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� Identificación de fuentes de contaminación hacia el medio ambiente marino y sus efectos.

� Residuos metabólicos: materia orgánica, alimento, fecas, nutrientes, riles, etc.

Objetivo de la Clase PANORAMA GENERAL

• La creciente preocupación por el estado

del medio ambiente es parte de un fenómeno universal de deterioro ambiental

derivado de la utilización intensiva de los recursos naturales y el medio ambiente.

Regulación de la industria ?...

CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS

¿Qué son los Riles?

Los residuos industriales líquidos son aguas de desecho

generadas en establecimientos industriales como resultado de un proceso, actividad o servicio.

El incremento en materia orgánica origina cambios

fisicoquímicos en el sedimento, lo que ocasiona una

reducción de la diversidad biológica de los macroorganismos.

En sedimentos donde la difusión del oxígeno no está limitada

los microorganismos degradan la materia orgánica

consumiendo este gas. En lugares donde la tasa de

suministro de materia orgánica excede a la demanda, la

degradación ocurre mediante procesos metabólicos

anaerobios (sin oxígeno, produciendo gases sulfurados y

metano).

Estos procesos anaerobios liberan amonio, sulfuros y otros

iones o moléculas reducidas tóxicas.

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Es importante tener en cuenta que la cantidad de materia

orgánica depositada también depende de factores tales

como:

-La digestibilidad del alimento otorgado (a menor tasa de

digestibilidad, mayor será el aporte de materia orgánica al

fondo)

-La temperatura del agua de mar influye en la tasa

metabólica y por lo tanto el la tasa de consumo de alimento

en los peces.

- El estado sanitario de los peces, que puede influir en un

menor o mayor consumo de alimento.

Las partículas que se generan desde las balsas jaula son de

diferente tamaño, las que producto de las corrientes pueden

afectar áreas de diverso tamaño, sectores muy próximos o

bastante alejados de las balsas. El impacto de la materia

orgánica depositada puede ser pronosticado con

anterioridad, si se consideran la profundidad, las corrientes,

la capacidad de las partículas de flocular (agregarse), etc.

Los animales que viven asociados al sedimento y que

reciben aportes normales de materia orgánica son de

variados taxas, funciones y tamaños. Cuando el aumento de

materia orgánica es moderado, estas poblaciones tienden a

crecer. Sin embargo, el deterioro progresivo producto del

exceso de materia orgánica elimina los animales más

grandes, más longevos y con más capacidad de construcción

de túneles, dejando a los más pequeños, de rápido

crecimiento y oportunistas

Con el incremento de los aportes de materia orgánica, los

sedimentos se vuelven anóxicos y muy selectos organismos,

como poliquetos y nemátodos, pueden sobrevivir.

También se desarrolla metabolismo anaeróbico en la

superficie, la que puede ser cubierta por densas capas de

una bacteria llamada Beggiatoa

Altos flujos de agua que aporten oxígeno a la superficie del

sedimento, pueden permitir la sobrevivencia de la

macrofauna aún siendo anóxico el sedimento, pero si el flujo

se detiene , la macrofauna muere

Las tasas de degradación de materia orgánica de los

compuestos presentes en los desechos alimenticios son

similares en condiciones aeróbicas y anaeróbicas. Los

pequeños gusanos que dominan los sedimentos

enriquecidos con materia orgánica mejoran

significativamente su degradación, por mecanismos aún no

bien conocidos. Si ellos desaparecen producto de una severa

baja de oxígeno, la tasa de conversión de materia orgánica

también se reduce, produciendo un efecto de

retroalimentación negativa (menos gusanos, mas materia

orgánica).

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El tiempo necesario para que el ecosistema sedimentario se

recupere luego de un cese de las actividades de cultivo

debiera ser una medida recomendada. En Escocia, un

estudio de la recuperación del bentos, señaló como

necesario un período entre 21 a 24 meses.

Contaminación de mares y costas

El vertedero final para una gran parte de nuestros desechos es el océano. A él van a parar gran parte de los vertidos urbanos e

industriales. No sólo recibe las aguas residuales, sino que, en muchas ocasiones, se usa para arrojar las basuras o, incluso, los

residuos radiactivos.

El 80% de las substancias que contaminan el mar tienen su origen en

tierra.

Aproximadamente un tercio de la contaminación que llega a los

mares empieza siendo contaminación atmosférica pero después acaba cayendo a los océanos.

Alrededor del 60% de las especies viven en la franja de 60 Km más próxima a la costa. Todos ellos se ven especialmente afectados por la contaminación que afecta a los mares y océanos, especialmente en la cercanía de las costas, lo que es especialmente importante teniendo en cuenta que, según algunos cálculos, procede de las costas algo más de la mitad de todos los servicios que la naturaleza, en su conjunto, provee a la humanidad (que en un estudio hecho en 1987 se evaluaron en 21.500 miles de millones de dólares)

La capacidad purificadora de las grandes masas de agua marina es muy grande. En ellas se diluyen, dispersan o degradan ingentes cantidades de aguas fecales, hidrocarburos, desechos industriales e, incluso, materiales radiactivos. Por este motivo es muy tentador recurrir al barato sistema de arrojar al mar los residuos de los que queremos deshacernos; pero en muchos lugares, los excesos cometidos han convertido grandes zonas del mar en desiertos de vida o en cloacas malolientes.

El exceso de aporte de nutrientes (materia orgánica) causa

eutrofización en grandes zonas marítimas. Se ha perdido gran parte de su fauna como consecuencia del enriquecimiento de nutrientes

continuado por el excesivo crecimiento de las algas y del

empobrecimiento en oxígeno provocado por la putrefacción de estas algas.

Un río, un lago, un embalse o el mar sufren eutrofización cuando sus

aguas se enriquecen en nutrientes. Podría parecer a primera vista que

es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque asípodrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan

sencilla. El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en

abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto

nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad.El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno

disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los

seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.

Eutrofización

Los vertidos son la principal fuente de contaminación de las costas. En

la mayor parte de los países en vías de desarrollo y en muchos lugares de los desarrollados, los vertidos de las ciudades se suelen hacer

directamente al mar, sin tratamientos previos de depuración.Además, las zonas donde la renovación del agua es más lenta

(marismas, estuarios, bahías, puertos) son las más maltratadas. En

ellas es frecuente encontrar peces con tumores y graves enfermedades, o moluscos y crustáceos cuya pesca y consumo están prohibidos,

porque contienen altas dosis de productos tóxicos.

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Nutrientes que eutrofizan las aguas

Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los

nitratos. En algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los lagos de agua dulce, pero en muchos

mares el factor limitante es el nitrógeno para la mayoría de las

especies de plantas.

Substancias contaminantes del agua

• Microorganismos patógenos

• Desechos orgánicos

• Substancias químicas inorgánicas

• Nutrientes vegetales inorgánicos

• Compuestos orgánicos

• Sedimentos y materiales suspendidos

• Substancias radiactivas

• Contaminación térmica

Microorganismos Patógenos.

Son los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros

organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías de

desarrollo las enfermedades producidas por estos patógenos son

uno de los motivos más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños.

Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros

restos orgánicos que producen las personas infectadas. Por esto, un buen índice para medir la salubridad de las aguas, en lo que

se refiere a estos microorganismos, es el número de bacterias

coliformes presentes en el agua. La OMS (Organización Mundial de la Salud) recomienda que en el agua para beber haya 0

colonias de coliformes por 100 ml de agua.

Desechos orgánicos

Son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres

humanos, peces etc. Incluyen heces y otros materiales que puedenser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con

consumo de oxígeno. Cuando este tipo de desechos se encuentran

en exceso, la proliferación de bacterias agota el oxígeno, y ya no pueden vivir en estas aguas peces y otros seres vivos que necesitan

oxígeno. Buenos índices para medir la contaminación por desechos orgánicos son la cantidad de oxígeno disuelto, OD, en agua, o la

DBO (Demanda Biológica de Oxígeno).

Oxígeno Disuelto (OD):

Es la medida del oxígeno disuelto en el agua, expresado

normalmente en ppm (partes por millón). La solubilidad del oxígeno

en el agua depende de la temperatura: a mayor temperatura menos oxígeno se disuelve. Por otra parte si el agua está contaminada tiene

muchos microorganismos y materia orgánica y la gran actividad respiratoria disminuye el oxígeno disuelto. Un nivel alto de OD indica

que el agua es de buena calidad.

Demanda Biológica de Oxígeno (DBO):

Es el oxígeno que se consume en un determinado volumen de agua

en un plazo fijo de tiempo (5 días), a una temperatura estándar (15ºC

y en condiciones de oscuridad. Nos indica la materia orgánica presente en el agua, porque cuanta más hay, más activas estarán las

bacterias aerobias, y más oxígeno se consumirá. Por tanto si la DBO

es alta indica contaminación y mala calidad de este agua y al revés.

Sustancias químicas inorgánicas

En este grupo están incluidos ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo. Si están en cantidades altas pueden causar

graves daños a los seres vivos, disminuir los rendimientos agrícolas y

corroer los equipos que se usan para trabajar con el agua.

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Nutrientes vegetales inorgánicos

Nitratos y fosfatos son sustancias solubles en agua que las plantas

necesitan para su desarrollo, pero si se encuentran en cantidad

excesiva inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofización de las aguas. Cuando estas

algas y otros vegetales mueren, al ser descompuestos por los

microorganismos, se agota el oxígeno y se hace imposible la vida de otros seres vivos. El resultado es un agua maloliente e inutilizable.

Compuestos orgánicos

Muchas moléculas orgánicas como petróleo, gasolina, plásticos,

plaguicidas, disolventes, detergentes, etc. acaban en el agua y permanecen, en algunos casos, largos períodos de tiempo, porque, al

ser productos fabricados por el hombre, tienen estructuras

moleculares complejas difíciles de degradar por los microorganismos

Sedimentos y materiales suspendidos

Muchas partículas arrancadas del suelo y arrastradas a las aguas,

junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas, son, en términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua. La

turbidez que provocan en el agua dificulta la vida de algunos organismos, y los sedimentos que se van acumulando destruyen sitios

de alimentación o desove de los peces, rellenan lagos o pantanos y

obstruyen canales, rías y puertos

Sustancias radiactivas

Isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a

veces, se pueden ir acumulando a los largo de las cadenas tróficas, alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos

tejidos vivos que las que tenían en el agua

Contaminación térmica

El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos

industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o

embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxígeno y afecta a la vida de los organismos

El agua pura tiene una conductividad eléctrica muy baja. El agua natural tiene iones en disolución y su conductividad es mayor y proporcional a la cantidad y características de esos electrolitos. Por esto se usan los valores de conductividad como índice aproximado de concentración de solutos. Como la temperatura modifica la conductividad las medidas se deben hacer a 20ºC

Conductividad

Los detergentes producen espumas y añaden fosfato al agua (eutrofización). Disminuyen mucho el poder autodepurador de los ríos al dificultar la actividad bacteriana. También interfieren en los procesos de floculación y sedimentación en las estaciones depuradoras.

Espumas

Las aguas naturales tienen unos valores de radiactividad, debidos sobre todo a isotopos del K. Algunas actividades humanas pueden contaminar el agua con isótopos radiactivos.

Radiactividad

Partículas como arcillas, limo y otras, aunque no lleguen a estar disueltas, son arrastradas por el agua de dos maneras: en suspensión estable (disoluciones coloidales); o en suspensión que sólo dura mientras el movimiento del agua las arrastra. Las suspendidas coloidalmente sólo precipitarán después de haber sufrido coagulación o floculación (reunión de varias partículas)

Materiales en suspensión

El aumento de temperatura disminuye la solubilidad de gases (oxígeno) y aumenta, en general, la de las sales. Aumenta la velocidad de las reacciones del metabolismo, acelerando la putrefacción. La temperatura óptima del agua para beber está entre 10 y 14ºC.Las centrales nucleares, térmicas y otras industrias contribuyen a la contaminación térmica de las aguas, a veces de forma importante.

Temperatura

Compuestos químicos presentes en el agua como los fenoles, diversos hidrocarburos, cloro, materias orgánicas en descomposición o esencias liberadas por diferentes algas u hongos pueden dar olores y sabores muy fuertes al agua, aunque estén en muy pequeñas concentraciones. Las sales o los minerales dan sabores salados o metálicos, en ocasiones sin ningún olor.

Olor y sabor

El agua no contaminada suele tener ligeros colores rojizos, pardos, amarillentos o verdosos debido, principalmente, a los compuestos húmicos, férricos o los pigmentos verdes de las algas que contienen..Las aguas contaminadas pueden tener muy diversos colores pero, en general, no se pueden establecer relaciones claras entre el color y el tipo de contaminación

Color

Características y contaminación que indicaAlteraciones físicas

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Los aceites y grasas procedentes de restos de alimentos o de procesos industriales (automóviles, lubricantes, etc.) son difíciles de metabolizar por las bacterias y flotan formando películas en el agua que dañan a los seres vivos. Los fenoles pueden estar en el agua como resultado de contaminación industrial y cuando reaccionan con el cloro que se añade como desinfectante forman clorofenoles que son un serio problema porque dan al agua muy mal olor y sabor. La contaminación con pesticidas, petróleo y otros hidrocarburos se estudia con detalle en los capítulos correspondientes.

Compuestos orgánicos

indica salinidad están relacionados con la dureza del agua contaminación con fertilizantes y heces de efectos muy nocivos; se bioacumulan en la cadena trófica; (se estudian con detalle en el capítulo correspondiente)

Cationes: sodio calcio y magnesio amonio metales pesados

indican salinidad indican contaminación agrícolaindican actividad bacteriólogicaindican detergentes y fertilizantes indican acción bacteriológica anaerobia (aguas negras, etc.) indican contaminación de origen industrial en algunos casos se añaden al agua para la prevención de las caries, aunque es una práctica muy discutida.

Aniones: clorurosnitratos nitritos fosfatos sulfuros cianuros fluoruros

El fósforo, como el nitrógenos, es nutriente esencial para la vida. Su exceso en el agua provoca eutrofización. El fósforo total incluye distintos compuestos como diversos ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico. La determinación se hace convirtiendo todos ellos en ortofosfatos que son los que se determinan por análisis químico.

Fósforo total

Varios compuestos de nitrógeno son nutrientes esenciales. Su presencia en las aguas en exceso es causa de eutrofización. El nitrógeno se presenta en muy diferentes formas químicas en las aguas naturales y contaminadas. En los análisis habituales se suele determinar el NTK (nitrógeno total Kendahl) que incluye el nitrógeno orgánico y el amoniacal. El contenido en nitratos y nitritos se da por separado.

Nitrógeno total

Es la cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar los materiales contenidos en el agua con un oxidante químico (normalmente dicromato potásico en medio ácido). Se determina en tres horas y, en la mayoría de los casos, guarda una buena relación con la DBO por lo que es de gran utilidad al no necesitar los cinco días de la DBO. Sin embargo la DQO no diferencia entre materia biodegradable y el resto y no suministra información sobre la velocidad de degradación en condiciones naturales.

Materiales oxidables: Demanda Química de Oxígeno (DQO)

DBO5 es la cantidad de oxígeno disuelto requerido por los microorganismos para la oxidación aerobia de la materia orgánica biodegradable presente en el agua. Se mide a los cinco días. Su valor da idea de la calidad del agua desde el punto de vista de la materia orgánica presente y permite prever cuanto oxígeno será necesario para la depuración de esas aguas e ir comprobando cual está siendo la eficacia del tratamiento depurador en una planta.

Materia orgánica biodegradable: Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)

Las aguas superficiales limpias suelen estar saturadas de oxígeno, lo que es fundamental para la vida. Si el nivel de oxígeno disuelto es bajo indica contaminación con materia orgánica, septicización, mala calidad del agua e incapacidad para mantener determinadas formas de vida.

Oxígeno disuelto OD

Las aguas naturales pueden tener pH ácidos por el CO2 disuelto desde la atmósfera o proveniente de los seres vivos; por ácido sulfúrico procedente de algunos minerales, por ácidos húmicos disueltos del mantillo del suelo. La principal substancia básica en el agua natural es el carbonato cálcico que puede reaccionar con el CO2 formndo un sistema tampón carbonato/bicarbonato. Las aguas contaminadas con vertidos mineros o industriales pueden tener pH muy ácido. El pH tiene una gran influencia en los procesos químicos que tienen lugar en el agua, actuación de los floculantes, tratamientos de depuración, etc.

pH

Contaminación que indicaAlteraciones químicas

EutrofizaciónAnimales, plantas, microorganismos

diversos

Desechos fecales y restos orgánicosVirus

Desechos fecalesBacterias coliformes

Contaminación que indicanAlteraciones biológicas del agua

Anemia y fatiga continuasEsquistosomiasisGusanos

Diarrea severa, escalofríos y fiebre. Puede ser grave si no se trata

Disentería amebianaProtozoos

Dolores musculares intensos. Debilidad. Temblores. Parálisis. Puede ser mortal

PoliomelitisVirus

Inflamación del hígado e ictericia. Puede causar daños permanentes en el hígado

HepatitisVirus

Náuseas y vómitos. Dolor en el digestivo. Poco riesgo de muerte

GastroenteritisBacterias

Diarrea. Raramente es mortal en adultos, pero produce la muerte de muchos niños en países poco desarrollados

DisenteríaBacterias

Fiebres. Diarreas y vómitos. Inflamación del bazo y del intestino.

TifusBacterias

Diarreas y vómitos intensos. Deshidratación. Frecuentemente es mortal si no se trata adecuadamente

CóleraBacterias

SíntomasEnfermedadTipo demicroorganismo

Marea Roja

La Marea Roja es un fenómeno natural del medio ambiente acuático que se caracteriza por un aumento explosivo en la concentración de microorganismos fitoplanctónicos, especialmente dinoflagelados. A este aumento se le suele llamar “Bloom de Algas” o “Florecimiento de Algas”

En general, estas floraciones son beneficiosas, pues las microalgas son el alimento natural de muchos organismos, pero también existen floraciones nocivas a las que se le denominan FANs (Florecimiento de Algas Nocivas)

• La marea roja no afecta a los peces. Existen otros microorganismos fitoplanctonicos que sin ser tóxicos han provocado floraciones nocivas, actuando vía disminución del oxigeno disuelto en el agua y por lo tanto afectando la respiración de los peces. Estos microorganismos son las diatomeas Chaetoceros convolutus, una especie que posee setas con dientes aserrados, que irritan las branquias, originando una sobreproducción de mucus como mecanismo defensivo y provocando como consecuencia la asfixia del pez y el Leptocylindrus minimus y el dinoflagelado Prorocentrum micans

Floraciones Algales en la Acuicultura