Articulo de referencia

Calidad del agua

Un muestreador de roseta se utiliza para recoger muestras de agua en aguas profundas, como los Grandes Lagos o los océanos, para realizar pruebas de calidad del agua. La calidad...

Un muestreador de roseta se utiliza para recoger muestras de agua en aguas profundas, como los Grandes Lagos o los océanos, para realizar pruebas de calidad del agua.

La calidad del agua se refiere a las características químicas , físicas y biológicas del agua según los estándares de su uso. [ 1 ] [ 2 ] Se utiliza con mayor frecuencia haciendo referencia a un conjunto de estándares con los que se puede evaluar el cumplimiento, generalmente logrado mediante el tratamiento del agua. Los estándares más comunes utilizados para monitorear y evaluar la calidad del agua transmiten la salud de los ecosistemas , la seguridad del contacto humano, el grado de contaminación del agua y el estado del agua potable . La calidad del agua tiene un impacto significativo en el suministro de agua y a menudo determina las opciones de suministro. [ 3 ]

Impactos en la salud pública

Con el tiempo, se ha reconocido cada vez más la importancia de la calidad del agua potable y su impacto en la salud pública . Esto ha llevado a una mayor protección y gestión de la calidad del agua. [ 4 ]

La comprensión de los vínculos entre la calidad del agua y la salud sigue creciendo y pone de relieve nuevas crisis sanitarias potenciales: desde los impactos crónicos de las enfermedades infecciosas en el desarrollo infantil, pasando por el retraso del crecimiento , hasta nuevas evidencias sobre los daños causados ​​por contaminantes conocidos, como el manganeso , con creciente evidencia de neurotoxicidad en niños. [ 4 ] Además, existen muchos problemas emergentes relacionados con la calidad del agua, como los microplásticos , los compuestos perfluorados y la resistencia a los antimicrobianos . [ 4 ]

Categorías de calidad del agua

Los parámetros de calidad del agua se determinan según el uso previsto. El trabajo en el ámbito de la calidad del agua suele centrarse en el agua tratada para potabilidad, uso industrial/doméstico o restauración (de un medio ambiente/ecosistema, generalmente para la salud de la vida humana/acuática). [ 5 ]

Consumo humano

Contaminación regional y nacional del agua potable por tipo químico y tamaño de la población en riesgo de exposición.

Entre los contaminantes que pueden encontrarse en el agua no tratada se incluyen microorganismos como virus , protozoos y bacterias ; contaminantes inorgánicos como sales y metales ; contaminantes químicos orgánicos procedentes de procesos industriales y del uso de petróleo ; plaguicidas y herbicidas ; y contaminantes radiactivos . La calidad del agua depende de la geología y el ecosistema locales , así como de los usos humanos, como la dispersión de aguas residuales, la contaminación industrial, el uso de cuerpos de agua como sumidero de calor y el uso excesivo (que puede reducir el nivel del agua). [ 6 ]

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) limita las cantidades de ciertos contaminantes en el agua del grifo suministrada por los sistemas públicos de agua de EE . UU. La Ley de Agua Potable Segura autoriza a la EPA a emitir dos tipos de normas:

  • Las normas primarias regulan las sustancias que potencialmente afectan la salud humana; [ 7 ] [ 8 ]
  • Las normas secundarias prescriben cualidades estéticas, aquellas que afectan el gusto, el olor o la apariencia. [ 9 ]

Las regulaciones de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) establecen límites para los contaminantes en el agua embotellada . [ 10 ] Es razonable esperar que el agua potable, incluida el agua embotellada, contenga al menos pequeñas cantidades de algunos contaminantes. La presencia de estos contaminantes no indica necesariamente que el agua represente un riesgo para la salud.

En las zonas urbanizadas de todo el mundo, la tecnología de purificación de agua se utiliza en los sistemas municipales de abastecimiento para eliminar los contaminantes del agua de origen (agua superficial o subterránea ) antes de su distribución a hogares, empresas, escuelas y otros usuarios. El agua extraída directamente de un arroyo, lago o acuífero sin tratamiento previo tendrá una calidad incierta en cuanto a su potabilidad. [ 3 ]

La carga del agua potable contaminada afecta de manera desproporcionada a las poblaciones subrepresentadas y vulnerables. [ 11 ] Las comunidades que carecen de estos servicios de agua potable limpia corren el riesgo de contraer enfermedades transmitidas por el agua y relacionadas con la contaminación, como el cólera, la diarrea , la disentería, la hepatitis A, la fiebre tifoidea y la poliomielitis. [ 12 ] Estas comunidades suelen estar en zonas de bajos ingresos, donde las aguas residuales humanas se vierten en un canal de drenaje cercano o en un desagüe de aguas superficiales sin el tratamiento adecuado, o se utilizan para el riego agrícola.

Uso industrial y doméstico

Los iones disueltos pueden afectar la idoneidad del agua para diversos usos industriales y domésticos. El más conocido es probablemente la presencia de calcio (Ca²⁺ ) y magnesio (Mg²⁺ ) , que interfieren con la acción limpiadora del jabón y pueden formar depósitos duros de sulfato y blandos de carbonato en calentadores de agua o calderas . [ 13 ] El agua dura puede ablandarse para eliminar estos iones. El proceso de ablandamiento suele sustituir los cationes de sodio . [ 14 ] Para ciertas poblaciones, el agua dura puede ser preferible al agua blanda, ya que se han asociado problemas de salud con deficiencias de calcio y con exceso de sodio. [ 15 ] La necesidad de calcio y magnesio adicionales en el agua depende de la población en cuestión, ya que las personas generalmente satisfacen sus cantidades recomendadas a través de los alimentos. [ 3 ] : 99, 115, 377

calidad del agua ambiental

Cartel informativo en Sandymount , Irlanda, que describe la calidad del agua e indica los niveles de coliformes fecales E. coli y Enterococcus faecalis.

La calidad ambiental del agua , también llamada calidad del agua ambiental, se refiere a cuerpos de agua como lagos , ríos y océanos . [ 16 ] Los estándares de calidad del agua para aguas superficiales varían significativamente debido a las diferentes condiciones ambientales, ecosistemas y usos humanos previstos. Las sustancias tóxicas y las altas poblaciones de ciertos microorganismos pueden representar un riesgo para la salud [ 17 ] para fines distintos al consumo humano, como el riego, la natación, la pesca, el rafting, la navegación y los usos industriales. Estas condiciones también pueden afectar a la vida silvestre, que utiliza el agua para beber o como hábitat. Según la EPA, las leyes de calidad del agua generalmente especifican la protección de la pesca y el uso recreativo y requieren, como mínimo, el mantenimiento de los estándares de calidad vigentes. [ 18 ] En algunos lugares, las condiciones de calidad del agua deseadas incluyen altas concentraciones de oxígeno disuelto , bajas concentraciones de clorofila-a , alta claridad del agua [ 19 ] y baja temperatura del agua. [ 20 ]

Existe cierto interés público en devolver los cuerpos de agua a su estado prístino o preindustrial. [ 21 ] La mayoría de las leyes ambientales actuales se centran en la designación de usos específicos para un cuerpo de agua. En algunos países, estas designaciones permiten cierta contaminación del agua siempre que el tipo de contaminación no sea perjudicial para los usos designados. Dados los cambios en el paisaje (por ejemplo, desarrollo urbanístico , urbanización , tala rasa en zonas boscosas) en las cuencas de muchos cuerpos de agua dulce, volver a condiciones prístinas sería un desafío significativo. En estos casos, los científicos ambientales se centran en lograr objetivos para mantener ecosistemas saludables y pueden concentrarse en la protección de poblaciones de especies en peligro de extinción y en la protección de la salud humana.

Entre los sistemas de regulación o clasificación relacionados con la calidad del agua para el baño se incluyen el Reglamento británico sobre aguas de baño de 2013 , la Directiva europea sobre aguas de baño de 2006 y el programa internacional de playas con Bandera Azul .

Muestreo y medición

Recolección de muestras

Estación de muestreo automatizada instalada a lo largo del ramal este del río Milwaukee , en New Fane, Wisconsin . La tapa del muestreador automático de 24 botellas (en el centro) está parcialmente levantada, dejando ver las botellas en su interior. El muestreador automático recoge muestras a intervalos regulares o proporcionales al caudal durante un período determinado. El registrador de datos (en un gabinete blanco) registra la temperatura, la conductividad específica y los niveles de oxígeno disuelto.

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 .

El muestreo de agua para análisis físicos o químicos puede realizarse mediante diversos métodos, según la precisión requerida y las características del contaminante. Entre los métodos de muestreo se incluyen, por ejemplo, el muestreo aleatorio simple, el muestreo estratificado , el muestreo sistemático y en cuadrícula, el muestreo adaptativo por conglomerados , las muestras puntuales, el monitoreo semicontinuo y continuo, el muestreo pasivo , la vigilancia remota, la teledetección y el biomonitoreo . El uso de muestreadores pasivos reduce considerablemente el costo y la necesidad de infraestructura en el lugar de muestreo.

Muchos eventos de contaminación están muy limitados en el tiempo, generalmente asociados con eventos de lluvia. Por esta razón, las muestras puntuales suelen ser insuficientes para cuantificar completamente los niveles de contaminantes. [ 22 ] Los científicos que recopilan este tipo de datos suelen emplear dispositivos de muestreo automático que bombean incrementos de agua a intervalos de tiempo o de descarga .

Las mediciones más complejas suelen realizarse en un laboratorio, lo que requiere recoger, conservar, transportar y analizar una muestra de agua en otro lugar.

Asuntos

El proceso de muestreo de agua introduce dos problemas importantes:

  • El primer problema es hasta qué punto la muestra puede ser representativa de la fuente de agua de interés. Las fuentes de agua varían con el tiempo y la ubicación. La medición de interés puede variar estacionalmente, de día a noche o en respuesta a alguna actividad humana o poblaciones naturales de plantas y animales acuáticos . [ 23 ] La medición de interés puede variar con las distancias desde el límite del agua con la atmósfera suprayacente y el suelo subyacente o confinado . El muestreador debe determinar si un solo momento y lugar satisfacen las necesidades de la investigación, o si el uso del agua de interés puede evaluarse satisfactoriamente mediante valores promedio de muestreo a lo largo del tiempo y la ubicación, o si los máximos y mínimos críticos requieren mediciones individuales en un rango de momentos, ubicaciones o eventos. El procedimiento de recolección de muestras debe asegurar la ponderación correcta de los momentos y lugares de muestreo individuales cuando el promedio sea apropiado. [ 24 ] : 39–40 Cuando existen valores máximos o mínimos críticos, se deben aplicar métodos estadísticos a la variación observada para determinar un número adecuado de muestras para evaluar la probabilidad de exceder esos valores críticos. [ 25 ]
  • El segundo problema surge cuando la muestra se retira de la fuente de agua y comienza a establecer un equilibrio químico con su nuevo entorno: el recipiente de la muestra. Los recipientes de las muestras deben estar hechos de materiales con mínima reactividad con las sustancias que se van a medir; la limpieza previa de los recipientes de las muestras es importante. La muestra de agua puede disolver parte del recipiente de la muestra y cualquier residuo en él, y los químicos disueltos en la muestra de agua pueden adsorberse en el recipiente de la muestra y permanecer allí cuando el agua se vierte para su análisis. [ 24 ] : 4 Interacciones físicas y químicas similares pueden tener lugar con cualquier bomba , tubería o dispositivo intermedio utilizado para transferir la muestra de agua al recipiente de la muestra. El agua recogida de profundidades por debajo de la superficie normalmente se mantendrá a la presión reducida de la atmósfera; por lo tanto, el gas disuelto en el agua se acumulará en la parte superior del recipiente. El gas atmosférico sobre el agua también puede disolverse en la muestra de agua. Otros equilibrios de reacción química pueden cambiar si la muestra de agua cambia de temperatura. Las partículas sólidas finamente divididas que antes estaban suspendidas por la turbulencia del agua pueden depositarse en el fondo del recipiente de la muestra, o puede formarse una fase sólida por crecimiento biológico o precipitación química . Los microorganismos presentes en la muestra de agua pueden alterar bioquímicamente las concentraciones de oxígeno , dióxido de carbono y compuestos orgánicos . Los cambios en las concentraciones de dióxido de carbono pueden alterar el pH y la solubilidad de las sustancias químicas de interés. Estos problemas son especialmente preocupantes durante la medición de sustancias químicas que se consideran significativas incluso en concentraciones muy bajas. [ 23 ]
Filtrado de una muestra de agua recogida manualmente ( muestra puntual ) para su análisis.

La conservación de la muestra puede resolver parcialmente el segundo problema. Un procedimiento común es mantener las muestras frías para ralentizar la velocidad de las reacciones químicas y el cambio de fase, y analizar la muestra lo antes posible; pero esto solo minimiza los cambios en lugar de prevenirlos. [ 24 ] : 43–45 Un procedimiento útil para determinar la influencia de los recipientes de muestra durante el retraso entre la recolección de la muestra y el análisis implica la preparación de dos muestras artificiales antes del evento de muestreo. Un recipiente de muestra se llena con agua que se sabe por análisis previos que no contiene una cantidad detectable del químico de interés. Esta muestra, llamada "blanco", se abre para exponerla a la atmósfera cuando se recolecta la muestra de interés, luego se vuelve a sellar y se transporta al laboratorio con la muestra para su análisis para determinar si los procedimientos de recolección o almacenamiento de la muestra introdujeron alguna cantidad medible del químico de interés. La segunda muestra artificial se recolecta con la muestra de interés, pero luego se "enriquece" con una cantidad adicional medida del químico de interés en el momento de la recolección. La muestra en blanco ( control negativo ) y la muestra enriquecida ( control positivo ) se llevan junto con la muestra de interés y se analizan mediante los mismos métodos en los mismos momentos para determinar cualquier cambio que indique ganancias o pérdidas durante el tiempo transcurrido entre la recolección y el análisis. [ 26 ]

Pruebas en respuesta a desastres naturales y otras emergencias.

Pruebas de calidad del agua en el Golfo de México tras el derrame de petróleo de Deepwater Horizon.

Tras sucesos como terremotos y tsunamis , las agencias de ayuda responden de inmediato, poniendo en marcha operaciones de socorro para intentar restaurar la infraestructura básica y proporcionar los elementos fundamentales necesarios para la supervivencia y la posterior recuperación. [ 27 ] La amenaza de enfermedades aumenta enormemente debido a la gran cantidad de personas que viven hacinadas, a menudo en condiciones insalubres y sin saneamiento adecuado. [ 28 ]

Tras un desastre natural , en lo que respecta al análisis de la calidad del agua, existen opiniones diversas sobre el mejor curso de acción y se pueden emplear varios métodos. Los parámetros básicos clave de la calidad del agua que deben considerarse en una emergencia son los indicadores bacteriológicos de contaminación fecal, el cloro residual libre, el pH , la turbidez y, posiblemente, la conductividad / sólidos disueltos totales . Existen numerosos métodos de descontaminación. [ 29 ] [ 30 ]

Tras grandes desastres naturales, puede transcurrir un tiempo considerable antes de que la calidad del agua vuelva a los niveles previos al desastre. Por ejemplo, tras el tsunami del Océano Índico de 2004, el Instituto Internacional de Gestión del Agua (IWMI) , con sede en Colombo, monitoreó los efectos del agua salada y concluyó que los pozos recuperaron la calidad del agua potable previa al tsunami un año y medio después del evento. [ 31 ] El IWMI desarrolló protocolos para la limpieza de pozos contaminados por agua salada; estos fueron posteriormente respaldados oficialmente por la Organización Mundial de la Salud como parte de su serie de Directrices de Emergencia. [ 32 ]

Análisis químico

Un cromatógrafo de gases acoplado a un espectrómetro de masas mide los pesticidas y otros contaminantes orgánicos .

Los métodos más sencillos de análisis químico son aquellos que miden los elementos químicos sin tener en cuenta su forma. Por ejemplo, el análisis elemental de oxígeno indicaría una concentración de 890 g/L ( gramos por litro ) de muestra de agua, ya que el oxígeno (O) constituye el 89% de la masa de la molécula de agua (H₂O ) . El método seleccionado para medir el oxígeno disuelto debe diferenciar entre el oxígeno diatómico y el oxígeno combinado con otros elementos. La relativa simplicidad del análisis elemental ha generado una gran cantidad de datos de muestras y criterios de calidad del agua para elementos que a veces se identifican como metales pesados . El análisis de metales pesados ​​en el agua debe considerar las partículas de suelo suspendidas en la muestra. Estas partículas pueden contener cantidades medibles de metal. Aunque las partículas no se disuelven en el agua, pueden ser ingeridas por las personas que la beben. Añadir ácido a una muestra de agua para evitar la pérdida de metales disueltos en el recipiente puede disolver más metales de las partículas de suelo suspendidas. Sin embargo, la filtración de las partículas de suelo de la muestra de agua antes de añadir ácido puede provocar la pérdida de metales disueltos en el filtro. [ 33 ] Las complejidades de diferenciar moléculas orgánicas similares son aún más desafiantes.

La espectroscopia de fluorescencia atómica se utiliza para medir el mercurio y otros metales pesados.

Realizar estas mediciones complejas puede resultar costoso. Debido a que las mediciones directas de la calidad del agua pueden ser costosas, los programas de monitoreo continuo suelen ser llevados a cabo y los resultados publicados por agencias gubernamentales . Sin embargo, existen programas de voluntariado locales y recursos disponibles para realizar evaluaciones generales. [ 34 ] Entre las herramientas disponibles para el público en general se incluyen kits de prueba in situ, comúnmente utilizados para acuarios domésticos , y procedimientos de evaluación biológica.

Biosensores

Los biosensores tienen el potencial de ofrecer "alta sensibilidad, selectividad, fiabilidad, simplicidad, bajo coste y respuesta en tiempo real". [ 35 ] Por ejemplo, bionanotecnólogos informaron del desarrollo de ROSALIND 2.0 , que puede detectar niveles de diversos contaminantes del agua. [ 36 ] [ 37 ]

Monitoreo en tiempo real

Aunque la calidad del agua generalmente se muestrea y analiza en laboratorios, desde finales del siglo XX ha habido un creciente interés público en la calidad del agua potable suministrada por los sistemas municipales. Muchas empresas de agua han desarrollado sistemas para recopilar datos en tiempo real sobre la calidad del agua de origen. A principios del siglo XXI, se han desplegado diversos sensores y sistemas de monitoreo remoto para medir el pH, la turbidez, el oxígeno disuelto y otros parámetros del agua. [ 38 ] También se han desarrollado algunos sistemas de detección remota para monitorear la calidad del agua ambiental en cuerpos de agua fluviales, estuarinos y costeros. [ 39 ] [ 40 ]

Un medidor de conductividad eléctrica se utiliza para medir los sólidos disueltos totales .

A continuación se presenta una lista de indicadores que suelen medirse según la categoría situacional:

Indicadores ambientales

Indicadores físicos

Indicadores químicos

Indicadores biológicos

Se han desarrollado métricas de monitoreo biológico en muchos lugares, y una familia de mediciones ampliamente utilizada para agua dulce es la presencia y abundancia de miembros de los órdenes de insectos Ephemeroptera , Plecoptera y Trichoptera (EPT) (de macroinvertebrados bentónicos cuyos nombres comunes son, respectivamente, efímeras, plecópteros y tricópteros). Los índices EPT varían naturalmente de una región a otra, pero generalmente, dentro de una región, cuanto mayor sea el número de taxones de estos órdenes, mejor será la calidad del agua. Organizaciones en los Estados Unidos, como la EPA, ofrecen orientación sobre el desarrollo de un programa de monitoreo y la identificación de miembros de estos y otros órdenes de insectos acuáticos. Muchos emisores de aguas residuales de EE. UU. (por ejemplo, fábricas, centrales eléctricas, refinerías , minas, plantas de tratamiento de aguas residuales municipales ) están obligados a realizar pruebas periódicas de toxicidad de efluentes completos (WET). [ 41 ] [ 42 ]

Las personas interesadas en monitorear la calidad del agua que no pueden costear o gestionar análisis a escala de laboratorio también pueden usar indicadores biológicos para obtener una lectura general de la calidad del agua. Un ejemplo es el programa voluntario de monitoreo de agua IOWATER de Iowa , que incluye una clave de indicadores EPT. [ 43 ]

Los moluscos bivalvos se utilizan ampliamente como bioindicadores para monitorear la salud de los ambientes acuáticos, tanto en agua dulce como en ambientes marinos. Su estado o estructura poblacional, fisiología, comportamiento o el nivel de contaminación con elementos o compuestos pueden indicar el estado de contaminación del ecosistema. Son particularmente útiles porque son sésiles, lo que los hace representativos del entorno donde se muestrean o se colocan. Un proyecto típico es el Programa de Vigilancia de Mussels de EE. UU. [ 44 ] , pero hoy en día se utilizan en todo el mundo.

El método del Sistema de Puntuación del África Meridional (SASS) es un sistema de monitoreo biológico de la calidad del agua basado en la presencia de macroinvertebrados bentónicos (EPT). La herramienta de biomonitoreo acuático SASS se ha perfeccionado durante los últimos 30 años y actualmente se encuentra en su quinta versión (SASS5), la cual ha sido modificada específicamente de acuerdo con las normas internacionales, a saber, el protocolo ISO/IEC 17025. [ 45 ] El método SASS5 es utilizado por el Departamento de Asuntos Hídricos de Sudáfrica como método estándar para la Evaluación de la Salud de los Ríos, que alimenta el Programa Nacional de Salud de los Ríos y la Base de Datos Nacional de Ríos.

Impactos del cambio climático

El clima y sus perturbaciones asociadas pueden afectar la calidad del agua de diversas maneras. Estas dependen del clima y el contexto local. [ 46 ] Las perturbaciones vinculadas al clima incluyen la escasez de agua, las lluvias torrenciales y las temperaturas extremas. Pueden dañar la infraestructura hídrica por erosión durante las lluvias intensas y las inundaciones, provocar la pérdida de fuentes de agua en épocas de sequía y deteriorar la calidad del agua. [ 46 ]

El cambio climático puede reducir la calidad del agua de varias maneras: [ 47 ] : 582

  • Las lluvias intensas pueden reducir rápidamente la calidad del agua en ríos y acuíferos poco profundos. Pueden afectar la calidad del agua en embalses, aunque estos efectos pueden ser lentos. [ 48 ] Las lluvias intensas también afectan el agua subterránea en acuíferos más profundos y no fracturados. Pero estos impactos son menos pronunciados. Las lluvias pueden aumentar la contaminación fecal de las fuentes de agua. [ 46 ]
  • Las inundaciones que se producen tras fuertes lluvias pueden mezclar el agua de la inundación con las aguas residuales . Además, los contaminantes pueden llegar a los cuerpos de agua debido al aumento de la escorrentía superficial .
  • La calidad del agua subterránea puede deteriorarse debido a las sequías. La contaminación en los ríos que alimentan el agua subterránea se diluye menos. A medida que bajan los niveles de agua subterránea, los ríos pueden perder el contacto directo con ella. [ 49 ]
  • En las regiones costeras, puede haber una mayor cantidad de agua salada mezclada con los acuíferos de agua dulce debido al aumento del nivel del mar y a tormentas más intensas. [ 50 ] : 16 [ 51 ] Este proceso se denomina intrusión de agua salada .
  • El agua más cálida en lagos, océanos, embalses y ríos puede causar mayor eutrofización . Esto resulta en floraciones de algas nocivas más frecuentes . [ 47 ] : 140 Las temperaturas más altas causan problemas a los cuerpos de agua y ecosistemas acuáticos porque el agua más caliente contiene menos oxígeno. [ 52 ]
  • El deshielo del permafrost conlleva un mayor flujo de contaminantes. [ 53 ]
  • El aumento del agua de deshielo de los glaciares puede liberar contaminantes. [ 54 ] A medida que los glaciares se reducen o desaparecen, el efecto positivo del agua de deshielo estacional sobre la calidad del agua aguas abajo a través de la dilución está desapareciendo. [ 55 ]

Normas e informes

En el establecimiento de estándares, las agencias toman decisiones políticas y técnico-científicas basadas en cómo se utilizará el agua. [ 56 ] En el caso de cuerpos de agua naturales , las agencias también hacen una estimación razonable de las condiciones prístinas. Los cuerpos de agua naturales variarán en respuesta a las condiciones ambientales de una región, donde la composición del agua está influenciada por las características geológicas circundantes, los sedimentos y los tipos de roca, la topografía , la hidrología y el clima. [ 57 ] Los científicos ambientales y los geoquímicos acuáticos trabajan para interpretar los parámetros y las condiciones ambientales que impactan la calidad del agua de una región, lo que a su vez ayuda a identificar las fuentes y el destino de los contaminantes . Los abogados ambientales y los legisladores trabajan para definir la legislación con la intención de que el agua se mantenga en una calidad apropiada para su uso identificado.

Otra percepción general sobre la calidad del agua es la de una propiedad simple que indica si el agua está contaminada o no. En realidad, la calidad del agua es un tema complejo, en parte porque el agua es un medio complejo intrínsecamente ligado a la ecología , la geología y las actividades antropogénicas de una región. Las actividades industriales y comerciales (por ejemplo , la manufactura , la minería , la construcción y el transporte ) son una causa importante de contaminación del agua, al igual que la escorrentía de las zonas agrícolas , la escorrentía urbana y el vertido de aguas residuales tratadas y sin tratar .

Internacional

  • La Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó directrices actualizadas para la calidad del agua potable (GDWQ) en 2017. [ 3 ]
  • La Organización Internacional de Normalización (ISO) publicó la normativa sobre calidad del agua en la sección ICS 13.060, [ 58 ] que abarca desde el muestreo de agua, agua potable, agua de clase industrial, aguas residuales y el análisis del agua para determinar sus propiedades químicas, físicas o biológicas. La norma ICS 91.140.60 cubre las normas de los sistemas de suministro de agua. [ 59 ]

Especificaciones nacionales para agua ambiental y agua potable.

unión Europea

La política hídrica de la Unión Europea está codificada principalmente en tres directivas :

India

Sudáfrica

Las directrices de calidad del agua para Sudáfrica se agrupan según los tipos de usuarios potenciales (por ejemplo, domésticos, industriales) en las Directrices de calidad del agua de 1996. [ 60 ] La calidad del agua potable está sujeta a la Norma Nacional Sudafricana (SANS) 241 Especificación de agua potable. [ 61 ]

Reino Unido

En Inglaterra y Gales, los niveles aceptables para el suministro de agua potable se enumeran en el "Reglamento de suministro de agua (calidad del agua) de 2000". [ 62 ]

Estados Unidos

En los Estados Unidos, las Normas de Calidad del Agua son definidas por agencias estatales para diversos cuerpos de agua, guiadas por los usos deseados para el cuerpo de agua (por ejemplo, hábitat de peces, suministro de agua potable, uso recreativo). [ 63 ] La Ley de Agua Limpia (CWA) requiere que cada jurisdicción gobernante (estados, territorios y entidades tribales cubiertas) presente un conjunto de informes bienales sobre la calidad del agua en su área. Estos informes se conocen como informes 303(d) y 305(b), nombrados por sus respectivas disposiciones de la CWA, y son presentados a la EPA para su aprobación. [ 64 ] Estos informes son completados por la jurisdicción gobernante, generalmente una agencia ambiental estatal . La EPA recomienda que cada estado presente un único "Informe Integrado" que comprenda su lista de aguas deterioradas y el estado de todos los cuerpos de agua en el estado. [ 65 ] El Informe del Inventario Nacional de Calidad del Agua al Congreso es un informe general sobre la calidad del agua, que proporciona información general sobre la cantidad de millas de arroyos y ríos y su condición agregada. [ 66 ] La CWA exige que los estados adopten estándares para cada uno de los posibles usos designados que asignen a sus aguas. Si la evidencia sugiere o documenta que un arroyo, río o lago no ha cumplido con los criterios de calidad del agua para uno o más de sus usos designados, se coloca en una lista de aguas deterioradas. Una vez que un estado ha colocado un cuerpo de agua en esta lista, debe desarrollar un plan de gestión que establezca Cargas Máximas Diarias Totales (TMDL) para el o los contaminantes que deterioran el uso del agua. Estas TMDL establecen las reducciones necesarias para respaldar plenamente los usos designados. [ 67 ]

Las normas de agua potable, que son aplicables a los sistemas públicos de agua , son emitidas por la EPA bajo la Ley de Agua Potable Segura . [ 8 ]

Véase también

Referencias

  1. Cordy, Gail E. (marzo de 2001). "Introducción a la calidad del agua" . Reston, VA: Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). FS-027-01.
  2. Johnson, DL; Ambrose, SH; Bassett, TJ; Bowen, ML; Crummey, DE; Isaacson, JS; Johnson, DN; Lamb, P.; Saul, M.; Winter-Nelson, AE (1997). "Significados de los términos ambientales". Journal of Environmental Quality . 26 (3): 581– 589. Bibcode : 1997JEnvQ..26..581J . doi : 10.2134/jeq1997.00472425002600030002x .
  3. 1 2 3 4 Directrices para la calidad del agua potable: Cuarta edición que incorpora el primer anexo (Informe). Ginebra: Organización Mundial de la Salud (OMS). 2017. hdl : 10665/254637 . ISBN 978-92-4-154995-0.
  4. 1 2 3 Khan, Nameerah; Charles, Katrina J. (2023). "Cuando las crisis de calidad del agua impulsan el cambio: un análisis comparativo de los procesos políticos detrás de los principales eventos de contaminación del agua" . Exposición y salud . 15 (3): 519– 537. Bibcode : 2023ExpHe..15..519K . doi : 10.1007/ s12403-022-00505-0 . ISSN 2451-9766 . PMC 9522453. PMID 36196073 .   El texto se copió de esta fuente, que está disponible bajo una licencia Creative Commons Attribution 4.0 International.
  5. "Otros usos y tipos de agua" . Atlanta, GA: Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU. 10 de agosto de 2021.
  6. "Consideraciones comunes" . US EPA . Consultado el 8 de abril de 2026. La calidad del agua de origen puede verse afectada por la geología local, la topografía, el uso del suelo y las actividades dentro y fuera de la cuenca hidrográfica o la zona de captación del pozo.
  7. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), Washington, DC "Regulaciones Nacionales Primarias de Agua Potable". Código de Regulaciones Federales, 40  CFR 141 .
  8. 1 2 "Regulaciones sobre agua potable" . Requisitos de agua potable para estados y sistemas públicos de agua . EPA. 10 de diciembre de 2024.
  9. "Normas secundarias para el agua potable: Guía para sustancias químicas nocivas" . EPA. 2 de junio de 2025.
  10. «La FDA regula la seguridad de las bebidas de agua embotellada, incluidas las aguas saborizadas y las bebidas de agua con nutrientes añadidos» . Información alimentaria para el consumidor . Silver Spring, MD: Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. 22 de septiembre de 2018. Archivado del original el 14 de abril de 2013.
  11. Katner, AL; Brown, K; Pieper, K.; Edwards, M; Lambrinidou, Y; Subra, W. (2018). "El camino de Estados Unidos hacia la desigualdad en la infraestructura de agua potable y la injusticia ambiental: el caso de Flint, Michigan". En Brinkmann, R.; Garren, S. (eds.). The Palgrave Handbook of Sustainability . Londres: Palgrave Macmillan. pp. 79–97 . doi : 10.1007/978-3-319-71389-2_5 . ISBN  978-3-319-71388-5.
  12. "Agua potable" . OMS. 21 de marzo de 2022. Hoja informativa.
  13. Babbitt, Harold E.; Doland, James J. (1949). Ingeniería de suministro de agua . Nueva York: McGraw-Hill. pág. 388. ASIN B000OORYE2 .  
  14. Linsley, Ray K; Franzini, Joseph B. (1972). Ingeniería de recursos hídricos . McGraw-Hill. págs. 454–456 . ISBN  0-07-037959-9.
  15. OMS (2004). «Consenso de la reunión: Minerales nutritivos en el agua potable y las posibles consecuencias para la salud del consumo prolongado de aguas potables desmineralizadas, remineralizadas y con contenido mineral alterado». Revisión continua de las Directrices de la OMS para la calidad del agua potable (borrador). Reunión celebrada del 11 al 13 de noviembre de 2003 en Roma, Italia, en el Centro Europeo de Medio Ambiente y Salud de la OMS.
  16. "Módulo suplementario: Criterios de calidad del agua ambiental para la salud humana" . EPA. 28 de junio de 2022. Archivado del original el 15 de octubre de 2015.
  17. Adlish, John I.; Costa, Davide; Mainardi, Enrico; Neuhold, Piero; Surrente, Riccardo; Tagliapietra, Luca J. (31 de octubre de 2020). "Identificación de polietileno en muestras de agua oceánica mediante un haz de electrones de 50 keV" . Instruments . 4 (4): 32. arXiv : 2009.03763 . doi : 10.3390/instruments4040032 . El plástico es el tipo más común de desechos marinos que se encuentran en los océanos y es el problema más extendido que afecta al medio ambiente marino. También amenaza la salud de los océanos, la seguridad y calidad de los alimentos, la salud humana y el turismo costero, y contribuye al cambio climático.
  18. Manual de normas de calidad del agua Capítulo 3: Criterios de calidad del agua (PDF) . EPA. 2017. EPA 823-B-17-001.
  19. Tango, Peter J.; Batiuk, Richard A. (4 de septiembre de 2013). "Derivación de estándares de calidad del agua de la bahía de Chesapeake". JAWRA Journal of the American Water Resources Association . 49 (5). Wiley: 1007– 1024. Bibcode : 2013JAWRA..49.1007T . doi : 10.1111/jawr.12108 . ISSN 1093-474X . S2CID 102492027 .  
  20. Abdi, Reza; Rogers, Jennifer B.; Rust, Ashley; Wolfand, Jordyn M.; Philippus, Daniel; Taniguchi-Quan, Kristine; Irving, Katie; Stein, Eric D.; Hogue, Terri S. (1 de julio de 2021). "Simulación del impacto térmico de la temperatura del sustrato en la restauración ecológica en ríos urbanos poco profundos". Journal of Environmental Management . 289 112560. doi : 10.1016/j.jenvman.2021.112560 .
  21. "Programa de restauración de cuencas hidrográficas" . Washington, DC: Servicio Forestal de los Estados Unidos . Consultado el 5 de octubre de 2022 .
  22. "Muestreo - Escuela KFUPM, la naturaleza somos nosotros - Foros - Tunza Eco Generation" . tunza.eco-generation.org . Archivado del original el 7 de marzo de 2023. Consultado el 19 de septiembre de 2021 .
  23. 1 2 Goldman, Charles R.; Horne, Alexander J. (1983). "6. Sustancias químicas y factores de crecimiento". Limnología . McGraw-Hill. ISBN 0-07-023651-8.
  24. 1 2 3 Franson, Mary Ann (1975). Métodos estándar para el examen de agua y aguas residuales, 14.ª ed. Washington, DC: American Public Health Association, American Water Works Association y Water Pollution Control Federation. ISBN 0-87553-078-8
  25. "Capítulo 8. Análisis de datos" . Manual para el monitoreo de aguas residuales industriales (Informe). EPA. Agosto de 1973. EPA 625/6-73/002.
  26. "Definiciones de datos de garantía de calidad" . Denver, CO: USGS, Quality Systems Branch. 28 de agosto de 2009. Archivado del original el 7 de marzo de 2023. Consultado el 5 de octubre de 2022 .
  27. Desastres naturales y condiciones meteorológicas adversas (13 de agosto de 2014). "Tsunamis: calidad del agua" . CDC.
  28. Furusawa, Takuro; Maki, Norio; Suzuki, Shingo (1 de enero de 2008). "Contaminación bacteriana del agua potable y calidad nutricional de la dieta en las zonas del oeste de las Islas Salomón devastadas por el terremoto/tsunami del 2 de abril de 2007" . Medicina Tropical y Salud . 36 (2): 65–74 . doi : 10.2149/tmh.2007-63 .
  29. ↑ Hanaor, Dorian AH; Sorrell, Charles C. (2014). "Fotocatalizadores de TiO2 de fase mixta soportados en arena para aplicaciones de descontaminación de agua". Advanced Engineering Materials . 16 (2): 248– 254. arXiv : 1404.2652 . Bibcode : 2014AdvEM..16..248H . doi : 10.1002/adem.201300259 . S2CID 118571942 . 
  30. Método 1680: Coliformes fecales en lodos de depuradora (biosólidos) mediante fermentación en tubos múltiples utilizando caldo de triptosa lauril (LTB) y medio EC (Informe). EPA. Abril de 2010. EPA 821-R-10-003.
  31. Instituto Internacional de Gestión del Agua, Colombo, Sri Lanka (2010). «Ayudando a restaurar la calidad del agua potable tras el tsunami». Casos de éxito. Número 7. doi : 10.5337/2011.0030
  32. OMS (2011). «Notas técnicas de la OMS para emergencias». Archivado el 12 de febrero de 2016 en Wayback Machine . Centro de Desarrollo de Ingeniería del Agua, Universidad de Loughborough, Leicestershire, Reino Unido.
  33. Agencia de Protección Ambiental del Estado de California, Muestreo Representativo de Aguas Subterráneas para la Detección de Sustancias Peligrosas (1994), págs. 23-24
  34. Un ejemplo de un programa de monitoreo voluntario patrocinado por el gobierno local: "Monitoring Our Waters" . Restauración de cuencas hidrográficas . Rockville, MD: Departamento de Protección Ambiental del Condado de Montgomery . Consultado el 11 de noviembre de 2018 ..
  35. ^ Ejeián, Fatemeh; Etedali, Parisa; Mansouri-Tehrani, Hajar-Alsadat; Soozanipour, Asiah; Bajo, Ze-Xian; Asadnia, Mohsen; Taheri-Kafrani, Asghar; Razmjou, Amir (30 de octubre de 2018). "Biosensores para el seguimiento de aguas residuales: una revisión". Biosensores y bioelectrónica . 118 : 66– 79. Código Bib : 2018BioBi.118...66E . doi : 10.1016/j.bios.2018.07.019 . ISSN 1873-4235 . PMID 30056302 . S2CID 51889142 .   
  36. "Una computadora basada en ADN podría indicar si tu agua potable está contaminada" . New Scientist . Consultado el 16 de marzo de 2022 .
  37. Jung, Jaeyoung K.; Archuleta, Chloé M.; Alam, Khalid K.; Lucks, Julius B. (17 de febrero de 2022). "Programación de biosensores libres de células con circuitos de desplazamiento de hebras de ADN" . Nature Chemical Biology . 18 (4): 385– 393. doi : 10.1038/s41589-021-00962-9 . ISSN 1552-4469 . PMC 8964419. PMID 35177837 .   
  38. Monitoreo de la calidad del agua en sistemas de distribución: Metodología y resultados de la evaluación de la tecnología de sensores (Informe). EPA. Octubre de 2009. EPA 600/R-09/076.
  39. "Monitoreo de la calidad del agua" . Lyndhurst, Nueva Jersey: Meadowlands Environmental Research Institute. 6 de agosto de 2018. Archivado del original el 7 de marzo de 2023. Consultado el 6 de diciembre de 2018 .
  40. "Ojos en la bahía" . Annapolis, MD: Departamento de Recursos Naturales de Maryland. Bahía de Chesapeake . Consultado el 5 de diciembre de 2018 .
  41. "Métodos de toxicidad de efluentes completos" . Métodos analíticos de la Ley de Agua Limpia . EPA. 1 de agosto de 2020.
  42. Métodos para medir la toxicidad aguda de efluentes y aguas receptoras para organismos de agua dulce y marinos (Informe). EPA. Octubre de 2002. EPA-821-R-02-012.
  43. IOWATER (Departamento de Recursos Naturales de Iowa). Iowa City, IA (2005). "Clave de macroinvertebrados bentónicos".
  44. "Centro de Monitoreo y Evaluación Costera: Monitoreo de contaminantes de Mussel Watch" . Ccma.nos.noaa.gov. 14 de enero de 2014. Archivado del original el 7 de septiembre de 2015. Consultado el 4 de septiembre de 2015 .
  45. Dickens CWS y Graham PM. 2002. El Sistema de Puntuación del África Meridional (SASS) versión 5 bioevaluación rápida para ríos "African Journal of Aquatic Science", 27:1–10.
  46. 1 2 3 Charles, Katrina J.; Howard, Guy; Villalobos Prats, Elena; Gruber, Joshua; Alam, Sadekul; Alamgir, ASM; Baidya, Manish; Flora, Meerjady Sabrina; Haque, Farhana; Hassan, SM Quamrul; Islam, Saiful (2022). "La infraestructura por sí sola no puede garantizar la resiliencia a los eventos climáticos en los suministros de agua potable" . Science of the Total Environment . 813 151876. Bibcode : 2022ScTEn.81351876C . doi : 10.1016/j.scitotenv.2021.151876 . hdl : 1983/92cc5791-168b-457a-93c7-458890f1bf26 . PMID 34826465 . 
  47. 1 2 Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) (22 de junio de 2023). Cambio climático 2022: Impactos, adaptación y vulnerabilidad: Contribución del Grupo de Trabajo II al Sexto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (1.ª ed.). Cambridge University Press. doi : 10.1017/9781009325844.006 . ISBN  978-1-009-32584-4.
  48. Brookes, Justin D.; Antenucci, Jason; Hipsey, Matthew; Burch, Michael D.; Ashbolt, Nicholas J.; Ferguson, Christobel (1 de julio de 2004). "Destino y transporte de patógenos en lagos y embalses". Environment International . 30 (5): 741– 759. Bibcode : 2004EnInt..30..741B . doi : 10.1016/j.envint.2003.11.006 . PMID 15051248 . 
  49. Kløve, Bjørn; Ala-Aho, Pertti; Bertrand, Guillaume; Gurdak, Jason J.; Kupfersberger, Hans; Kværner, Jens; Muotka, Timo; Mykrä, Heikki; Preda, Elena; Rossi, Pekka; Uvo, Cintia Bertacchi; Velasco, Elzie; Pulido-Velázquez, Manuel (2014). "Impactos del cambio climático en las aguas subterráneas y los ecosistemas dependientes" . Revista de Hidrología . Impacto del cambio climático en el agua: superar las lagunas científicas y de datos. 518 : 250– 266. Código bibliográfico : 2014JHyd..518..250K . doi : 10.1016/j.jhidrol.2013.06.037 . hdl : 10251/45180 . ISSN 0022-1694 . 
  50. ONU-Agua (2013) Seguridad hídrica y la agenda mundial del agua: un informe analítico de ONU-Agua , ISBN 978-92-808-6038-2Universidad de las Naciones Unidas
  51. ^ Hoekstra, Arjen Y; Buurman, Joost; van Ginkel, Kees CH (2018). "Seguridad hídrica urbana: una revisión" . Cartas de investigación ambiental . 13 (5): 053002. doi : 10.1088/1748-9326/aaba52 .El texto se copió de esta fuente, que está disponible bajo una licencia Creative Commons Attribution 4.0 International.
  52. Chapra, Steven C.; Camacho, Luis A.; McBride, Graham B. (enero de 2021). "Impacto del calentamiento global en el oxígeno disuelto y la capacidad asimilativa de DBO de los ríos del mundo: análisis de modelización" . Water . 13 (17): 2408. Bibcode : 2021Water..13.2408C . doi : 10.3390/w13172408 . ISSN 2073-4441 . 
  53. Miner, Kimberley R.; D'Andrilli, Juliana; Mackelprang, Rachel; Edwards, Arwyn; Malaska, Michael J.; Waldrop, Mark P.; Miller, Charles E. (2021). "Riesgos biogeoquímicos emergentes de la degradación del permafrost ártico" . Nature Climate Change . 11 (10): 809– 819. Bibcode : 2021NatCC..11..809M . doi : 10.1038/s41558-021-01162-y . ISSN 1758-678X . S2CID 238234156 .  
  54. Milner, Alexander M.; Khamis, Kieran; Battin, Tom J.; Brittain, John E.; Barrand, Nicholas E.; Füreder, Leopold; Cauvy-Fraunié, Sophie; Gíslason, Gísli Már; Jacobsen, Dean; Hannah, David M.; Hodson, Andrew J.; Hood, Eran; Lencioni, Valeria; Ólafsson, Jón S.; Robinson, Christopher T. (2017). "La reducción de los glaciares impulsa cambios globales en los sistemas aguas abajo" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (37): 9770– 9778. Bibcode : 2017PNAS..114.9770M . doi : 10.1073/pnas.1619807114 . ISSN 0027-8424 . PMC 5603989 . PMID 28874558 .   
  55. Yapiyev, Vadim; Wade, Andrew J.; Shahgedanova, Maria; Saidaliyeva, Zarina; Madibekov, Azamat; Severskiy, Igor (1 de diciembre de 2021). "La hidroquímica y la calidad del agua de las cuencas glaciares en Asia Central: una revisión del estado actual" . Journal of Hydrology: Regional Studies . 38 100960. doi : 10.1016/j.ejrh.2021.100960 . S2CID 243980977 . 
  56. "¿Qué son las normas de calidad del agua?" . Normas para la salud de los cuerpos de agua . EPA. 14 de abril de 2022.
  57. Daniels, Mike; Scott, Thad; Haggard, Brian; Sharpley, Andrew; Daniel, Tommy (2009). "¿Qué es la calidad del agua?" (PDF) . División de Agricultura de la Universidad de Arkansas . Archivado del original (PDF) el 1 de diciembre de 2020. Recuperado el 2 de diciembre de 2020 .
  58. Organización Internacional de Normalización (ISO). "13.060: Calidad del agua" . Ginebra . Consultado el 4 de julio de 2011 .
  59. ISO. "91.140.60: Sistemas de suministro de agua" . Consultado el 4 de julio de 2011 .
  60. República de Sudáfrica, Departamento de Asuntos Hídricos, Pretoria (1996). "Directrices sobre la calidad del agua para Sudáfrica: Primera edición 1996".
  61. Hodgson K, Manus L. Un marco de referencia para la calidad del agua potable en Sudáfrica. Water SA. 2006;32(5):673–678.
  62. Archivos Nacionales, Londres, Reino Unido. «Reglamento de Suministro de Agua (Calidad del Agua) de 2000». 2000 N.º 3184. 8 de diciembre de 2000.
  63. Ley de Agua Limpia de EE. UU., Sección 303, 33  U.SC § 1313 .  
  64. Ley de Agua Limpia de EE. UU., Sección 303(d), 33  U.SC § 1313 ; Sección 305(b), 33 U.SC § 1315(b) .     
  65. "Descripción general de la inclusión de aguas deterioradas en la lista según la Sección 303(d) de la CWA" . Aguas deterioradas y TMDL . EPA. 31 de agosto de 2022.
  66. "Informe del Inventario Nacional de Calidad del Agua al Congreso" . Datos y herramientas sobre el agua . EPA. 7 de diciembre de 2021.
  67. Puede encontrar más información sobre la calidad del agua en los Estados Unidos en el sitio web "How's My Waterway" de la EPA .
  • Base de datos mundial sobre la calidad del agua dulce (GEMStat) – Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente
  • Política hídrica en la Unión Europea
  • Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. (CDC) – Calidad y análisis del agua potable (Estados Unidos)
  • Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos – Datos y herramientas sobre el agua de la USEPA
  • Servicio Geológico de los Estados Unidos – Programa Nacional de Evaluación de la Calidad del Agua del USGS

Archivado el 24 de marzo de 2018 en Wayback Machine – Asociación profesional