Impactes de l'Activitat Humana a la Hidrosfera

Impactes a la Hidrosfera

Els impactes que l’home genera sobre l’aigua poden ser de dos tipus: poden modificar la dinàmica natural de l’ecosistema o, directament, produir contaminació.

1. Impactes sobre la dinàmica de la hidrosfera

1.1. Embassaments

La seva finalitat és obtenir energia hidroelèctrica i emmagatzemar aigua. A més, regulen el cabal del riu i eviten les avingudes durant les crescudes. També poden convertir-se en un centre on es realitzin activitats de lleure, però també tenen efectes negatius:

• Disminució dels sediments que arriben a la costa: Això afecta els deltes, que van retrocedint, i també a les platges.
• Disminució de la quantitat d’aigua dolça que arriba als deltes: L’embassament disminueix el cabal del riu. Als deltes, la llengua d’aigua marina penetra riu amunt.
• Rebliment de l’embassament: Els sediments que transporta el riu es dipositen al fons de la presa quan la velocitat de l’aigua disminueix bruscament. Cada vegada queda menys espai per a l’aigua i els sediments s’han d’eliminar.
• Major erosivitat de l’aigua que surt de l’embassament: Excava les lleres i afecta estructures properes.
• Augment de la concentració de contaminants aigües avall: Mateixa contaminació però menys aigua per a diluir-la.
• Impediment de la migració de determinades espècies: Per raons òbvies...
• Alteració del paisatge natural: Impacte visual, destrucció de boscos...
• Efectes sobre la població: Les zones al voltant de la presa queden inundades i les poblacions han d’abandonar les seves cases.
• Pèrdua de patrimoni: pels monuments, edificis, afloraments geològics... que queden submergits.
• Risc de trencament de la presa: Que pot provocar un desastre per una inundació sobtada.

1.2. Obres de canalització

Intenten fixar la llera per protegir les persones i béns materials.

• Cobriment del llit: És la solució més dura perquè elimina la funció del riu com a corredor biològic. També s’impedeix la recàrrega dels aqüífers i sovint no es respecta el període de retorn de 500 anys, podent produir-se un risc induït.
• Murs de contenció: Eviten l’erosió lateral del riu i que canviï el traçat. Es fa en trams urbans sobretot. Es pot fer amb formigó o amb blocs de pedra o xarxes. En el primer cas, s’evita el creixement de la vegetació.
• Dics: Estructures que poden aixecar-se per sobre del terra i que volen evitar el desbordament del riu. També dificulten la recàrrega dels aqüífers i malmeten el bosc de ribera.

1.3. Transvasaments

Al tema 9 ja vam veure que no són tan eficaços com es pretén, però, a banda, provoquen uns impactes poc contemplats habitualment.

• Disminució de la recàrrega dels aqüífers: falca salina a la desembocadura.
• S’ha de respectar el cabal ecològic.
• Reducció de l’arribada de sediments al delta.
• Propagació d’espècies invasores d’un riu a un altre.

1.4. Sobreexplotació d’aqüífers

Es mobilitzen aigües contaminades del subsòl i s’altera la dinàmica hídrica. El nivell freàtic baixa i això afecta a les fonts, a les surgències i als mateixos rius. La quantitat i profunditat dels pous extractors d’aigua estan regulades per llei per evitar aquest problema.

2. La contaminació de l’aigua

Segons la llei d’aigües, la contaminació és l’acció i efecte d’introduir matèries o energia o induir condicions en l’aigua que impliquen una alteració perjudicial de la seva qualitat. La quantitat d’aigua dolça superficial de fàcil accés suposa només el 0,003 % del total de la hidrosfera. Les activitats humanes alteren greument el cicle de l’aigua, que és el sistema de depuració natural. Hi ha dos tipus de contaminació: difosa i localitzada o puntual.

• Difosa: Apareix en zones àmplies i sense un focus emissor concret: fertilitzants i plaguicides en explotacions agrícoles, contaminants atmosfèrics són els principals exemples.
• Localitzada o puntual: Produïda per un focus determinat i que afecta a una zona concreta: industrial, minera o urbana.

2.1. Focus de contaminació

2.1.1. Industrials

La majoria de l’aigua utilitzada per la indústria (86 %) torna contaminada de moltes maneres diferents (metalls pesants, olis, greixos, sals, pols...). A vegades només s’utilitza com a refrigerant, però l’excés de temperatura també suposa contaminació.

2.1.2. Agrícoles i ramaderes

• Plaguicides (productes fitosanitaris): Els més perillosos són els organoclorats (DDT i altres), molt tòxics i que s’acumulen a les cadenes tròfiques. Estan prohibits a molts països des de fa temps.
• Fertilitzants: L’excés de nutrients que no han captat les plantes s’infiltra cap als aqüífers i els contamina.
• Ramaderia: Les femtes dels animals de granja contenen molta matèria orgànica i microorganismes patògens.

2.1.3. Urbans

Aigües de clavegueres, indústries, etc. La composició és molt variada.

2.1.4. Miners

Es generen molts residus de tot tipus (segons el tipus de mina) i, amb l’aigua, es generen lixiviats que s’infiltren al terreny i contaminen els aqüífers.

2.2. Agents contaminants

Es classifiquen en físics, químics i biològics. Al llibre (pàg. 266 – 267) teniu moltes taules que no us heu d’aprendre.

2.3. Efectes de la contaminació de les aigües

Els rius tenen un sistema d’autodepuració que funciona si la contaminació no és molt forta o continuada. Hi ha dos problemes fonamentals pel que fa a la contaminació de l’aigua: l’eutrofització, a les aigües dolces, i les marees negres, al mar.

2.3.1. L’eutrofització

En llacs, embassaments i, en general, en aquells llocs on les aigües estiguin estancades, els problemes de contaminació són més greus que en els rius, on l’aigua corre. L’eutrofització es produeix quan gran quantitat de matèria orgànica arriba a un dipòsit d’aigua poc oxigenat. La descomposició microbiana de la matèria orgànica consumeix oxigen i allibera fosfats i nitrats, que produeixen un creixement espectacular de les algues a prop de la superfície. Això dóna la coloració verdosa característica. L’oxigen generat per les algues que es multipliquen s’escapa a l’aire i no roman a l’aigua. Durant l’estació freda, les algues moren i cauen al fons, on es descomponen i alliberen nutrients, que s’aprofitaran durant l’estació càlida. Aquesta descomposició de les algues consumeix el poc oxigen que quedava i, en condicions ja anaeròbiques, es desprenen gasos de caràcter àcid i amb mala olor (H2S i amoníac), que faciliten el despreniment dels metalls pesants que hi havia als sediments. També pot produir-se aquest fenomen en el mar, a prop de les costes, en mars tancats i petits i en àrees molt poblades (mar Negre, Bàltic, Mediterrani...). L’eutrofització pot agreujar-se per l’abocament d’aigües residuals urbanes, que contenen detergents, sòlids alimentaris i residus fecals, així com abocaments industrials (sobretot indústries agropecuàries).

Per reduir l’eutrofització es poden seguir aquestes mesures:

• Limitar o prohibir abocaments domèstics i agrícoles en ecosistemes aquàtics reduïts.
• Depurar les aigües residuals abans de tornar-les a la natura.
• Disminuir el contingut de polifosfats dels detergents.
• Injectar O2 pur en llacs i embassaments afectats.
• Limitar la quantitat d’adobs en agricultura.

2.3.2. Marees negres

El mar és el principal receptor dels contaminants emesos per l’home, però donat el seu gran volum, la seva capacitat de regeneració és immensa. Els abocaments procedeixen sobretot del continent i les zones afectades són les més properes al litoral i desembocadures fluvials de zones molt poblades. Un altre motiu important són els abocaments de vaixells, accidentals o no (neteja). El petroli és un dels productes més abocats al mar. Cada any s’aboquen al mar uns 3.000 milions de tones de petroli, el 12 % del qual procedeix d’accidents de petroliers. La resta prové d’operacions de neteja dels vaixells o refineries. Els principals efectes negatius són:

• Manca d’oxigenació: per la pel·lícula de petroli que sura al mar.
• Mort d’organismes marins: per la toxicitat directa.
• Desestabilització de la flotabilitat.
• Pèrdua del poder termoaïllant.

A més de les conseqüències ambientals, també hi ha les econòmiques (disminució de la pesca i el turisme). Les conseqüències d’un abocament de petroli depenen del tipus i la quantitat i de les condicions físiques del mar. L’evolució d’una taca de petroli respon al següent esquema:

• Els elements volàtils s’evaporen durant el primer dia.
• Una part poc important es dilueix i pot ser assimilada pels organismes marins.
• Una part precipita al fons i queda enterrada amb els sediments.
• Una part és degradada pels microorganismes.

Per minimitzar l’impacte al màxim, cal eliminar la taca de petroli. Hi ha diferents mètodes:

• Recollida mecànica: Com que la taca sura, és relativament fàcil separar-la, tot i que lent.
• Combustió: El mètode menys indicat, perquè provoca contaminació atmosfèrica.
• Abocament de detergent: Dispersa el cru i aireja la capa superficial, accelerant la degradació del cru.
• Enfonsament del cru: Addicionant material adsorbent, que fa enfonsar-se el cru en augmentar la seva densitat.
• Biodegradació: Afavorint l’acció de determinats microorganismes que degraden els components del petroli. S’han d’afegir N i P i això pot produir eutrofització.

L’Organització Marítima Internacional (OMI) prohibeix els abocaments com a forma de neteja dels petroliers, obliga a l’ús del doble casc en els petroliers nous i a que els països pels quals circulen aquests vaixells tinguin plans d’emergència.

2.3.3. Contaminació derivada de la sobreexplotació d’aqüífers

Origina dos problemes: intrusió salina i mobilització d’aigües contaminades.

• Intrusió salina: Quan es gasta més aigua del compte en poblacions litorals durant els mesos d’estiu, els aqüífers disminueixen el seu nivell freàtic i l’aigua de mar penetra més cap a l’interior i ascendeix. Si la situació és molt manifesta, el pou pot bombar aigua salada.
• Mobilització d’aigües contaminades: Els contaminants es concentren quan disminueix la quantitat d’aigua i, a més, poden desplaçar-se cap al pou que s’està explotant.

3. La qualitat de l’aigua

Segons l’ús que tingui, els indicadors de la seva qualitat han de ser diferents. Hi ha tres grups:

3.1. Físics

• Terbolesa: Presència de partícules en suspensió, sobretot per erosió i transport dels sediments, però també per les aigües residuals.
• Sòlids en suspensió: Pes dels productes insolubles. És més útil si el valor és alt, com a les aigües residuals.
• Color: La matèria orgànica, els tanins, compostos de ferro, etc. poden tenyir l’aigua, igual que els colorants, alguns productes químics o miners.
• Olor i sabor: En principi, ha de ser insípida i inodora.
• Temperatura: Una temperatura elevada accelera la velocitat de les reaccions químiques i disminueix la solubilitat de l’oxigen.
• Conductivitat: Capacitat de l’aigua per conduir l’electricitat. És més elevada mentre més sals porta dissoltes.

3.2. Químics

• pH: Entre 6 i 9 a les aigües naturals. Les activitats biològiques (fotosíntesi, respiració...) o físiques (turbulències) influeixen en el valor de pH perquè varien la concentració de CO2 dissolt. La pluja àcida i els lixiviats dels abocadors donen lloc a un aigua àcida. Els detergents i els substrats carbonatats donen un caràcter bàsic a les aigües.
• Duresa: Suma de les concentracions de Ca i Mg. Les aigües subterrànies tenen valors més alts que les superficials.
• Oxigen dissolt: És un dels indicadors de qualitat de l’aigua més utilitzats. Valors per sota de 2 mg/l ocasionen la mort dels peixos. La seva solubilitat depèn de la temperatura.
• Indicadors de matèria orgànica: La matèria orgànica és un component típic de l’aigua que ha patit abocaments i està relacionada amb l’oxigen perquè, per degradar-la, es consumeix aquest. Mesurant la velocitat de consum de l’oxigen, podem saber la matèria orgànica que hi ha en una mostra. Hi ha tres maneres de mesurar-la: DBO, DQO i COT.
  • Demanda Bioquímica d’oxigen (DBO): Mesura l’oxidació (o sigui, el consum d’O2) feta per microorganismes. Dóna una idea de la contaminació orgànica. Es mesura l’oxigen al principi del procés i al final (als 5 dies, 10 dies...) i se sap així la matèria orgànica que hi havia. La temperatura ha de ser constant (normalment, 20 ºC) i, a més temps, més O2 consumit. Normalment es valora als 5 dies.
  • Demanda Química d’oxigen (DQO): Mesura l’oxidació feta per un oxidant químic estandarditzat (dicromat potàssic). Dóna una idea del grau de contaminació tant inorgànica com orgànica. Un valor molt utilitzat és la relació DBO5/DQO. Quan és inferior a 0,2 indica contaminació inorgànica i, si és superior a 0,6, contaminació orgànica.
  • Carboni Orgànic Total (COT): Mesura l’oxidació duta a terme en unes condicions que provoquen l’oxidació total de la matèria orgànica. Tot el carboni orgànic es transforma en CO2.
• Nutrients: N i P, fonamentalment. El N apareix en diferents formes a l’aigua (amoni, nitrat, nitrit o nitrogen orgànic). La concentració màxima de nitrats per a l’aigua potable és de 50 mg/l. El P es pot trobar en forma orgànica (formant part dels organismes aquàtics) o inorgànica (ortofosfats).
• Metalls: Hi ha molt diferents, cadascun amb la seva toxicitat. Els més perillosos: Hg, Cd i Pb. Són molt tòxics i s’acumulen a les cadenes tròfiques.

3.3. Indicadors biològics

Es basen en l’avaluació dels organismes de la comunitat que permeten donar una estimació de la qualitat de l’aigua. La presència de compostos anòmals a l’aigua o concentracions diferents de les substàncies habituals poden provocar efectes en els organismes, com:

• Canvis en les espècies d’organismes.
• Empobriment en el nombre d’espècies.
• Mortalitat general de les poblacions.
• Canvis metabòlics o deformacions morfològiques.

La Unió Europea potencia molt aquest tipus d’indicadors per controlar la qualitat de l’aigua. Hi ha diferents mètodes que empren indicadors biològics:

• Ecològics: Els més utilitzats per avaluar la qualitat de l’aigua. Es basen en les necessitats ecològiques dels diferents organismes. Una modificació ambiental suposa un canvi en el nombre d’espècies (biodiversitat), en l’abundància relativa del nombre d’espècies o el nombre d’individus existent. S’estableixen uns índexs biòtics que defineixen la qualitat de l’aigua segons les espècies que hi ha presents. Si la contaminació és elevada, només hi haurà espècies molt tolerants. Les més sensibles a la contaminació seran les primeres que desapareixeran. S’utilitzen organismes com bacteris, protozous, productors primaris, macroinvertebrats i peixos.
• Microbiològics: S’utilitzen bacteris (st E. coli) per mesurar la contaminació fecal.
• Fisiològics: Mesuren la velocitat a la qual els organismes presents són capaços de créixer, degradar un substrat o generar un producte. Si varia la velocitat, potser hi ha alteracions del seu estat fisiològic, provocat per contaminants.
• Ecotoxicològics: Mesuren la resistència de certs organismes als efectes nocius de la contaminació.

4. Depuració d’aigües residuals

Les aigües residuals són aquelles que han perdut qualitat després del seu ús. La depuració permet retornar les aigües al medi amb menys contaminació. La depuració consisteix en sotmetre l’aigua a uns processos que disminueixen o eliminen la càrrega contaminant. El tractament de la matèria orgànica, segons la normativa, s’ha de fer amb un tractament biològic, que és la part més important de la depuració.

1. Pretractament: S’eliminen els sòlids més grossos, greixos i sorres.
2. Tractament primari o fisicoquímic: Es deixa reposar l’aigua durant hores en un tanc de sedimentació i es decanten les substàncies sedimentables. Aquests sòlids s’envien a una línia de fangs per tractar-los amb addició de coagulants químics que afavoreixen la precipitació de la matèria.
3. Tractament secundari: S’accelera el procés biològic que es donaria a la natura amb l’acció de microorganismes que degraden la matèria orgànica.
4. Tractament terciari: Nova decantació per separar millor l’aigua tractada i la biomassa. Es pot eliminar al riu o al mar, però també es pot fer un tractament posterior, com la cloració, adsorció amb carbó activat o l’osmosi inversa.

Les dues fases de decantació generen molts sòlids (fangs o llots) que necessiten un tractament específic en una línia diferent a la de l’aigua.

5. La potabilització

És un procés encara més intens per a donar a l’aigua la qualitat necessària per al consum humà. Això es fa en les estacions de tractament d’aigua potable (ETAP). Hi ha diferents fases:

1. Captació i bombament: L’aigua es capta de rius i aqüífers mitjançant pous i una estació de bombament l’envia a les cambres de barreja i repartiment.
2. Cambres de barreja i repartiment: S’hi afegeixen a l’aigua substàncies floculants reactives i s’agita amb turbines per homogeneïtzar-la.
3. Decantadors: Els flocs cauen i es dipositen al fons del decantador. L’aigua neta queda a la part de dalt i, des d’allà, va als filtres.
4. Filtres de carbó i sorra: Retenen les partícules sòlides menors. Després, l’aigua s’analitza i desinfecta amb ozó i clor.
5. Dipòsit de sortida i estació de bombament: L’aigua s’emmagatzema en dipòsits, es tornen a repetir les anàlisis, es corregeix el clor i s’envia a la xarxa de distribució.