Ecología del agua

Indice
1.
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 orgánicos
La
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 agua
La 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 minerales
La 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
eutróficos
Los 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.