Durante al menos dos milenios, la calidad del agua natural se ha deteriorado progresivamente y ha alcanzado niveles de contaminación en los que los usos del agua están severamente limitados o el agua puede ser dañina para los humanos. Este deterioro está relacionado con el desarrollo socioeconómico dentro de la cuenca de un río, pero el transporte atmosférico de contaminantes a larga distancia ha cambiado este panorama: incluso las áreas remotas pueden contaminarse indirectamente (Meybeck y Helmer 1989).

Los informes y quejas medievales sobre la eliminación inadecuada de excretas, cursos de agua fétidos y malolientes dentro de ciudades superpobladas y otros problemas similares fueron una manifestación temprana de la contaminación del agua urbana. La primera vez que se estableció un vínculo causal claro entre la mala calidad del agua y los efectos sobre la salud humana fue en 1854, cuando John Snow rastreó el brote de la epidemia de cólera en Londres hasta una fuente de agua potable en particular.

Desde mediados del siglo XX, y simultáneamente con el inicio del crecimiento industrial acelerado, varios tipos de problemas de contaminación del agua han ocurrido en rápida sucesión. La Figura 1 ilustra los tipos de problemas a medida que se hicieron evidentes en las aguas dulces europeas.

Figura 1. Tipos de problemas de contaminación del agua

Al resumir la situación europea se puede afirmar que: (1) los desafíos del pasado (patógenos, balance de oxígeno, eutrofización, metales pesados) han sido reconocidos, investigados y los controles necesarios identificados y más o menos implementados y (2) la Los desafíos de hoy son de una naturaleza diferente: por un lado, las fuentes de contaminación “tradicionales” puntuales y difusas (nitratos) y los problemas de contaminación ambiental omnipresentes (orgánicos sintéticos) y, por otro lado, los problemas de “tercera generación” que interfieren con los ciclos globales (acidificación, cambio climático). 

En el pasado, la contaminación del agua en los países en desarrollo se debía principalmente a la descarga de aguas residuales sin tratar. Hoy es más complejo como resultado de la producción de desechos peligrosos de las industrias y el rápido aumento del uso de pesticidas en la agricultura. De hecho, la contaminación del agua hoy en algunos países en desarrollo, al menos en los de reciente industrialización, es peor que en los países industrializados (Arceivala 1989). Desafortunadamente, los países en desarrollo, en general, se están quedando atrás en el control de sus principales fuentes de contaminación. Como consecuencia, su calidad ambiental se está deteriorando gradualmente (OMS/PNUMA 1991).

Tipos y Fuentes de Contaminación

Existe un gran número de agentes, elementos y compuestos microbianos que pueden causar la contaminación del agua. Se pueden clasificar en: organismos microbiológicos, compuestos orgánicos biodegradables, materia en suspensión, nitratos, sales, metales pesados, nutrientes y microcontaminantes orgánicos.

Organismos microbiológicos

Los organismos microbiológicos son comunes en cuerpos de agua dulce contaminados particularmente por descargas de aguas residuales domésticas no tratadas. Estos agentes microbianos incluyen bacterias patógenas, virus, helmintos, protozoos y varios organismos multicelulares más complejos que pueden causar enfermedades gastrointestinales. Otros organismos son de naturaleza más oportunista, infectando a individuos susceptibles a través del contacto corporal con agua contaminada o por inhalación de gotas de agua de mala calidad en aerosoles de diversos orígenes.

Compuestos orgánicos biodegradables

Las sustancias orgánicas de origen natural (detritos terrestres alóctonos o restos autóctonos de plantas acuáticas) o de fuentes antropogénicas (desechos domésticos, agrícolas y algunos industriales) son descompuestas por microbios aerobios a medida que el río continúa su curso. La consecuencia es una disminución del nivel de oxígeno aguas abajo de la descarga de aguas residuales, lo que perjudica la calidad del agua y la supervivencia de la biota acuática, en particular de los peces de alta calidad.

Materia particular

El material particulado es un importante portador de contaminantes orgánicos e inorgánicos. La mayoría de los metales pesados ​​tóxicos, los contaminantes orgánicos, los patógenos y los nutrientes, como el fósforo, se encuentran en la materia en suspensión. Una cantidad apreciable del material orgánico biodegradable responsable del consumo de oxígeno disuelto de los ríos también se encuentra en partículas suspendidas. El material particulado proviene de la urbanización y construcción de carreteras, deforestación, operaciones mineras, operaciones de dragado en ríos, fuentes naturales que están vinculadas a la erosión continental o eventos catastróficos naturales. Las partículas más gruesas se depositan en los lechos de los ríos, en los embalses, en la llanura aluvial y en los humedales y lagos.

Nitratos

La concentración de nitratos en las aguas superficiales no contaminadas oscila entre menos de 0.1 y un miligramos por litro (expresado como nitrógeno), por lo que los niveles de nitrato superiores a 1 mg/l indican influencias antropogénicas, como la descarga de desechos municipales y la escorrentía urbana y agrícola. . La precipitación atmosférica también es una fuente importante de nitrato y amoníaco para las cuencas fluviales, particularmente en áreas no afectadas por fuentes directas de contaminación, por ejemplo, algunas regiones tropicales. Las altas concentraciones de nitrato en el agua potable pueden provocar una toxicidad aguda en los lactantes alimentados con biberón durante sus primeros meses de vida, o en los ancianos, un fenómeno denominado metahemoglobinemia.

Sales

La salinización del agua puede ser causada por condiciones naturales, como la interacción geoquímica de las aguas con suelos salados o por actividades antropogénicas, incluida la agricultura de regadío, la intrusión de agua de mar debido al bombeo excesivo de aguas subterráneas en islas y zonas costeras, la eliminación de desechos industriales y de salmueras de yacimientos petrolíferos. , deshielo de carreteras, lixiviados de vertederos y alcantarillas con fugas.

Si bien obstaculiza los usos beneficiosos, particularmente para el riego de cultivos sensibles o para beber, la salinidad en sí misma puede no ser directamente dañina para la salud, incluso en niveles muy altos, pero los efectos indirectos pueden ser dramáticos. La pérdida de tierras agrícolas fértiles y la reducción del rendimiento de los cultivos causada por el anegamiento y la salinización del suelo de las zonas de regadío destruyen los medios de subsistencia de comunidades enteras y provocan penurias en forma de escasez de alimentos.

Metales pesados

Los metales pesados ​​como el plomo, el cadmio y el mercurio son microcontaminantes y de especial interés ya que tienen importancia para la salud y el medio ambiente debido a sus características de persistencia, alta toxicidad y bioacumulación.

Hay básicamente cinco fuentes de metales pesados ​​que contribuyen a la contaminación del agua: meteorización geológica, que proporciona el nivel de fondo; procesamiento industrial de minerales y metales; el uso de metales y compuestos metálicos, como sales de cromo en curtiembres, compuestos de cobre en agricultura y tetraetilo de plomo como agente antidetonante en gasolina; lixiviación de metales pesados ​​de desechos domésticos y vertederos de desechos sólidos; y metales pesados ​​en excreciones humanas y animales, particularmente zinc. Los metales liberados al aire por los automóviles, la quema de combustible y las emisiones de procesos industriales pueden asentarse en la tierra y, en última instancia, escurrirse a las aguas superficiales.

Nutrientes

Eutrofización se define como el enriquecimiento de las aguas con nutrientes para las plantas, principalmente fósforo y nitrógeno, lo que lleva a un mayor crecimiento de las plantas (tanto algas como macrófitas) que da como resultado la proliferación visible de algas, algas flotantes o macrófitas, algas bentónicas y aglomeraciones sumergidas de macrófitas. Al descomponerse, este material vegetal conduce al agotamiento de las reservas de oxígeno de los cuerpos de agua, lo que, a su vez, provoca una serie de problemas secundarios como la mortalidad de peces y la liberación de gases corrosivos y otras sustancias indeseables, como gas carbónico, metano, sulfuro de hidrógeno, sustancias organolépticas (que causan sabor y olor), toxinas, etc.

La fuente de compuestos de fósforo y nitrógeno son principalmente aguas residuales domésticas sin tratar, pero otras fuentes, como el drenaje de tierras agrícolas fertilizadas artificialmente, la escorrentía superficial de la ganadería intensiva y algunas aguas residuales industriales también pueden aumentar sustancialmente el nivel trófico de lagos y embalses, en particular en los países tropicales en desarrollo.

Los principales problemas asociados con la eutrofización de lagos, embalses y embalses son: agotamiento de oxígeno de la capa inferior de lagos y embalses; deterioro de la calidad del agua, lo que genera dificultades en el tratamiento, en particular para la eliminación de sustancias que causan el sabor y el olor; deterioro recreativo, aumento de los riesgos para la salud de los bañistas y falta de estética; el deterioro de las pesquerías debido a la mortalidad de los peces y al desarrollo de poblaciones de peces indeseables y de baja calidad; envejecimiento y reducción de la capacidad de retención de lagos y embalses por sedimentación; y aumento de problemas de corrosión en tuberías y otras estructuras.

Microcontaminantes orgánicos

Los microcontaminantes orgánicos se pueden clasificar en grupos de productos químicos en función de cómo se utilizan y, en consecuencia, cómo se dispersan en el medio ambiente:

• Los pesticidas son sustancias, generalmente sintéticas, que se introducen deliberadamente en el medio ambiente para proteger cultivos o controlar vectores de enfermedades. Se encuentran en varias familias bien diferenciadas, tales como insecticidas organoclorados, insecticidas organofosforados, herbicidas del tipo de las hormonas vegetales, triazinas, ureas sustituidas y otros.

• Materiales para uso doméstico e industrial generalizado comprenden sustancias orgánicas volátiles utilizadas como disolventes de extracción, disolventes para desengrasar metales y ropa de limpieza en seco, y propulsores para uso en envases de aerosol. Este grupo también incluye derivados halogenados de metano, etano y etileno. Como son ampliamente utilizados, sus tasas de dispersión en el medio ambiente, en comparación con las cantidades producidas, son generalmente altas. También forman parte del grupo los hidrocarburos aromáticos policíclicos, cuya presencia en el medio ambiente resulta de la extracción, transporte y refino de productos petrolíferos y de la dispersión de los productos de combustión resultantes de su uso (gasolina y fuelóleo).

• Materiales utilizados esencialmente en la industria incluyen sustancias que son agentes directos o intermedios de síntesis química, como el tetracloruro de carbono para sintetizar freones; cloruro de vinilo para polimerizar PVC; y derivados clorados de benceno, naftaleno, fenol y anilina para la fabricación de colorantes. El grupo también contiene productos terminados utilizados en sistemas cerrados, como fluidos de intercambio de calor y dieléctricos.

Los microcontaminantes orgánicos se generan a partir de fuentes puntuales y difusas, ya sean urbanas o rurales. La mayor parte se origina en las principales actividades industriales, como la refinación de petróleo, la minería del carbón, la síntesis orgánica y la fabricación de productos sintéticos, las industrias del hierro y el acero, la industria textil y la industria de la madera y la celulosa. Los efluentes de las fábricas de plaguicidas pueden contener cantidades considerables de estos productos manufacturados. Una proporción significativa de los contaminantes orgánicos se vierten en el medio acuático como escorrentía de las superficies urbanas; y en las zonas agrícolas, los plaguicidas aplicados a los cultivos pueden llegar a las aguas superficiales a través de la escorrentía del agua de lluvia y el drenaje artificial o natural. Además, las descargas accidentales han provocado graves daños ecológicos y el cierre temporal de los suministros de agua.

Contaminación Urbana

Debido a este escenario de contaminación multifacético, agresivo y en constante expansión, el problema de mantener la calidad de los recursos hídricos se ha vuelto agudo, particularmente en las áreas más urbanizadas del mundo en desarrollo. El mantenimiento de la calidad del agua se ve obstaculizado por dos factores: la falta de control de la contaminación en las principales fuentes, especialmente en las industrias, y la insuficiencia de los sistemas de saneamiento y de recolección y eliminación de basura (OMS 1992b). Vea algunos ejemplos de contaminación del agua en diferentes ciudades de países en desarrollo.

Ejemplos de contaminación del agua en ciudades seleccionadas

Karachi (Pakistán)

El río Lyari, que atraviesa Karachi, la ciudad industrial más grande de Pakistán, es un desagüe abierto tanto desde el punto de vista químico como microbiológico, una mezcla de aguas residuales sin tratar y efluentes industriales sin tratar. La mayoría de los efluentes industriales provienen de un polígono industrial con unas 300 industrias principales y casi tres veces más unidades pequeñas. Las tres quintas partes de las unidades son fábricas textiles. La mayoría de las otras industrias en Karachi también descargan efluentes sin tratar en el cuerpo de agua más cercano.

Alexandria, Egipto)

Las industrias de Alejandría representan alrededor del 40% de toda la producción industrial de Egipto y la mayoría vierten desechos líquidos sin tratar en el mar o en el lago Maryut. En la última década, la producción de pescado en el lago Maryut disminuyó en un 80% debido a la descarga directa de efluentes industriales y domésticos. El lago también ha dejado de ser un sitio recreativo de primer orden debido a su mal estado. Una degradación ambiental similar se está produciendo a lo largo de la costanera como resultado de la descarga de aguas residuales sin tratar de emisarios mal ubicados.

Shanghai, China)

Unos 3.4 millones de metros cúbicos de desechos industriales y domésticos se vierten principalmente en el arroyo Suzhou y el río Huangpu, que atraviesa el corazón de la ciudad. Estos se han convertido en las principales alcantarillas (abiertas) de la ciudad. La mayor parte de los desechos son industriales, ya que pocas casas cuentan con retretes. El Huangpu ha estado esencialmente muerto desde 1980. En total, se trata menos del 5% de las aguas residuales de la ciudad. El nivel freático normalmente alto también significa que una variedad de toxinas de las plantas industriales y los ríos locales llegan a las aguas subterráneas y contaminan los pozos, que también contribuyen al suministro de agua de la ciudad.

São Paulo, Brasil)

El río Tiete, a su paso por el Gran São Paulo, una de las mayores aglomeraciones urbanas del mundo, recibe diariamente 300 toneladas de efluentes de 1,200 industrias ubicadas en la región. El plomo, el cadmio y otros metales pesados ​​se encuentran entre los principales contaminantes. También recibe 900 toneladas de aguas residuales cada día, de las cuales solo el 12.5% es tratado por las cinco estaciones depuradoras ubicadas en la zona.

Fuente: Basado en Hardoy y Satterthwaite 1989.

Impactos en la salud de la contaminación microbiana

Las enfermedades derivadas de la ingestión de patógenos en aguas contaminadas son las de mayor impacto a nivel mundial. “Se estima que el 80% de todas las enfermedades y más de un tercio de las muertes en los países en desarrollo son causadas por el consumo de agua contaminada y, en promedio, hasta una décima parte del tiempo productivo de cada persona se sacrifica por enfermedades relacionadas con el agua” (CNUMAD 1992). Las enfermedades transmitidas por el agua son la categoría individual más grande de enfermedades transmisibles que contribuyen a la mortalidad infantil en los países en desarrollo y solo superadas por la tuberculosis en la contribución a la mortalidad de adultos, con un millón de muertes por año.

El número total anual de casos de cólera notificados a la OMS por sus estados miembros ha alcanzado niveles sin precedentes durante la séptima pandemia, con un pico de 595,000 casos en 1991 (OMS 1993). La Tabla 1 muestra las tasas globales de morbilidad y mortalidad de las principales enfermedades relacionadas con el agua. Estas cifras, en muchos casos, están muy subestimadas, ya que muchos países notifican los casos de enfermedades de forma bastante irregular.

Tabla 1. Tasas globales de morbilidad y mortalidad de las principales enfermedades relacionadas con el agua

Fuente: Galal-Gorchev 1994.

Impactos en la salud de la contaminación química

Los problemas de salud asociados con las sustancias químicas disueltas en el agua surgen principalmente de su capacidad para causar efectos adversos después de períodos prolongados de exposición; de particular preocupación son los contaminantes que tienen propiedades tóxicas acumulativas tales como metales pesados ​​y algunos microcontaminantes orgánicos, sustancias que son cancerígenas y sustancias que pueden causar efectos reproductivos y de desarrollo. Otras sustancias disueltas en el agua son ingredientes esenciales de la ingesta dietética y otras son neutrales con respecto a las necesidades humanas. Los productos químicos en el agua, particularmente en el agua potable, se pueden clasificar en tres categorías típicas con el propósito de impacto en la salud (Galal-Gorchev 1986):

• Sustancias que ejercen una toxicidad aguda o crónica tras su consumo. La gravedad del deterioro de la salud aumenta con el aumento de su concentración en el agua potable. Por otro lado, por debajo de un determinado umbral de concentración no se pueden observar efectos en la salud, es decir, el metabolismo humano puede manejar esta exposición sin efectos medibles a largo plazo. Varios metales, nitratos, cianuros, etc. entran dentro de esta categoría.

• sustancias genotóxicas, que causan efectos en la salud tales como carcinogenicidad, mutagenicidad y defectos de nacimiento. De acuerdo con el pensamiento científico actual, no existe un nivel de umbral que pueda considerarse seguro, ya que cualquier cantidad de la sustancia ingerida contribuye a un aumento del cáncer y riesgos similares. Se utilizan complejos modelos matemáticos de extrapolación para determinar tales riesgos, ya que existe muy poca evidencia epidemiológica. Los compuestos orgánicos sintéticos, muchos microcontaminantes orgánicos clorados, algunos pesticidas y el arsénico se encuentran dentro de esta categoría.

• Para algunos elementos, como el flúor, el yodo y el selenio, el aporte del agua potable es crucial y, en caso de deficiencia, provoca efectos más o menos graves en la salud. Sin embargo, en altas concentraciones, estas mismas sustancias causan efectos igualmente graves para la salud, pero de diferente naturaleza.

Impactos ambientales

Los impactos de la contaminación ambiental en la calidad del agua dulce son numerosos y existen desde hace mucho tiempo. El desarrollo industrial, el advenimiento de la agricultura intensiva, el desarrollo exponencial de las poblaciones humanas y la producción y uso de decenas de miles de productos químicos sintéticos se encuentran entre las principales causas del deterioro de la calidad del agua a escala local, nacional y mundial. El principal problema de la contaminación del agua es la interferencia con los usos reales o planificados del agua.

Una de las causas más graves y omnipresentes de la degradación ambiental es la descarga de desechos orgánicos en los cursos de agua (ver "Compuestos orgánicos biodegradables" más arriba). Esta contaminación es principalmente preocupante en el medio ambiente acuático, donde muchos organismos, por ejemplo, los peces, requieren altos niveles de oxígeno. Un efecto secundario grave de la anoxia del agua es la liberación de sustancias tóxicas de partículas y sedimentos del fondo de ríos y lagos. Otros efectos de la contaminación por descargas de aguas residuales domésticas en cursos de agua y acuíferos incluyen la acumulación de niveles de nitrato en ríos y aguas subterráneas, y la eutrofización de lagos y embalses (ver arriba, “Nitratos” y “Sales”). En ambos casos, la contaminación es un efecto sinérgico de los efluentes cloacales y la escorrentía o infiltración agrícola.

Impactos económicos

Las consecuencias económicas de la contaminación del agua pueden ser bastante graves debido a los efectos perjudiciales para la salud humana o el medio ambiente. El deterioro de la salud a menudo reduce la productividad humana y la degradación ambiental reduce la productividad de los recursos hídricos utilizados directamente por las personas.

La carga económica de la enfermedad puede expresarse no solo en costos de tratamiento, sino también en la cuantificación de la pérdida de productividad. Esto es particularmente cierto en el caso de enfermedades principalmente incapacitantes, como la diarrea o el gusano de Guinea. En la India, por ejemplo, se estima que se pierden alrededor de 73 millones de días de trabajo al año debido a enfermedades relacionadas con el agua (Arceivala 1989).

Las deficiencias en el saneamiento y las epidemias resultantes también pueden dar lugar a graves sanciones económicas. Esto se hizo más evidente durante la reciente epidemia de cólera en América Latina. Durante la epidemia de cólera en Perú, las pérdidas por la reducción de las exportaciones agrícolas y el turismo se estimaron en mil millones de dólares estadounidenses. Esto es más del triple de lo que el país había invertido en servicios de abastecimiento de agua y saneamiento durante la década de 1980 (Banco Mundial 1992).

Los recursos hídricos afectados por la contaminación se vuelven menos aptos como fuentes de agua para el abastecimiento municipal. Como consecuencia, se debe instalar un tratamiento costoso o se debe canalizar agua limpia desde lugares lejanos a la ciudad a costos mucho más altos.

En los países en desarrollo de Asia y el Pacífico, la Comisión Económica y Social para Asia y el Pacífico (CESPAP) estimó en 1985 que los daños ambientales costaban alrededor del 3% del PNB, lo que ascendía a 250 1 millones de dólares EE.UU., mientras que el costo de reparar tales daños el daño oscilaría alrededor del XNUMX%.

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