Ecología del agua

Indice1. Educación ambiental 2. Planteo de soluciones 3. Aguas contaminadas 4. La ecología 5. Modelos y sistemas 6. Poblaciones 7. Factores limitativos 8. Energía 9. Comunidades 10. Bibliografía

1. Educación ambiental

Problemática Ambiental: Aguas Contaminadas

• ¿Qué es la contaminación?

Es la impregnación del aire, el agua o el suelo con productos que afectan a la salud del hombre, la calidad de vida o el funcionamiento natural de los ecosistemas.

• La Contaminación Del Agua

Es la incorporación al agua de materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos, o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos pretendidos.

• ¿Qué es agua pura?

El agua químicamente pura no existe en la naturaleza. Dada su movilidad y su alto poder disolvente, el agua lleva en suspensión o solución muchas sustancias. Los elementos que podemos encontrar en las aguas naturales son: Gases disueltos:

• CO2
• O2
• HF

Sustancias disueltas:

• Si
• O3Fe2
• Al
• Ca
• Mg
• Compuestos de Na
• Sustancias orgánicas
• SMg (sulfato de magnesio)
• Nca (nitrato de calcio)
• Cloruros

Sustancias en suspensión:

• Arena
• Limos
• Arcillas

Microorganismos:

• Bacterias
• Algas
• Hongos
• Protozoos

¿Cuál es el límite entre el agua "normal" y el agua "contaminada"? Es difícil definir químicamente el agua normal, ya que las características físico químicas de la misma varía en función del sustrato y de las condiciones ambientales generales donde se encuentra.

• Principales Contaminantes

Los principales contaminantes del agua son los siguientes:

• Aguas residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce la desoxigenación del agua).
• Agentes infecciosos.
• Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuáticas. Éstas, a su vez, interfieren con los usos a los que se destina el agua y, al descomponerse, agotan el oxígeno disuelto y producen olores desagradables.
• Productos químicos, incluyendo los pesticidas, diversos productos industriales, las sustancias tensioactivas contenidas en los detergentes, y los productos de la descomposición de otros compuestos orgánicos.
• Petróleo, especialmente el procedente de los vertidos accidentales.
• Minerales inorgánicos y compuestos químicos.
• Sedimentos formados por partículas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentías desde las tierras de cultivo, los suelos sin protección, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos.
• Sustancias radiactivas procedentes de los residuos producidos por la minería y el refinado del uranio y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, médico y científico de materiales radiactivos.
• El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido del agua empleada para la refrigeración de las fábricas y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua de la que se abastecen.
• Fuentes De Contaminación Y Control

Las principales fuentes de contaminación acuática pueden clasificarse como urbanas, industriales y agrícolas. La contaminación urbana está formada por las aguas residuales de los hogares y los establecimientos comerciales. Durante muchos años, el principal objetivo de la eliminación de residuos urbanos fue tan sólo reducir su contenido en materias que demandan oxígeno, sólidos en suspensión, compuestos inorgánicos disueltos (en especial compuestos de fósforo y nitrógeno) y bacterias dañinas. En los últimos años, por el contrario, se ha hecho más hincapié en mejorar los medios de eliminación de los residuos sólidos producidos por los procesos de depuración. Los principales métodos de tratamiento de las aguas residuales urbanas tienen tres fases: el tratamiento primario, que incluye la eliminación de arenillas, la filtración, el molido, la floculación (agregación de los sólidos) y la sedimentación; el tratamiento secundario, que implica la oxidación de la materia orgánica disuelta por medio de lodo biológicamente activo, que seguidamente es filtrado; y el tratamiento terciario, en el que se emplean métodos biológicos avanzados para la eliminación del nitrógeno, y métodos físicos y químicos, tales como la filtración granular y la adsorción por carbono activado. La manipulación y eliminación de los residuos sólidos representa entre un 25 y un 50% del capital y los costes operativos de una planta depuradora. Las características de las aguas residuales industriales pueden diferir mucho tanto dentro como entre las empresas. El impacto de los vertidos industriales depende no sólo de sus características comunes, como la demanda bioquímica de oxígeno, sino también de su contenido en sustancias orgánicas e inorgánicas específicas. Hay tres opciones (que no son mutuamente excluyentes) para controlar los vertidos industriales. El control puede tener lugar allí donde se generan dentro de la planta; las aguas pueden tratarse previamente y descargarse en el sistema de depuración urbana; o pueden depurarse por completo en la planta y ser reutilizadas o vertidas sin más en corrientes o masas de agua. La agricultura, la ganadería comercial y las granjas avícolas, son la fuente de muchos contaminantes orgánicos e inorgánicos de las aguas superficiales y subterráneas. Estos contaminantes incluyen tanto sedimentos procedentes de la erosión de las tierras de cultivo como compuestos de fósforo y nitrógeno que, en parte, proceden de los residuos animales y los fertilizantes comerciales. Los residuos animales tienen un alto contenido en nitrógeno, fósforo y materia consumidora de oxígeno, y a menudo albergan organismos patógenos. Los residuos de los criaderos industriales se eliminan en tierra por contención, por lo que el principal peligro que representan es el de la filtración y las escorrentías. Las medidas de control pueden incluir el uso de depósitos de sedimentación para líquidos, el tratamiento biológico limitado en lagunas aeróbicas o anaeróbicas, y toda una serie de métodos adicionales.

• Contaminantes Primarios Y Secundarios

Un aspecto importante a tener en cuenta cuando se analizan los casos de contaminación es analizar lo que sucede con la sustancia luego del vertido. Se llama contaminante primario a aquella sustancia que tiene efectos contaminantes desde el momento mismo del vertido, a diferencia de los contaminantes secundarios que son sustancias inicialmente "inocuas" y que al reaccionar con los elementos presentes en el medio se transforman en contaminantes peligrosos.

• Contaminación Y Salud

En las aguas naturales hay microorganismos que pueden ser banales o no patógenos. ¿Los microorganismos pueden ser beneficiosos para contrarrestar la contaminación? Si, recordemos también que bacterias, hongos y organismos saprófitos evitan que las sustancias biodegradables se acumulen y aseguren el ciclo de los materiales en las aguas. Son los responsables del proceso de autodepuración de los cuerpos de agua. Las enfermedades relacionadas con el agua matan aproximadamente 10 millones de personas en el mundo por año. Las enfermedades relacionadas con el agua se pueden clasificar en:

El Origen De La Eutrofización Y Su Incidencia En Los Seres Vivos La eutrofización se produce cuando el agua se enriquece de modo artificial con nutrientes, lo que produce un crecimiento anormal de las plantas. El proceso de eutrofización puede ocasionar problemas estéticos, como mal sabor y olor, y un acumulo de algas o verdín desagradable a la vista, así como un crecimiento denso de las plantas con raíces, el agotamiento del oxígeno en las aguas más profundas y la acumulación de sedimentos en el fondo de los lagos, así como otros cambios químicos, tales como la precipitación del carbonato cálcico en las aguas duras. Los fertilizantes químicos arrastrados por el agua desde los campos de cultivo pueden ser los responsables, así como las aguas domésticas residuales que contienen materia orgánica, de origen fecal y detergentes. La descomposición de la materia orgánica de las aguas fecales incorpora nitratos al agua. Los detergentes incorporan fosfatos y los fertilizantes químicos incorporan nitratos y fosfatos. Todos ellos producen un crecimiento desmesurado de las algas, que pueden dificultar la circulación del agua. Al morir, son descompuestas por bacterias que producen gases malolientes y consumen el oxígeno del agua, pudiendo provocar la muerte de organismos animales, como consecuencia de la falta de oxígeno. Los síntomas y efectos de la eutrofización son los siguientes:

• Aumento de la producción y biomasa de fitoplancton, algas asociadas y macrofitas.

• Modificación de las características del hábitat debida a la transformación del conjunto de plantas acuáticas.

• Sustitución de especies ícticas deseables (por ejemplo, salmónidos en los países occidentales) por otras menos cotizadas.

• Producción de toxinas por determinadas algas.

• Aumento de los gastos de operación de los sistemas públicos de abastecimiento de agua, además de problemas de gusto y olor, especialmente durante los períodos de proliferación de algas.

• Desoxigenación del agua, especialmente al finalizar las situaciones de proliferación de algas, lo que normalmente da lugar a una mortandad de peces.

• Colmatación y obstrucción de los canales de riego por las malas hierbas acuáticas (el jacinto acuático puede presentar problemas de introducción, no necesariamente de eutrofización).

• Reducción de la posibilidad de utilización del agua para fines recreativos, debido al lodo, infestación de malas hierbas y olores molestos producidos por la descomposición de las algas.

• Impedimentos a la navegación debido al crecimiento de densas masas de malas hierbas.

• Pérdidas económicas debidas a la modificación de las especies ícticas, mortandad de peces, etc.

Contribución de la agricultura a la eutrofización La repercusión de los fertilizantes en la calidad del agua incluye los siguientes problemas:

• La fertilización de las aguas superficiales (eutrofización) da lugar, por ejemplo, al crecimiento explosivo de algas, que ocasiona trastornos en el equilibrio biológico [incluyendo mortandades de peces]. Así ocurre tanto en las aguas continentales (acequias, ríos, lagos) como costeras.

• El agua subterránea se contamina fundamentalmente por la presencia de nitratos. En todos los países el agua subterránea es una reserva importante de agua potable. En varias zonas, este recurso hídrico está contaminado hasta el punto de que ya no reúne las condiciones establecidas en las normas actuales para el consumo humano.

Si bien estos problemas se deben fundamentalmente a la presencia de fertilizantes minerales, en algunos lugares la situación está especialmente asociada a la aplicación extensiva e intensiva de fertilizantes orgánicos (estiércol).

Fertilizantes orgánicosLa importancia y, en algunos casos, los graves problemas asociados a los fertilizantes orgánicos merecen atención especial. El estiércol producido por el ganado vacuno y porcino y por las aves de corral se utiliza como fertilizante orgánico en todo el mundo. A ello hay que añadir las excretas humanas, sobre todo en algunos países asiáticos donde las excretas animales y humanas se utilizan tradicionalmente en la piscicultura, además de en los suelos. No obstante, la producción ganadera intensiva ha creado graves problemas de degradación ambiental. El problema es especialmente agudo en determinadas zonas de producción ganadera intensiva, donde la producción de estiércol supera con creces la capacidad de la tierra de asimilar esos desechos. Además de los problemas asociados a la aplicación excesiva de estiércol en la tierra, existe el de la escorrentía directa desde las granjas de producción intensiva de ganado vacuno y porcino y de aves de corral. Aunque ese fenómeno está controlado en muchos países occidentales, constituye un grave peligro para la calidad del agua en gran parte del resto del mundo. En un estudio sobre los efectos ambientales causados por la ganadería señala las siguientes categorías principales de efectos:

• Fertilización de las aguas superficiales, que es a la vez resultado de las descargas directas de estiércol y consecuencia de la lixiviación de nitrato, fosfato y potasio del suelo.

• Contaminación de las aguas subterráneas como consecuencia de la lixiviación, especialmente por nitrato. La lixiviación es menos probable en el caso de los fosfatos, pero en los lugares donde el suelo está saturado de fosfato esta sustancia aparece cada vez con más frecuencia en las aguas subterráneas.

• En las aguas superficiales y subterráneas se observa un proceso de contaminación de metales pesados. Las concentraciones elevadas de estas sustancias representan una amenaza para la salud de hombres y animales. Hasta cierto punto, estos metales pesados se acumulan en el suelo, desde donde son absorbidos por los cultivos. Por ejemplo, el estiércol de ganado porcino contiene cantidades significativas de cobre.

• Acidificación como resultado de la emisión de amoníaco (volatilización) procedente de las instalaciones ocupadas por el ganado y, lugares de almacenamiento de estiércol y de su aplicación como abono en la tierra. El amoníaco representa un factor importante de acidificación del medio ambiente, sobre todo en lugares con considerable ganadería intensiva.

Control de los efectos producidos por los fertilizantes en la calidad del aguaLa investigación sobre la eutrofización de las aguas superficiales por la agricultura debe adoptar una perspectiva pragmática. A este respecto, es interesante el enfoque adoptado por el estudio sobre la eutrofización. En él se hizo especial hincapié en los siguientes aspectos:

• Evaluación cualitativa del estado trófico de las masas de agua, en función de un reducido número de parámetros fácilmente cuantificables.

• Dependencia de este estado con respecto de las condiciones nutricionales y la carga de nutrientes.

• Adaptación de estos resultados a las necesidades de combatir la eutrofización en las actividades de ordenación.

La progresión de estos aspectos es interesante, en el sentido de que la atención se centra en el estado fácilmente cuantificable de la masa de agua, seguida de un intento de determinar hasta qué punto ese estado es resultado de las cargas de nutrientes, para luego comprobar en qué medida se pueden manipular esas cargas para conseguir el estado trófico deseado, determinado por la utilización que se va a hacer del agua. La predicción de los efectos provocados por los fertilizantes y las correspondientes prácticas de ordenación de la tierra en la calidad del agua es un elemento esencial de las opciones de control específicas de cada lugar y para la adopción de planteamientos genéricos en el control de los fertilizantes.

Fertilizantes mineralesLa respuesta a la necesidad de controlar la lixiviación y escorrentía de nutrientes y la contaminación de los suelos y el agua por metales pesados no ha sido uniforme en Europa. Las medidas de control forman parte de un problema más amplio de utilización de fertilizantes minerales y orgánicos. A continuación se resumen los tipos de controles voluntarios y obligatorios establecidos en Europa en relación con los fertilizantes minerales, entre ellos:

• Impuestos sobre los fertilizantes.

• Obligatoriedad de los planes relativos a los fertilizantes.

• Prevención de la lixiviación de nutrientes después del período vegetativo aumentando la superficie protegida con cubierta vegetal en otoño/invierno, y mediante la siembra de cultivos con una capacidad elevada de consumo de nitrógeno.

• Promoción y subvención de métodos más adecuados de aplicación, desarrollo de nuevos fertilizantes menos nocivos para el medio ambiente y promoción de análisis de suelos.

• Fuerte limitación del uso de fertilizantes, por ejemplo, en las zonas de extracción de agua y en las incluidas en planes de protección de la naturaleza.

2. Planteo de soluciones

Eutrofizacion En todos los lugares donde la agricultura o ganadería intensiva provocan graves riesgos de contaminación por nitrógeno, se recomiendan las siguientes medidas al nivel de las explotaciones:

1. Aplicación racional del nitrógeno: Para evitar el uso excesivo de fertilizantes, la tasa de fertilizante nitrogenado aplicado deberá calcularse en función del "balance de nitrógeno de los cultivos". En él se tienen en cuenta las necesidades de las plantas y la cantidad de N en el suelo.
3. Cubierta vegetal: En la medida de lo posible, el suelo debe estar cubierto de vegetación. Con ello se impide la acumulación de nitrógeno soluble mediante la absorción del nitrógeno mineralizado y se evita la lixiviación durante los períodos de lluvia.
4. Controlar el período entre cosechas: Los desechos orgánicos producidos por la recolección se mineralizan fácilmente en N lixiviable. Entre la medidas que se pueden adoptar para reducir este N figuran la plantación de cultivos de "abono verde", y el aplazamiento de las labores de aradura para incorporar la paja, raíces y hojas en el suelo.
5. Riego racional: Los sistemas de riego deficientes son una de las causas que más contribuyen al deterioro de la calidad del agua, mientras que el riego controlado es una de las prácticas menos contaminantes, además de reducir el costo neto del agua abastecida.
6. Mejorar en lo posible otras técnicas de cultivo: Para conseguir los máximos rendimientos con un mínimo de efectos negativos en la calidad del agua es preciso mejorar prácticas tan diversas como la lucha contra las malas hierbas, plagas y enfermedades, el encalado, la utilización equilibrada de fertilizantes minerales, incluidos los oligoelementos, etc.
7. Planificación agrícola: Deben adoptarse técnicas de control de la erosión que estén en consonancia con las condiciones topográficas y edáficas.

Con respecto a los fertilizantes orgánicos…Las medidas de control voluntario e impuestas por ley en Europa tienen como objetivo conseguir los siguientes beneficios:

• Reducir la lixiviación de nutrientes

• Reducir las emisiones de amoníaco

• Reducir la contaminación por metales pesados

La naturaleza de estas medidas varía según los países; no obstante, se resumen los tipos de control voluntario e impuesto por las autoridades. Son las siguientes:

• Número máximo de animales por hectárea, teniendo en cuenta el volumen de estiércol que se puede aplicar sin peligro por hectárea de tierra.

• La cantidad máxima de estiércol que se puede aplicar a la tierra se fija en función del contenido de N y P de aquel.

• Las explotaciones que desean tener más de un determinado número de animales deben obtener una licencia.

• Los períodos durante los cuales se puede aplicar estiércol a la tierra se han limitado, y es obligatorio introducirlo en el suelo inmediatamente después.

• Establecimiento de reglamentos sobre capacidad mínima de las instalaciones de almacenamiento del estiércol.

• Establecimiento de planes de fertilizantes.

• Gravámenes (impuestos) sobre el excedente de estiércol.

• Se han ampliado las superficies protegidas por cubierta vegetal en otoño/invierno, y se está promoviendo el barbecho verde.

• Se han establecido cantidades máximas para la aplicación de fangos cloacales en la tierra, teniendo en cuenta el contenido de metales pesados.

• Cambio en la composición de los piensos para reducir la cantidad de nutrientes y metales pesados.

• Investigaciones y aplicación de medidas para reducir la pérdida de amoníaco.

Problemas de restauración de los lagos eutróficosLos lagos eutróficos e hipertróficos suelen ser poco profundos y sufren altas tasas de cargas de nutrientes procedentes de fuentes tanto localizadas como no localizadas. En lugares con suelos ricos, como las praderas canadienses, los sedimentos del fondo de los lagos están compuestos por partículas de suelo enriquecidas con nutrientes procedentes de la erosión de los suelos circundantes. La asociación de fósforo con sedimentos es un grave problema para la restauración de lagos enriquecidos y poco profundos. Las partículas enriquecidas con P se depositan en el fondo del lago y forman una abundante reserva de nutrientes en los sedimentos de fondo, a la que pueden recurrir fácilmente las plantas con raíces y que se descarga desde los sedimentos del fondo en condiciones de anoxia a la columna de agua superior, donde es rápidamente utilizada por las algas. Esta reserva de fósforo, conocida como "carga interna" de fósforo, puede dificultar enormemente las medidas adoptadas por los encargados de la ordenación de las cuencas fluviales para combatir la eutrofización de los lagos mediante el control de las mentes externas de fósforo procedente de la agricultura y de las mentes localizadas. Tradicionalmente, el dragado de los sedimentos del fondo se ha considerado el único medio disponible para solucionar este problema; no obstante, la tecnología moderna ofrece ahora métodos alternativos y más económicos para controlar las cargas internas de fósforo mediante la oxigenación y el tratamiento químico de los sedimentos in situ con el fin de inmovilizar el fósforo. No obstante, la restauración de los lagos es costosa y debe formar parte de un programa integrado de ordenación de las cuencas hidrográficas.

3. Aguas contaminadas

• Llevar a cabo los controles oficiales para el mantenimiento del agua.
• Atención a las denuncias realizadas por los vecinos.
• En las industrias los materiales tóxicas se pueden reemplazar por sustancias tóxicas.
• Instalación y control de cloacas domiciliarias.
• Evitar vuelcos clandestinos e ilegales de residuos de fábricas, casas, industrias, barcos, etc.
• formular proyectos de regulación hidráulica, control de vertidos contaminantes, procesamientos de barcos.
• Realizar campañas de reciclaje residual en el ámbito urbano.
• Extracción de barcos, vehículos y residuos que se hallan hundidos.
• Instalación de fábricas de depuración, éstas concentrarían residuos tóxicos de industrias, fábricas u otras instituciones contaminadoras.

Consecuencias Económicas Ventajas

• Los desechos cloacales que se vierten en el mar, tendrían un valor incalculable para los agricultores, si se la utiliza como un fertilizante, siempre y cuando los desechos no sean tóxicos.

Desventajas

• Perturbación del equilibrio natural en el mar.
• Muerte de animales y vegetales por escasez de oxígeno en el agua (asfixia)
• La actividad pesquera disminuye ya que la mortandad de peces es excesiva, por consiguiente el valor de la materia prima tendría un mayor costo y demanda.

4. La ecología

"Ecología" es una palabra que a menudo escuchamos. pero, ¿realmente sabemos qué quiere decir? Viene del griego "oiko" (casa) y "logos" (estudio). La traducción sería "estudio de la casa"; la que es común a todos los seres vivos: el Planeta Tierra. Por lo tanto, la ecología se nutre del aporte de varias ciencias: oceanografía, bioquímica, meteorología, geografía, matemática, biología, física, etc. La razón por la que esta palabra está tan de moda, es que nuestro plantea, y por lo tanto también todos sus habitantes, está enfrentando una crisis que parece ser peor cada día. Los cambios climáticos que devastan la agricultura, arrasan con poblaciones enteras y matan al ganado son consecuencia de las acciones irresponsables que el ser humano está teniendo con la Naturaleza. Tenemos que tener en cuenta que a la Naturaleza le debemos el aire que respiramos, el agua que bebemos, la comida que comemos, los lugares donde nos recreamos; absolutamente todo… Es por esta razón que le debemos respeto y cuidado. DAÑAR A LA NATURALEZA ES DAÑARTE A VOS MISMO. El ser humano como ser, supuestamente responsable, debe tomar consciencia de los daños que está haciendo y arreglarlos. YA, antes de que sea demasiado tarde.

Sus aplicaciones La ecología es la ciencia básica para la supervivencia del hombre. A través de ella se puede orientar su comportamiento alejándolo de su actitud de explotador irracional de los recursos naturales e integrarlo para que pueda vivir en armonía con la naturaleza.

Su Relación Con Otras Ciencias La palabra economía deriva de la misma raíz "oiko" ("hogar") que la palabra ecología. Puesto que nomía significa manejo o administración, economía se traduce como "la administración del hogar".

Teóricamente, economía y ecología deben ser disciplinas asociadas. Sin embargo, en la práctica los economistas estudian los trabajos humanos y los bienes y servicios en el mercado mientras que los ecólogos se han concentrado en el ambiente natural y los bienes y servicios de la naturaleza.