]}

En 2022, el estudio más exhaustivo sobre la contaminación farmacéutica de los ríos del mundo reveló que amenaza la salud ambiental y/o humana en más de una cuarta parte de las zonas estudiadas. El estudio analizó 1052 puntos de muestreo a lo largo de 258 ríos en 104 países, lo que representa la contaminación fluvial que afecta a 470 millones de personas. Se constató que los sitios más contaminados se encontraban en países de ingresos bajos y medios, y estaban asociados a zonas con infraestructuras deficientes de tratamiento de aguas residuales y gestión de residuos, así como a la fabricación de productos farmacéuticos . Además, se enumeraron los productos farmacéuticos detectados con mayor frecuencia y en mayor concentración. ^{[ 29 ]}^{[ 30 ]}

Contaminantes farmacéuticos ambientales persistentes , que pueden incluir varios fármacos y sus metabolitos ( véase también contaminación por fármacos ), como antidepresivos , antibióticos o la píldora anticonceptiva .
Metabolitos de drogas ilícitas (véase también epidemiología de aguas residuales ), por ejemplo metanfetamina y éxtasis. ^{[ 31 ]}^{[ 32 ]}

Residuos sólidos y plásticos

Los residuos sólidos pueden llegar a los cuerpos de agua a través de aguas residuales sin tratar, desbordamientos de alcantarillado combinado, escorrentía urbana y basura arrojada al medio ambiente. El viento también puede transportar residuos sólidos municipales desde los vertederos , lo que provoca contaminación macroscópica , donde objetos grandes y visibles contaminan el agua, así como contaminación por microplásticos , que no es directamente visible. Los términos desechos marinos y contaminación marina por plásticos se utilizan en el contexto de la contaminación de los océanos.

Los microplásticos persisten en el medio ambiente en niveles elevados, especialmente en ecosistemas acuáticos y marinos , donde causan contaminación del agua. ^[³³^] El 35 % de todos los microplásticos oceánicos provienen de textiles/ropa, principalmente debido a la erosión de prendas de poliéster, acrílico o nailon, a menudo durante el proceso de lavado. ^[³⁴^]

Las principales vías de transporte de microplásticos desde la tierra al mar son las aguas pluviales, las aguas residuales sin tratar y el viento. Las fuentes más comunes de microplásticos son los tejidos sintéticos, los neumáticos y el polvo urbano. Estas tres fuentes, en conjunto, representan más del 80 % de toda la contaminación por microplásticos. ^{[ 35 ]}^{[ 36 ]}

Tipos de contaminación de las aguas superficiales

La contaminación de las aguas superficiales incluye la contaminación de ríos, lagos y océanos. Un subconjunto de la contaminación de las aguas superficiales es la contaminación marina , que afecta a los océanos. La contaminación por nutrientes se refiere a la contaminación causada por aportes excesivos de nutrientes .

Según el Programa Conjunto de Monitoreo del Abastecimiento de Agua y Saneamiento , en 2017 se estimaba que 4.500 millones de personas en todo el mundo no tenían acceso a saneamiento gestionado de forma segura . ^[³⁷^] La falta de acceso al saneamiento es un problema grave que a menudo conduce a la contaminación del agua. Por ejemplo, la defecación al aire libre puede provocar que las heces humanas se desplacen del suelo a las aguas superficiales durante las lluvias o inundaciones. Las letrinas de pozo simples también pueden inundarse durante las lluvias intensas.

A partir de 2022, Europa y Asia Central representan alrededor del 16 % de la descarga global de microplásticos en los mares. ^{[ 35 ]}^{[ 38 ]} Aunque la gestión de los residuos plásticos y su reciclaje está mejorando a nivel mundial, la cantidad absoluta de contaminación por plástico continúa aumentando sin cesar debido a la gran cantidad de plástico en circulación. ^{[ 39 ]} Incluso si la contaminación por plástico en los mares cesara por completo, se proyecta que la contaminación por microplásticos en la superficie del océano continuaría aumentando. ^{[ 39 ]}

contaminación marina

La contaminación marina se produce cuando sustancias utilizadas o dispersadas por los humanos, como desechos industriales , agrícolas y residenciales ; partículas ; ruido ; exceso de dióxido de carbono ; u organismos invasores , ingresan al océano y causan efectos nocivos. La mayor parte de estos desechos (80%) proviene de actividades terrestres, aunque el transporte marítimo también contribuye significativamente. ^[⁴⁰^] Es una combinación de químicos y basura, la mayoría de la cual proviene de fuentes terrestres y es arrastrada al océano por el agua o el viento. Esta contaminación produce daños al medio ambiente , a la salud de todos los organismos y a las estructuras económicas en todo el mundo. ^[⁴¹^] Dado que la mayoría de los aportes provienen de la tierra, a través de ríos , aguas residuales o la atmósfera , significa que las plataformas continentales son más vulnerables a la contaminación. La contaminación del aire también es un factor contribuyente, ya que transporta hierro, ácido carbónico, nitrógeno , silicio, azufre, pesticidas y partículas de polvo al océano. ^[⁴²^] La contaminación a menudo proviene de fuentes difusas como la escorrentía agrícola, los desechos arrastrados por el viento y el polvo. Estas fuentes no puntuales se deben en gran medida a la escorrentía que llega al océano a través de los ríos, pero los desechos y el polvo arrastrados por el viento también pueden desempeñar un papel, ya que estos contaminantes pueden depositarse en los cursos de agua y los océanos. ^[⁴³^] Las vías de contaminación incluyen descarga directa, escorrentía terrestre, contaminación de barcos , contaminación de sentinas , dragado (que puede crear columnas de dragado ), contaminación atmosférica y, potencialmente, minería en aguas profundas .

Contaminación por nutrientes

La contaminación por nutrientes es una forma de contaminación del agua causada por el exceso de nutrientes que ingresan al agua. Es una causa principal de la eutrofización de las aguas superficiales (lagos, ríos y aguas costeras ), en la que el exceso de nutrientes, generalmente nitrógeno o fósforo , estimula el crecimiento de algas . ^{[ 44 ]} Las fuentes de contaminación por nutrientes incluyen la escorrentía superficial de granjas, desechos de tanques sépticos , corrales de engorde y emisiones de la quema de combustibles. Las aguas residuales sin tratar , que son ricas en nutrientes, también son un factor contribuyente cuando se vierten en cuerpos de agua. El exceso de nitrógeno causa problemas ambientales como floraciones de algas nocivas , hipoxia , lluvia ácida , saturación de nitrógeno en los bosques y cambio climático . ^{[ 45 ]}

contaminación térmica

La contaminación térmica , a veces llamada "enriquecimiento térmico", es la degradación de la calidad del agua por cualquier proceso que cambie la temperatura ambiente del agua . La contaminación térmica es el aumento o disminución de la temperatura de un cuerpo de agua natural causado por la influencia humana . La contaminación térmica, a diferencia de la contaminación química, produce un cambio en las propiedades físicas del agua . Una causa común de contaminación térmica es el uso de agua como refrigerante por centrales eléctricas y fabricantes industriales. ^{[ 46 ]} La escorrentía urbana —agua pluvial descargada a las aguas superficiales desde tejados, carreteras y estacionamientos— y los embalses también pueden ser una fuente de contaminación térmica. ^{[ 47 ]} La contaminación térmica también puede ser causada por la liberación de agua muy fría desde la base de los embalses a ríos más cálidos.

El aumento de la temperatura del agua disminuye los niveles de oxígeno debido a la menor concentración de oxígeno disuelto , ya que los gases son menos solubles en líquidos más cálidos. Esto puede provocar la muerte de los peces, que posteriormente pueden pudrirse, y alterar la composición de la cadena alimentaria , reduciendo la biodiversidad de las especies y favoreciendo la invasión de nuevas especies termófilas . ^{[ 48 ]}^{: 179}^{[ 15 ]}^{: 375}

Contaminación biológica

La introducción de organismos acuáticos invasores también es una forma de contaminación del agua, es decir, contaminación biológica . ^{[ 49 ]}

contaminación de las aguas subterráneas

La contaminación de las aguas subterráneas (también llamada polución de aguas subterráneas) ocurre cuando los contaminantes se liberan al suelo y llegan a las aguas subterráneas . Este tipo de contaminación del agua también puede ocurrir naturalmente debido a la presencia de un componente, contaminante o impureza menor e indeseado en las aguas subterráneas, en cuyo caso es más probable que se haga referencia a ella como polución en lugar de contaminación . La contaminación de las aguas subterráneas puede ocurrir por sistemas de saneamiento in situ , lixiviados de vertederos , efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales , fugas de alcantarillado, estaciones de servicio de gasolina , fracturación hidráulica (fracking) o por la aplicación excesiva de fertilizantes en la agricultura . La polución (o polución) también puede ocurrir por contaminantes que ocurren naturalmente, como el arsénico o el fluoruro . ^{[ 50 ]} El uso de aguas subterráneas contaminadas causa peligros para la salud pública a través de intoxicaciones o la propagación de enfermedades ( enfermedades transmitidas por el agua ).

En muchas partes del mundo, la contaminación de las aguas subterráneas pone en peligro el bienestar de las personas y los ecosistemas. Una cuarta parte de la población mundial depende de las aguas subterráneas para el consumo humano; sin embargo, se sabe que la recarga concentrada transporta contaminantes de corta duración a los acuíferos carbonatados, poniendo en riesgo la pureza de estas aguas. ^{[ 51 ]}

Contaminación procedente de fuentes puntuales

La contaminación puntual del agua se refiere a los contaminantes que ingresan a un curso de agua desde una única fuente identificable, como una tubería o una zanja . Ejemplos de fuentes en esta categoría incluyen descargas de plantas de tratamiento de aguas residuales, fábricas y desagües pluviales urbanos .

La Ley de Agua Limpia de los Estados Unidos (CWA, por sus siglas en inglés) define la fuente puntual para fines de aplicación de la normativa ( véase la regulación de la contaminación del agua de fuentes puntuales en los Estados Unidos ). ^{[ 52 ]} La definición de fuente puntual de la CWA se modificó en 1987 para incluir los sistemas municipales de alcantarillado pluvial, así como las aguas pluviales industriales, como las procedentes de obras de construcción. ^{[ 53 ]}

Aguas residuales

Las aguas residuales suelen consistir en un 99,9 % de agua y un 0,1 % de sólidos. ^{[ 54 ]} Las aguas residuales aportan muchas clases de nutrientes que conducen a la eutrofización . Son una fuente importante de fosfato, por ejemplo. ^{[ 55 ]} Las aguas residuales suelen estar contaminadas con diversos compuestos que se encuentran en la higiene personal , los cosméticos , los medicamentos farmacéuticos (véase también contaminación por medicamentos ) y sus metabolitos ^{[ 31 ]}^{[ 32 ]} La contaminación del agua causada por contaminantes farmacéuticos persistentes en el medio ambiente puede tener consecuencias de amplio alcance. Por ejemplo, cuando las alcantarillas se desbordan durante eventos de tormenta, esto puede provocar contaminación del agua por aguas residuales no tratadas. Estos eventos se conocen como desbordamientos de alcantarillado sanitario o desbordamientos de alcantarillado combinado .

Un río contaminado que drena una mina de cobre abandonada en Anglesey.

aguas residuales industriales

Los procesos industriales que utilizan agua también producen aguas residuales. Estas se conocen como aguas residuales industriales . En Estados Unidos, por ejemplo, las centrales eléctricas, las refinerías de petróleo, las acerías, las fábricas de pulpa y papel y las industrias de procesamiento de alimentos son los principales consumidores industriales de agua, utilizando más del 60 % del total. ^{[ 2 ]} Algunas industrias descargan desechos químicos, incluidos disolventes tóxicos y metales pesados, así como otros contaminantes nocivos.

Las aguas residuales industriales podrían añadir los siguientes contaminantes a los cuerpos de agua receptores si no se tratan y gestionan adecuadamente:

Metales pesados , incluidos el mercurio , el plomo y el cromo.
Materia orgánica y nutrientes como los residuos de alimentos : Ciertas industrias (por ejemplo, procesamiento de alimentos , residuos de mataderos , fibras de papel, material vegetal, etc.) descargan altas concentraciones de DBO, nitrógeno amoniacal y aceite y grasa. ^{[ 57 ]}^{: 180}^{[ 15 ]}
Partículas inorgánicas como arena , gravilla, partículas metálicas, residuos de caucho de neumáticos, cerámica , etc.;
Toxinas como pesticidas , venenos , herbicidas , etc.
Productos farmacéuticos , compuestos disruptores endocrinos, hormonas, compuestos perfluorados, siloxanos, drogas de abuso y otras sustancias peligrosas ^{[ 58 ]}^{[ 59 ]}^{[ 60 ]}
Microplásticos como perlas de polietileno y polipropileno, poliéster y poliamida ^{[ 61 ]}
Contaminación térmica procedente de centrales eléctricas y fabricantes industriales.
Radionúclidos procedentes de la extracción de uranio , el procesamiento de combustible nuclear , el funcionamiento de reactores nucleares o la eliminación de residuos radiactivos .
Algunas descargas industriales incluyen contaminantes orgánicos persistentes como las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS). ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

derrames de petróleo

Un derrame de petróleo es la liberación de hidrocarburos líquidos derivados del petróleo al medio ambiente, especialmente al ecosistema marino , debido a la actividad humana, y constituye una forma de contaminación . El término suele referirse a derrames de petróleo marinos, donde el petróleo se libera en el océano o en aguas costeras , pero también pueden ocurrir derrames en tierra. Los derrames de petróleo pueden ser consecuencia de la liberación de crudo desde buques cisterna , plataformas marinas , plataformas de perforación y pozos . También pueden incluir derrames de productos petrolíferos refinados , como gasolina y gasóleo , así como sus subproductos. Además, los combustibles más pesados utilizados por grandes buques, como el fuelóleo pesado , o los derrames de cualquier residuo oleoso o aceite usado , contribuyen a estos incidentes. Estos derrames pueden tener graves consecuencias ambientales y económicas.

Contaminación procedente de fuentes difusas

La contaminación de fuentes no puntuales (NPS) se refiere a la contaminación difusa (o contaminación ) del agua o del aire que no se origina en una única fuente discreta. Este tipo de contaminación suele ser el efecto acumulativo de pequeñas cantidades de contaminantes reunidos en una gran área. Es en contraste con la contaminación de fuentes puntuales que resulta de una sola fuente. La contaminación de fuentes no puntuales generalmente resulta de la escorrentía terrestre , precipitación, deposición atmosférica , drenaje , filtración o modificación hidrológica (lluvia y deshielo) donde rastrear la contaminación hasta una sola fuente es difícil. ^{[ 62 ]} La contaminación del agua de fuentes no puntuales afecta a un cuerpo de agua desde fuentes como la escorrentía contaminada de áreas agrícolas que drena a un río, o escombros transportados por el viento que llegan al mar. La contaminación del aire de fuentes no puntuales afecta la calidad del aire, desde fuentes como chimeneas o tubos de escape de automóviles . Aunque estos contaminantes se han originado en una fuente puntual, la capacidad de transporte a larga distancia y las múltiples fuentes del contaminante lo convierten en una fuente de contaminación no puntual; Si los vertidos se produjeran en una masa de agua o en la atmósfera en un único punto, la contaminación sería puntual.

Agricultura

La agricultura es un importante contribuyente a la contaminación del agua por fuentes difusas. El uso de fertilizantes, así como la escorrentía superficial de campos agrícolas, pastos y corrales de engorde, provocan contaminación por nutrientes. ^{[ 63 ]} Además de la agricultura centrada en plantas, la piscicultura también es una fuente de contaminación. Asimismo, la escorrentía agrícola suele contener altos niveles de plaguicidas. ^{[ 2 ]}

Contribuciones atmosféricas (contaminación del aire)

La deposición atmosférica es el proceso por el cual los contaminantes del aire, provenientes de fuentes industriales o naturales, se depositan en los cuerpos de agua. Esto puede provocar la contaminación del agua cerca de la fuente o a miles de kilómetros de distancia. Los contaminantes del agua más frecuentemente observados como resultado de la deposición atmosférica industrial son los compuestos de azufre, los compuestos de nitrógeno, los compuestos de mercurio, otros metales pesados y ciertos pesticidas y subproductos industriales. Las fuentes naturales de deposición atmosférica incluyen incendios forestales y la actividad microbiana. ^{[ 64 ]}

La lluvia ácida es causada por la emisión de dióxido de azufre y óxido de nitrógeno , que reaccionan con las moléculas de agua en la atmósfera para producir ácidos. ^{[ 65 ]} Algunos gobiernos han realizado esfuerzos desde la década de 1970 para reducir la liberación de dióxido de azufre y óxido de nitrógeno a la atmósfera. Las principales fuentes de compuestos de azufre y nitrógeno que dan lugar a la lluvia ácida son antropogénicas , pero los óxidos de nitrógeno también pueden producirse naturalmente por rayos y el dióxido de azufre es producido por erupciones volcánicas . ^{[ 66 ]} La lluvia ácida puede tener efectos nocivos en las plantas, los ecosistemas acuáticos y la infraestructura. ^{[ 67 ]}^{[ 68 ]}

Las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera han aumentado desde la década de 1850 debido a influencias antropogénicas ( emisiones de gases de efecto invernadero ). ^{[ 69 ]} Esto conduce a la acidificación de los océanos y es otra forma de contaminación del agua por aportes atmosféricos. ^{[ 70 ]}

Muestreo, mediciones, análisis

La contaminación del agua puede analizarse mediante diversas categorías de métodos: físicos, químicos y biológicos. Algunos métodos pueden realizarse in situ , sin muestreo, como la medición de la temperatura. Otros implican la recolección de muestras, seguida de análisis especializados en el laboratorio. Se han publicado métodos de análisis estandarizados y validados para muestras de agua y aguas residuales. ^{[ 71 ]}

Las pruebas físicas comunes del agua incluyen temperatura, conductancia específica o conductancia eléctrica (CE) o conductividad, concentraciones de sólidos (por ejemplo, sólidos suspendidos totales (SST)) y turbidez . Las muestras de agua pueden examinarse utilizando métodos de química analítica . Hay muchos métodos de prueba publicados disponibles tanto para compuestos orgánicos como inorgánicos. Los parámetros que se cuantifican con frecuencia son pH , DBO, ^{[ 72 ]}^{: 102} demanda química de oxígeno (DQO), ^{[ 72 ]}^{: 104} oxígeno disuelto (OD), dureza total , nutrientes ( compuestos de nitrógeno y fósforo , por ejemplo, nitrato y ortofosfatos ), metales (incluidos cobre, zinc , cadmio , plomo y mercurio ), aceite y grasa, hidrocarburos totales de petróleo (TPH), tensioactivos y pesticidas .

El uso de un biomonitor o bioindicador se describe como monitoreo biológico . Esto se refiere a la medición de propiedades específicas de un organismo para obtener información sobre el entorno físico y químico circundante. ^{[ 73 ]} Las pruebas biológicas implican el uso de indicadores vegetales, animales o microbianos para monitorear la salud de un ecosistema acuático . Son cualquier especie biológica o grupo de especies cuya función, población o estado puede revelar qué grado de integridad del ecosistema o del medio ambiente está presente. ^{[ 74 ]} Un ejemplo de un grupo de bioindicadores son los copépodos y otros pequeños crustáceos acuáticos que están presentes en muchos cuerpos de agua. Dichos organismos pueden ser monitoreados para detectar cambios (bioquímicos, fisiológicos o de comportamiento) que pueden indicar un problema dentro de su ecosistema.

La complejidad del tema de la calidad del agua se refleja en los numerosos tipos de mediciones de indicadores de calidad del agua. Algunas mediciones de la calidad del agua se realizan con mayor precisión in situ, ya que el agua existe en equilibrio con su entorno . Las mediciones que se realizan habitualmente in situ y en contacto directo con la fuente de agua en cuestión incluyen la temperatura , el pH , el oxígeno disuelto , la conductividad , el potencial de reducción de oxígeno (ORP) , la turbidez y la profundidad del disco Secchi .

Impactos

Ecosistemas

La contaminación del agua es un grave problema ambiental global, ya que puede degradar todos los ecosistemas acuáticos , incluyendo las aguas dulces, costeras y oceánicas. ^{[ 75 ]} Los contaminantes específicos que provocan la contaminación del agua incluyen una amplia gama de sustancias químicas , patógenos y cambios físicos como el aumento de la temperatura. Si bien muchas de las sustancias químicas reguladas pueden ser de origen natural ( calcio , sodio , hierro, manganeso , etc.), la concentración suele determinar qué es un componente natural del agua y qué es un contaminante. Las altas concentraciones de sustancias de origen natural pueden tener impactos negativos en la flora y fauna acuáticas. Las sustancias que agotan el oxígeno pueden ser materiales naturales como materia vegetal (por ejemplo, hojas y hierba), así como sustancias químicas de origen humano. Otras sustancias naturales y antropogénicas pueden causar turbidez (opacidad), lo que bloquea la luz, altera el crecimiento de las plantas y obstruye las branquias de algunas especies de peces. ^{[ 76 ]}

Salud pública y enfermedades transmitidas por el agua

Un estudio publicado en 2017 afirmó que "el agua contaminada propagó enfermedades gastrointestinales e infecciones parasitarias y causó la muerte de 1,8 millones de personas" (también conocidas como enfermedades transmitidas por el agua). ^{[ 77 ]} La exposición persistente a contaminantes a través del agua representa un riesgo para la salud ambiental , que puede aumentar la probabilidad de desarrollar cáncer u otras enfermedades. ^{[ 78 ]}

Eutrofización por contaminación de nitrógeno

La contaminación por nitrógeno puede provocar eutrofización, especialmente en lagos. La eutrofización es un aumento en la concentración de nutrientes químicos en un ecosistema hasta un punto que incrementa su productividad primaria . Posteriormente, pueden producirse efectos ambientales negativos como anoxia (disminución del oxígeno) y una grave disminución de la calidad del agua. ^{[ 1 ]}^{: 131} Esto puede perjudicar a las poblaciones de peces y otros animales.

La eutrofización es un término general que describe un proceso en el que los nutrientes se acumulan en un cuerpo de agua, lo que resulta en un mayor crecimiento de organismos que pueden agotar el oxígeno en el agua; es decir, el proceso de demasiadas plantas que crecen en la superficie de un río, lago, etc., a menudo porque los productos químicos que se utilizan para ayudar al crecimiento de los cultivos han sido arrastrados allí por la lluvia. ^{[ 79 ]}^{[ 80 ]} La eutrofización puede ocurrir de forma natural o como resultado de acciones humanas. La eutrofización antropogénica o cultural ocurre cuando las aguas residuales , los desechos industriales , la escorrentía de fertilizantes y otras fuentes de nutrientes se liberan al medio ambiente. ^{[ 81 ]} Dicha contaminación por nutrientes generalmente causa floraciones de algas y crecimiento bacteriano, lo que resulta en el agotamiento del oxígeno disuelto en el agua y causa una degradación ambiental sustancial . ^{[ 82 ]} Se han introducido muchas políticas para combatir la eutrofización, incluidos los objetivos de desarrollo sostenible del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD). ^{[ 83 ]}

acidificación de los océanos

La acidificación de los océanos es otro impacto de la contaminación del agua. La acidificación de los océanos es la disminución progresiva del pH de los océanos terrestres, causada por la absorción de dióxido de carbono (CO₂ ₎ de la atmósfera. ^{[ 69 ]}

Predominio

La contaminación del agua es un problema tanto en los países en desarrollo como en los países desarrollados .

Por país

Por ejemplo, la contaminación del agua en India y China está muy extendida. Alrededor del 90 por ciento del agua en las ciudades de China está contaminada. ^{[ 84 ]}

Control y reducción

Filosofía de control de la contaminación

Las regulaciones obligatorias son un aspecto de la protección ambiental, pero solo una parte de la solución. Otras herramientas importantes para controlar la contaminación incluyen la educación ambiental, los instrumentos económicos, las fuerzas del mercado y una aplicación más estricta de la ley. Las normas pueden ser "precisas" (estableciendo un valor mínimo o máximo cuantificable para un contaminante) o "imprecisas", lo que requeriría el uso de la Mejor Tecnología Disponible (MTD) o la Mejor Opción Ambiental Practicable (BOEP). Los instrumentos económicos basados en el mercado para el control de la contaminación pueden incluir cargos, subsidios, sistemas de depósito o reembolso, la creación de un mercado de créditos de contaminación e incentivos para la aplicación de la ley. ^{[ 85 ]}

Avanzar hacia un enfoque holístico en el control de la contaminación química combina los siguientes enfoques: medidas de control integradas, consideraciones transfronterizas, medidas de control complementarias y suplementarias, consideraciones del ciclo de vida y los impactos de las mezclas químicas. ^{[ 85 ]}

El control de la contaminación del agua requiere infraestructura y planes de gestión adecuados. La infraestructura puede incluir plantas de tratamiento de aguas residuales , como plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales . El tratamiento de aguas residuales agrícolas y el control de la erosión en obras de construcción también pueden contribuir a prevenir la contaminación del agua. El control eficaz de la escorrentía urbana implica reducir la velocidad y el caudal.

La contaminación del agua exige una evaluación y revisión continuas de las políticas de recursos hídricos en todos los niveles (desde el internacional hasta el de los acuíferos y pozos individuales).

Saneamiento y tratamiento de aguas residuales

Las aguas residuales municipales pueden ser tratadas por plantas de tratamiento de aguas residuales centralizadas, sistemas de aguas residuales descentralizados , soluciones basadas en la naturaleza ^{[ 86 ]} o en instalaciones de tratamiento de aguas residuales in situ y tanques sépticos. Por ejemplo, las lagunas de estabilización de residuos pueden ser una opción de tratamiento de bajo costo para las aguas residuales. ^{[ 1 ]}^{: 182} La luz UV (luz solar) puede utilizarse para degradar algunos contaminantes en las lagunas de estabilización de residuos (lagunas de aguas residuales). ^{[ 87 ]} El uso de servicios de saneamiento gestionados de forma segura evitaría la contaminación del agua causada por la falta de acceso al saneamiento. ^{[ 37 ]}

Los sistemas bien diseñados y operados (es decir, con etapas de tratamiento secundario o tratamiento terciario más avanzado) pueden eliminar el 90 por ciento o más de la carga contaminante en las aguas residuales. ^{[ 88 ]} Algunas plantas cuentan con sistemas adicionales para eliminar nutrientes y patógenos. Si bien estas técnicas de tratamiento avanzadas sin duda reducirán las descargas de microcontaminantes , también pueden generar grandes costos financieros, así como aumentos ambientalmente indeseables en el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero . ^{[ 89 ]}

Los desbordamientos de alcantarillado durante eventos de tormenta pueden abordarse mediante el mantenimiento oportuno y las mejoras del sistema de alcantarillado . En los EE. UU., las ciudades con grandes sistemas combinados no han emprendido proyectos de separación de todo el sistema debido al alto costo, ^{[ 90 ]} pero han implementado proyectos de separación parcial y enfoques de infraestructura verde . ^{[ 91 ]} En algunos casos, los municipios han instalado instalaciones adicionales de almacenamiento de CSO ^{[ 92 ]} o han ampliado la capacidad de tratamiento de aguas residuales. ^{[ 93 ]}

Tratamiento de aguas residuales industriales

El tratamiento de aguas residuales industriales describe los procesos utilizados para tratar las aguas residuales que producen las industrias como un subproducto indeseable. Después del tratamiento, las aguas residuales industriales tratadas (o efluentes) pueden reutilizarse o liberarse a un alcantarillado sanitario o a un agua superficial en el medio ambiente. Algunas instalaciones industriales generan aguas residuales que pueden tratarse en plantas de tratamiento de aguas residuales . La mayoría de los procesos industriales, como las refinerías de petróleo , las plantas químicas y petroquímicas tienen sus propias instalaciones especializadas para tratar sus aguas residuales de manera que las concentraciones de contaminantes en las aguas residuales tratadas cumplan con las regulaciones relativas a la eliminación de aguas residuales en alcantarillas o en ríos, lagos u océanos . ^{[ 94 ]}^{: 1412} Esto se aplica a las industrias que generan aguas residuales con altas concentraciones de materia orgánica (por ejemplo, aceite y grasa ), contaminantes tóxicos (por ejemplo, metales pesados, compuestos orgánicos volátiles ) o nutrientes como el amoníaco . ^{[ 95 ]}^{: 180} Algunas industrias instalan un sistema de pretratamiento para eliminar algunos contaminantes (por ejemplo, compuestos tóxicos) y luego descargan las aguas residuales parcialmente tratadas al sistema de alcantarillado municipal. ^{[ 96 ]}^{: 60}

Tratamiento de aguas residuales agrícolas

El tratamiento de aguas residuales agrícolas es una práctica de gestión agrícola para controlar la contaminación proveniente de operaciones con animales confinados y de escorrentía superficial que puede estar contaminada por productos químicos u organismos en fertilizantes , pesticidas , purines animales , residuos de cultivos o agua de riego . El tratamiento de aguas residuales agrícolas es necesario para operaciones continuas con animales confinados, como la producción de leche y huevos. Puede realizarse en plantas que utilizan unidades de tratamiento mecanizadas similares a las que se utilizan para aguas residuales industriales . Cuando se dispone de terreno para estanques, balsas de sedimentación y lagunas facultativas, pueden tener menores costos operativos para condiciones de uso estacionales, como los ciclos de cría o cosecha. ^{[ 97 ]}^{: 6–8} Los purines animales generalmente se tratan mediante contención en lagunas anaeróbicas antes de su eliminación por pulverización o goteo en pastizales. En ocasiones, se utilizan humedales artificiales para facilitar el tratamiento de los desechos animales.

Gestión de la erosión y el control de sedimentos

Los sedimentos de las obras de construcción pueden gestionarse mediante la instalación de controles de erosión , como el acolchado y la hidrosiembra , y controles de sedimentos , como estanques de sedimentación y barreras de sedimentación . ^{[ 98 ]} La descarga de sustancias químicas tóxicas, como combustibles para motores y residuos de hormigón, puede prevenirse mediante el uso de planes de prevención y control de derrames, y contenedores especialmente diseñados (por ejemplo, para residuos de hormigón) y estructuras como controles de desbordamiento y diques de desviación. ^{[ 99 ]}

La erosión causada por la deforestación y los cambios en la hidrología (pérdida de suelo debido a la escorrentía del agua) también produce pérdida de sedimentos y, potencialmente, contaminación del agua. ^{[ 100 ]}^{[ 101 ]}

Control de la escorrentía urbana (aguas pluviales)

El control efectivo de la escorrentía urbana implica reducir la velocidad y el caudal del agua de lluvia, así como disminuir las descargas de contaminantes. Los gobiernos locales utilizan diversas técnicas de gestión de aguas pluviales para mitigar los efectos de la escorrentía urbana. Estas técnicas, denominadas en algunos países como mejores prácticas de gestión para la contaminación del agua (BMP, por sus siglas en inglés), pueden centrarse en el control de la cantidad de agua, mientras que otras se centran en mejorar la calidad del agua, y algunas realizan ambas funciones. ^{[ 102 ]}

Las prácticas de prevención de la contaminación incluyen técnicas de desarrollo de bajo impacto (LID) o infraestructura verde , conocidas como Sistemas de Drenaje Sostenible (SuDS) en el Reino Unido y Diseño Urbano Sensible al Agua (WSUD) en Australia y Oriente Medio, como la instalación de techos verdes y la mejora del manejo de productos químicos (por ejemplo, la gestión de combustibles y aceites para motores, fertilizantes, pesticidas y descongelantes para carreteras ). ^{[ 103 ]}^{[ 104 ]} Los sistemas de mitigación de escorrentía incluyen cuencas de infiltración , sistemas de biorretención , humedales artificiales , cuencas de retención y dispositivos similares. ^{[ 105 ]}^{[ 106 ]}

Porcentaje de cuerpos de agua con buena calidad en 2020. Un cuerpo de agua se clasifica como de "buena" calidad si al menos el 80% de los valores de monitoreo cumplen con los niveles de calidad objetivo, véase también el ODS 6 , Indicador 6.3.2.

Legislación

Filipinas

En Filipinas, la Ley de la República 9275, también conocida como la Ley Filipina de Agua Limpia de 2004, ^{[ 107 ]} es la ley que rige la gestión de aguas residuales. Esta ley establece que la política del país es proteger, preservar y recuperar la calidad de sus aguas dulces, salobres y marinas, para lo cual la gestión de aguas residuales desempeña un papel fundamental. ^{[ 107 ]}

Reino Unido

En 2024, la Real Academia de Ingeniería publicó un estudio sobre los efectos de las aguas residuales en la salud pública en el Reino Unido. ^{[ 108 ]} El estudio atrajo la atención de los medios de comunicación, con comentarios de destacados profesionales de la salud del Reino Unido, incluido Sir Chris Whitty . En él se esbozaban 15 recomendaciones para que diversos organismos del Reino Unido redujeran drásticamente los riesgos para la salud pública mediante el aumento de la calidad del agua en sus vías fluviales , como ríos y lagos.

Tras la publicación del informe, el periódico The Guardian entrevistó a Whitty, quien afirmó que mejorar la calidad del agua y el tratamiento de aguas residuales debería ser de suma importancia y una "prioridad de salud pública". Lo comparó con la erradicación del cólera en el siglo XIX en el país tras las mejoras en la red de tratamiento de aguas residuales . ^{[ 109 ]} El estudio también identificó que los caudales bajos en los ríos presentaban altos niveles de concentración de aguas residuales , así como épocas de inundaciones o fuertes lluvias. Si bien las fuertes lluvias siempre se habían asociado con desbordamientos de aguas residuales en arroyos y ríos, los medios británicos llegaron incluso a advertir a los padres sobre los peligros de remar en ríos poco profundos durante el clima cálido. ^{[ 110 ]}

Los comentarios de Whitty surgieron después de que el estudio revelara que el Reino Unido estaba experimentando un aumento en el número de personas que utilizaban aguas costeras e interiores con fines recreativos. Esto podría estar relacionado con un creciente interés en actividades como la natación en aguas abiertas u otros deportes acuáticos . ^{[ 111 ]} A pesar de este aumento en la recreación, la mala calidad del agua provocó que algunas personas se enfermaran durante los eventos. ^{[ 112 ]} En particular, los Juegos Olímpicos de París 2024 tuvieron que posponer numerosos eventos centrados en la natación, como el triatlón, debido a los altos niveles de aguas residuales en el río Sena . ^{[ 113 ]}

Estados Unidos

La Ley de Agua Limpia es la principal ley federal en los Estados Unidos que regula la contaminación del agua en aguas superficiales. ^{[ 114 ]} Las enmiendas de 1972 a la CWA establecieron un amplio marco regulatorio para mejorar la calidad del agua. La ley define procedimientos para el control de la contaminación y el desarrollo de criterios y estándares para contaminantes en aguas superficiales. ^{[ 115 ]} La ley autoriza a la Agencia de Protección Ambiental a regular la contaminación de aguas superficiales en los Estados Unidos, en colaboración con agencias estatales. Antes de 1972, era legal descargar aguas residuales en aguas superficiales sin analizar ni eliminar los contaminantes del agua. La CWA fue enmendada en 1981 y 1987 para ajustar la proporción federal de fondos de subvención para la construcción destinados a gobiernos locales, regular las descargas de aguas pluviales municipales y, posteriormente, establecer el Fondo Rotatorio Estatal de Agua Limpia . El fondo proporciona préstamos a bajo interés para mejorar los sistemas municipales de tratamiento de aguas residuales y financiar otras mejoras en la calidad del agua. ^{[ 116 ]}

Véase también

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