CONTAMINACIÓN

Fuentes de las sustancias químicas que entran al ambiente

Para entender cómo pasan al ambiente los materiales peligrosos, tenemos que atender a varios aspectos de la vida y el trabajo en nuestra sociedad. Si consideramos todos los materiales que usamos: champú, pasta dental, el aparato de TV, etc. Todos son producto de la tecnología química y cuando los usamos es apenas una etapa en el ciclo de vida de los productos, el cual se refiere a todos los pasos, desde extraer la materia prima hasta la eliminación final.

Por ejemplo, cuando usamos un detergente está implícito que hubo que obtener la materia prima y que producir varias sustancias químicas para elaborarlo lo mismo que el empaque. Es inevitable que haya desechos y subproductos químicos en los procesos de producción. Además, piense en los riesgos de accidentes y derrames durante la manufactura y transporte de la materia prima, el producto terminado o los desperdicios. Por último ¿qué pasa con el detergente que luego de su uso se va por el caño? ¿Y qué ocurre con el envase que va a la basura con algo de jabón todavía? Multiplique esto por los cientos de miles de productos que utilizan miles de millones de personas en hogares, fábricas y empresas y tendrá una idea de la magnitud de la situación. En cada etapa -extracción de la materia prima, manufactura, uso y desecho- varios productos y subproductos químicos pasan al medio, con posibles consecuencias tanto para la salud humana como para el ambiente (Fig. 14.1:347).

Las emisiones de sustancias químicas ocurren en cualquier sector de las plantas industriales más grandes lo mismo que en las tiendas pequeñas y los hogares. Mientras que los grandes acontecimientos en los que se escapan grandes cantidades de un agente químico constituyen desastres y acaparan los encabezados de los diarios, las cantidades totales que ingresan en el ambiente en forma rutinaria por millones de hogares y centros de trabajo es mucho mayor y presenta un riesgo general importante para la sociedad.

La naturaleza de los riesgos químicos

Los contaminantes se pueden definir como aquellos elementos, compuestos, o substancias sólidas, líquidas o gaseosas, que presentes en la atmósfera en determinadas concentraciones, pueden resultar nocivos para los seres vivos o dañinos para los objetos materiales. La Environmental Protection Agency (EPA oficina estadouinense de protección ambiental) clasifica las sustancias de acuerdo con las siguientes propiedades:

La composición del aire puede ser modificada por alteraciones en el intercambio de masa y energía entre las diferentes esferas. Por ejemplo los contaminantes antropogénicos, que provienen del uso de combustibles fósiles para producir la energía necesaria para los procesos de la antropósfera, produce bióxido y monóxido de carbono.

Otros contaminantes provienen de la industria, del transporte, de la producción de energía y de las actividades domésticas.

Estos contaminantes se producen, por lo general, en ciudades y sus alrededores; la circulación atmosférica los transporta a otros sitios.

Agentes tóxicos que representan amenazas a largo plazo

Ciertas sustancias químicas que pasan al medio se descomponen poco a poco y son asimiladas por los procesos naturales. De esta manera cuando quedan diluidas dejan de plantear riesgos para el ambiente. Sin embargo hay dos clases de sustancias químicas que no se diluyen:

• Los metales pesados son de toxicidad extrema porque como iones o en ciertos compuestos, son solubles en agua y el organismo los absorbe con facilidad. Dentro del cuerpo, tienden a combinarse con las enzimas y a inhibir su funcionamiento.

• Compuestos sintéticos no biodegradables Los compuestos orgánicos sintéticos son la base de todos los plásticos, fibras, y gomas sintéticas, barnices, solventes, pesticidas, conservantes de la madera, y cientos de otros productos. Además muchos de estos productos sólo son útiles si son "no biodegradables". Estas sustancias son tóxicas porque son tan semejantes a los compuestos orgánicos naturales, que el cuerpo los asimila. En dosis altas produce envenamiento; sin embargo, en dosis reducidas y en períodos prolongados tiene efectos: mutagénicos (causan mutaciones), carcinógenos (causa cáncer) o teratógenicos (causan defectos congénitos), causan disfunciones renales, y problemas físicos y neurológicos.

En el organismo los compuestos orgánicos sintéticos se relacionan con enzimas particulares y, como no son biodegradables, no se descomponen ni son metabolizados, trastornando el sistema.

Fig. 83 . Los hidrocarburos halogenados son compuestos orgánicos en los que uno o más átomos de hidrógeno han sido reemplazados con átomos halógenos (cloro, flúor, bromo, yodo). Los más comunes son los hidrocarburos clorados (cloruros orgánicos). Estos compuestos son muy peligrosos para la salud porque no son biodegradables y tienden a acumularse. Son muy utilizados en plásticos (cloruro de polivinilo), pesticidas (DDT, Kepone, Mirex), solventes (tetraclorofenol carbono), aislamiento eléctrico (bifenilos policlorados), los retardadores de flama (TRIS). En la Tabla J se anotan otros hidrocarburos y sus efectos en la salud.

TABLA J: Ejemplos de compuestos orgánicos sintéticos tóxicos que aparecen a menudo en los desechos químicos (Tomado de Epstein, S., Lester, M., Brown, O & Pope, C. 1982. Hazardous waste in America).

Bajo la mayor parte de circunstancias, la biodegradación de un contaminante se considera completa cuando sus carbonos son oxidados a CO2 con la producción de agua. Debido a que los productos no son moléculas orgánicas, se dice que la reacción ha resultado en la mineralización del contaminante y como son onofensivos, las reacciones de mineralización se consideran ideales para la salud y el ambiente. Como lo Las reacciones incompletas, conocidas como biotransformación, no resultan necesariamente en desintoxicación del contaminante y algunas veces puede incrementarse la toxicidad.

La introducción de un contaminante puede alterar la abundancia relativa y actividad de varias clases de microorganismos que se presentan en condiciones naturales. Los microorganismos que están mejor preparados para existir en la presencia de contaminantes poseen una serie de rasgos que le confieren una ventaja selectiva como: a) tolerancia a un contaminante en particular, b) un medio de desintoxicar , cuando éste entra al microambiente del organismo, c) capacidad de derivar beneficio del contaminante, como nutrientes y energía.

Hay varias clases de compuestos que son resistentes a la biodegradación. La resistencia se evidencia a través de la acumulación bajo condiciones ambientales. Ejemplos de compuestos persistentes de origen natural son: sustancias húmicas, porfirinas, y resinas terpenoides. Hay un gran número de compuestos sintéticos que persisten o se acumulan bajo algunas condiciones ambientales. Un ejemplo es el DDT , que aún se presenta en áreas agriculturales, donde fue aplicado hace más de 30 años.

La acumulación de una sustancia química indica que su rata de descomposición es más baja que la de introducción. La acumulación puede ser el resultado de condiciones ambientales que no favorecen la degradación. El petróleo es un contaminante importante debido a que es una fuente de materias primas y combustibles. La química del petróleo es muy compleja y muchos de sus constituyentes se degradan muy lentamente bajo condiciones aeróbicas. Por ejemplo los hidrocarburos aromáticos de alto peso molecular. (PAHs y PNAs).

Unos pocos compuestos sintéticos son extremadamente resistentes a la biodegradación, incluyen el PCBs (Dioxina policlorinada) , los furanos y los pesticidas organoclorados. La polimerización, la halogenación, la hidrofobisidad son rasgos que contribuyen a la resistencia a la biodegradación.

Las condiciones ambientales juegan un papel importante en la regulación de los procesos biológicos en general y particularmente en la biodegradación. Dentro de estos factores se cuenta:

Bioremediación: Es la descontaminación realizada por microorganismos, principalmente bacterias. Aunque los microorganismos envueltos poseen la habilidad natural para llevar a cabo los procesos , la rata de los mismos procesos está limitada por la falta del ambiente nativo, lo cual permitiría una descontaminación rápida. Dentro de los factores que más limitan la biodegradación están la concentración de oxígeno, nitrógeno y fósforo. La temperatura del ambiente contaminado puede afectar la rata de la biodegradación. Las ventajas de la bioremediación sobre otras formas de remediación (física y química) es que los microorganismos tienen la capacidad de degradar compuestos estables sin entradas costosas de energía o de químicas reactantes, lo cual resulta en costos más bajos.

TABLA : Tecnologías de bioremediación para el tratamiento de agua.

Los organismos vivos que habitan en el agua o la necesitan para su normal desarrollo, se han adaptado a las condiciones físicas y químicas de ese medio, ya sea agua dulce o agua salada. En ocasiones, por procesos que se desarrollan en otras esferas, cambian las características normales del agua y se sobrepasa el umbral tolerable por los organismos vivos, produciéndose así la contaminación de la hidrosfera.

Un factor importante en el cambio de la hidrosfera es la actividad humana; en su mayor parte las poblaciones que se localizan en las orillas de ríos, lagunas y costas están produciendo residuos sólidos, líquidos y gaseosos que se vierten a las aguas circundantes.

Impacto del hombre sobre el ciclo del agua

Los impactos sobre el ciclo del agua pueden ser clasificados en tres áreas: 1) cambio sobre la superficie terrestre, 2) contaminación y 3)

Cambios de la superficie terrestre

Todos estamos conscientes que la tala de los bosques disminuye la biodiversidad. El efecto indirecto de esta actividad afecta de manera profunda el ciclo del agua. En la mayoría de los ecosistemas naturales hay poca escorrentía; la precipitación es interceptada por la vegetación, se infiltra luego a través del espacio poroso del suelo y luego va a las zonas de recarga de agua subterránea. Luego es liberada gradualmente para mantener el flujo de ríos y fuentes a ratas relativamente uniformes. La reserva del agua subterránea puede ser suficiente para mantener el flujo de una corriente, durante una sequía prolongada. Además los detritos y microorganismos son filtrados cuando el agua fluye a través del suelo y la roca porosa. Resultando agua potable, en la mayoría de los casos.

Cuando los bosques son talados o la tierra es sobre pastoreada se cambia el ciclo del agua de la infiltración y recarga del agua subterránea a la escorrentía. Con la escorrentía el agua va directamente a las corrientes o ríos casi inmediatamente. El flujo repentino de agua sobre el lecho del río, no sólo causará inundaciones, sino que llevará sedimentos y otros contaminantes de las superficies erosionadas. Por ejemplo las inundaciones extremas en Bangladesh son muy comunes debido a un las colinas del Himalaya en India y Nepal han sido deforestadas. El impacto de la erosión del suelo llevan a la destrucción de la pesca y a la disminución de la capacidad del agua para otros propósitos.

El incremento de la escorrentía significa menor recarga de las zonas subterráneas. De esta manera el agua subterránea puede ser insuficiente para mantener el flujo, durante los periodos secos. La función de los humedales es almacenar y liberar agua de forma semejante a las reservas subterráneas. Por lo tanto la destrucción de los humedales tiene el mismo impacto que la deforestación: Se incrementan las inundaciones y los lechos de los ríos se contaminan durante los periodos húmedos y se secan durante los periodos de sequía.

El desarrollo urbano y suburbano suministra un caso extremo de alteración de la superficie terrestre y la sustitución del espacio poroso del suelo por el asfalto.

La ciencia del medio ambiente se relaciona con los cambios químicos, físicos y biológicos del ambiente debidos: a la contaminación; a la modificación de la naturaleza física y del componente biológico del aire, el agua y el suelo, como resultado de las actividades agrícolas, industriales y sociales; y con la aplicación de la ciencia y la tecnología al control y mejoramiento de la calidad de éste. La contaminación es básicamente un problema de exceso de cantidad y rapidez. El agua en los ecosistemas naturales recibe siempre, ciertas cantidades de sustancias extrañas, las cuales se diluyen, o se filtran, a través de procesos naturales. Sin embargo, cuando la entrada resulta demasiado grande, los procesos naturales no pueden controlarla. Se dice entonces que se presenta una contaminación. Una sustancia no tiene carácter de contaminante porque sea un veneno; se constituye un contaminante cuando es una cantidad tal de veneno que el ecosistema resulta incapaz de controlarlo en un periodo normal.

La contaminación es causada por el hombre con la adición de cualquier tipo de material o energía (calor) en cantidades que causan alteraciones indeseables en el agua, aire o suelo. Cualquier material que cause contaminación se conoce como contaminante.

La mayor parte de los contaminantes provienen de la actividad industrial, minera, agrícola y doméstica. Los sectores mineros e industriales vierten al agua.

La contaminación ambiental del aire, del agua, el suelo y los alimentos se ha convertido en una amenaza para la existencia continuada de muchas comunidades vegetales y animales del ecosistema y puede finalmente amenazar la supervivencia humana.

La ciencia y la tecnología del medio ambiente están obligadas a trabajar rápidamente, sí desean preservar para las generaciones futuras alguna semejanza de los ecosistemas actuales y mejorar las condiciones de la salud pública urbana. Se debe trabajar en el desarrollo de criterios rigurosos de calidad del medio ambiente; con el fin de contar con parámetros estándares para mantener un equilibrio entre el desarrollo tecnológico y la calidad del medio ambiente.

Los contaminantes pueden afectar a las actividades, como por ejemplo a la diversión relacionada con el agua y pueden afectar la disponibilidad de bienes y servicios debido a su influencia en la productividad agrícola o a la velocidad de deterioro de las mercancías. Los contaminantes pueden afectar a la salud humana medidos por las tasas de morbilidad y mortalidad. Controlar la contaminación significa reducir la magnitud de estos efectos. Los efectos mencionados representan un aspecto económico. Los daños representan lo que se pierde en términos de dinero a causa de que la emisión de contaminantes ha degradado el ambiente, cuyo estado era natural y limpio; los valores que las personas otorgan a la reducción de los efectos adversos de la contaminación constituye para los economistas la medida de los beneficios del control de la contaminación ambiental.

Aunque la medición de beneficios implica el uso de teorías y técnicas económicas, las estimaciones de beneficios deben basarse en el conocimiento de los efectos físicos y biológicos de la contaminación. Por ejemplo, las estimaciones de los beneficios a la salud y la pesca derivados del control de la contaminación del agua, se deben basar en el conocimiento científico de la relación entre las concentraciones de contaminantes y la salud humana y entre los niveles de contaminación y la productividad biológica.

Efectos de la contaminación ambiental

Efectos no comerciales:

La exposición a algunas formas de contaminación se ha relacionado con aumentos en la morbilidad y la mortalidad. La incidencia y magnitud de los efectos adversos en la salud que resultan de la exposición a niveles actuales de contaminación ambiental, no han sido claramente establecidas para muchas sustancias. Pero la mejora en la calidad del aire o del agua pueden traer beneficios para la salud.

Las actividades de esparcimiento al aire libre en la cual la naturaleza es una parte integral de la experiencia (pesca deportiva, paseos en bote, la observación de la vida silvestre, el buceo, etc.). El control de la contaminación ambiental mejoran las condiciones de la calidad del aire y del agua y un mejor crecimiento del componente biótico asociado a las áreas naturales; entonces la utilidad derivadas de las actividades de esparcimiento se aumenta y las personas pueden utilizar estas áreas con mayor frecuencia.

Los cambios de la diversidad, la estabilidad de los sistemas ecológicos y la extinción local o total de especies carecen de un significado económico aparente y no tienen un efecto directo en las actividades humanas.

Efectos como la suciedad y el deterioro de materiales, que se presentan en residencias familiares. Una mejora en la calidad del ambiente, conlleva a costos menores de limpieza y mantenimiento y mejores servicios de bienestar.

Los efectos estéticos como los contaminantes del aire o del agua que causan olores y sabores desagradables, sin afectar la salud biológica, resultan en una pérdida de valores de amenidad y rinden ganancias en servicios.

Efectos comerciales:

La productividad económica de los sistemas ecológicos, los cuales se usan para producir bienes que se venden en el mercado como: la agricultura, la silvicultura, y las zonas pesqueras comerciales puede ser afectada por los cambios en la calidad del ambiente y reducir su productividad biológica y por lo tanto, el costo y el abastecimiento de sus productos. Si se controla la contaminación y se reducen los efectos la productividad aumentada de las tierras agrícolas y de zonas pesqueras se reflejaran en mayores ingresos, así como en mayores cantidades y precios más bajos de productos agrícolas para los consumidores.

La contaminación del aire o del agua eleva los costos de producción. Esto da como resultado la disminución de las utilidades y a un aumento en los precios de los productos. Las mejoras en la calidad del ambiente disminuyen la magnitud de los efectos adversos y traen como consecuencia ingresos más elevados para los productores o precios más bajos para los consumidores.

La producción de beneficios consta de tres etapas definidas:

Los beneficios derivados del control de la contaminación del aire:

La evidencia existente apoya la conclusión de que el control de las fuentes estacionarias de contaminación ha producido beneficios sustanciales, los cuales superan sus costos; mientras que el programa de control de las fuentes móviles parece no estar justificado económicamente, ya que los costos son más altos, que los beneficios probables ( ver Freeman, A. 1995. Air and water pollution control: John Wiley & sons).

Los beneficios del control de la contaminación del agua:

El tratamiento biológico de las aguas residuales se basa en el proceso aparentemente simple en el que una población mixta de microorganismos utiliza como nutrientes sustancias que contaminan el agua. Este es el mecanismo por el cual las corrientes de aguas naturales, como los lagos y los ríos se autopurifican.

Las aguas residuales, que contienen solutos contaminantes, se ponen en contacto con una densa población de microorganismos apropiados, durante un periodo de tiempo suficiente que permita a los microbios descomponer y eliminar los solutos contaminantes. En los procesos naturales los solutos se eliminan por descomposición microbial, por lo general por oxidación y por conversión en materiales microbianos celulares. Las aguas residuales tratadas tienen que cumplir normas específicas de calidad antes de que se puedan volver a usar, o con normas estrictamente definidas antes de que se puedan descargar en una corriente de agua. La consideración clave es el costo; el ingeniero que se ocupa del tratamiento de desechos tiene la responsabilidad de cumplir dichos requerimientos a un mínimo costo. Se presenta entonces dos consideraciones:

Una definición aceptable de contaminación sería la de una condición en la que un medio o el ambiente se vuelve inadecuado para el fin a que se le destino. Esta definición implica que la contaminación no es una definición absoluta, sino que depende del medio y del fin propuesto. Por ejemplo, el agua de un río se puede considerar suficientemente limpia para fines recreativos, como los paseos en bote o la pesca, pero no sería apropiada para beber sin purificación adicional. Una segunda implicación es que resulta un desperdicio de recursos purificar el agua más allá del nivel necesario para el fin destinado. Mucha gente acepta adquirir agua destilada para el acumulador del automóvil o la plancha de vapor para ahorrar el costo antieconómico de utilizar agua muy pura para bañarse o descargar el sanitario. Este ejemplo ilustra un caso usual en la industria, donde se usa a menudo agua con un grado mayor de pureza de lo que realmente se requiere en el proceso.

El mayor problema que enfrenta la industria de control de la contaminación es lo que ha de hacer con los contaminantes después de la remoción. Sólo una parte de las sustancias contaminantes se descomponen realmente en la mayoría de los procesos de tratamiento, y el resto aparece en la forma de algún tipo de concentrado. Por lo tanto el proceso de tratamiento constituye un proceso de separación donde el agua se separa en un volumen grande de corriente purificada y una menor corriente de contaminantes concentrados.

El aumento en el conocimiento, en años recientes, de los efectos acumulativos de la contaminación ha llevado a una mayor preocupación general y a una legislación cada vez más estricta en lo que concierne a la descarga de residuos industriales, líquidos y gaseosos. La prevención de la contaminación en las corrientes de agua tiene un valor estético, pero tiene sólidas razones económicas. El agua es una materia prima esencial para numerosos proceso industriales y constituye un recurso vital natural.

En la industria química el agua se usa como: solvente, reactivo, medio de reacción, medio de transporte y medio de transferencia de calor y en la industria de alimentos y de la cerveza constituye un elemento importante de muchos productos.

El funcionamiento y expansión futuros de las operaciones industriales y de nuestro nivel vida, depende en una gran parte de que se mantengan los suministros existentes en una condición libre de contaminación del agua.

La enorme cantidad de agua que demanda la industria está demostrada por los requerimientos de agua de algunos procesos: La producción de

Una investigación del uso del agua dentro de una planta de proceso, mostrará áreas donde se pueden lograr ahorros en el uso del agua. Como el agua que pasa a través de un proceso tiende a terminar en el tratamiento de aguas residuales o en el sistema de eliminación, una reducción en el uso del agua en la planta reducirá también la carga sobre el sistema de aguas residuales y, por lo tanto, sus costos de operación. El uso de reactivos biodegradables reducen la carga de contaminación impuesta por lo residuos del proceso y facilitan la purificación del agua.

Una corriente natural sana, posee una capacidad limitada de autopurificación. Cuando esta capacidad se destruye o se agota, la corriente se contamina. La capacidad de autopurificación se debe a la presencia de cantidades relativamente pequeñas de microorganismos presentes en el agua. Dichos microorganismos utilizan como alimento gran parte de la materia orgánica contaminante que llega al agua. Los microorganismos forman un sistema ecológico de bacterias. Hongos y algas, que a su vez forman parte de la red alimenticia para otros organismos como protozoos, insectos, moluscos y peces. La presencia de dichos organismos en un río es una indicación de su salud. En el proceso de purificación las materias orgánicas se descomponen finalmente en compuestos simples como anhídrido carbónico o metano y los microorganismos se incrementan en número. De esta manera, los contaminantes orgánicos se eliminan de la corriente de agua, en parte por descomposición bioquímica y en parte por fijación en las células microbianas. Con la destrucción de la población microbiana se detiene el proceso de descomposición y se presenta la acumulación de solutos en el agua, la cual puede ser tan alta que impide el restablecimiento de la población microbiana y el agua queda contaminada permanentemente.

La disponibilidad del oxígeno libre disuelto en el agua es, por tanto, el factor clave que limita la capacidad de autopurificación de una corriente de agua. Al cesar los procesos de purificación, se acumulan los contaminantes orgánicos en el agua; los procesos anaeróbicos producirán sustancias malolientes y la corriente quedará completamente contaminada.

Cierta bacterias extremadamente peligrosas son anaeróbicos obligados, como las que causan el tétano y el botulismo. Cuando el agua contiene sulfatos disueltos se produce sulfuro de hidrógeno. Además del olor desagradable el sulfuro de hidrógeno es corrosivo y venenoso. Algunos productos de la anaerobiosis, como los ácidos orgánicos pueden ser tóxicos o inhibidores para los organismos vivos y la conversión de mercurio inorgánico a compuestos organomercúricos tienen lugar en condiciones anaeróbicas.

La eutroficación natural es un proceso de sucesión ecológica que resulta de la progresiva afluencia y escurrimiento de las sales minerales presentes en una vertiente de aguas o bien procedentes de las aguas profundas ricas en nutrientes. Este enriquecimiento hace posible el desarrollo de los productores que sustentan toda la cadena alimenticia y suele ir acompañado de una acumulación lenta de limos en el fondo, de modo que los lagos geológicamente viejos tienden a ser poco profundos.

Las concentraciones altas de nitratos y fosfatos produce un incremento del crecimiento de las algas u otras plantas fotosintéticas. Este crecimiento produce una capa verde de lama sobre las superficies acuáticas. El desbalance en el equilibrio ecológico resulta en la producción de un exceso de materia orgánica; cuando los organismos fotosintéticos mueren debido al agotamiento de un nutriente esencial, como el calcio, su biomasa se transforma en nutrientes orgánicos, los cuales ejercen una demanda de oxígeno durante el proceso de descomposición y transforman la corriente en un medio anaeróbico.

La cantidad de oxígeno necesaria para la descomposición biológica aeróbica de un material nutriente es el factor clave para expresar su fuerza contaminante. La prueba de demanda bioquímica (o biológica) de oxígeno (DBO) estima el oxígeno gastado en la descomposición biológica actual de una muestra residual y constituye una simulación de laboratorio del proceso de autopurificación. En una muestra de los residuos se diluye una mezcla convenientemente con una población mixta apropiada de microorganismos. Se mide la concentración del oxígeno disuelto, se incuba la mezcla a una temperatura ya determinada y, después de cierto tiempo prefijado, se mide de nuevo la concentración de oxígeno disuelto. El cambio en la cantidad de oxígeno disuelto da la cantidad de oxígeno no utilizado por los microorganismos en un tiempo determinado al metabolizar nutrientes de una cantidad de muestra residual. De este resultado se calcula la cantidad de oxígeno requerido para el tratamiento similar de un volumen normal de residuos. Las condiciones normales aceptadas son: incubación durante 5 días a 200C y se suponen dichas condiciones si no se especifican otras. Sin embargo la celulosa es biodegradable pero sólo anaeróbicamente; debido a lo cual no contribuye a la determinación aeróbica de la DBO.

La DBO es útil, siempre y cuando se consideren sus limitaciones. Los productos químicos que reaccionan con el oxígeno, como los sulfitos, sulfuros y el hierro ferrosos presentes en la muestra ejercerán una demanda de oxígeno, a pesa de no ser biológica. Debido a la lentitud de los procesos de nitrificación, poca de la demanda nitrogenada de oxígeno se podrá medir en el periodo normal de incubación.

La demanda química de oxígeno (DQO) es el oxígeno tomado por una muestra de bicromato de potasio después de 2-3 horas de reflujo con ácido sulfúrico concentrado. Casi todas las sustancias orgánicas se oxidan virtualmente en su totalidad por este procedimiento. El valor DQO da una idea del contenido orgánico total de un residuo, sea o no biodegradable. La relación DBO/DQO constituye una guía para la proporción de las materias orgánicas presentes y que son biodegradables.

PRINCIPIOS DEL PROCESO DE LOS LODOS ACTIVADOS

El principio del proceso básico de lodos activados consiste en que las aguas residuales se ponen en contacto con una población microbiana mixta, en forma de suspensión, en un sistema aireado y agitado. La materia en suspensión y los coloides se eliminan rápidamente de las aguas residuales por adsorción y aglomeración en los flóculos microbianos. Esta materia y los nutrientes disuelto ingresan al metabolismo microbiano, proceso conocido como estabilización. Algunos de los nutrientes se oxidan a sustancias más simples como el anhídrido carbónico, proceso conocido como mineralización y parte se convierte en material celular microbiano, llamado asimilación. Una vez que se alcanza el grado de tratamiento que se desea, la masa microbiana conocida como el lodo, se separa del agua residual por asentamiento. La etapa de separación se conoce como clarificación, asentamiento o sedimentación. El sobrenadante de la etapa de separación constituye el agua residual tratada y debe estar virtualmente libre de lodos. La mayor parte del lodo asentado en la etapa de separación se regresa a la etapa de aireación para mantener la concentración de lodos en el tanque de aireación al nivel necesario para u tratamiento efectivo y para que actúe como un inóculo microbiano. Parte de los lodos se extrae para su descarga y se conoce como lodos activados desechados o excedentes. En un sistema balanceado, el lodo representa la cantidad neta de masa microbiana producida por asimilación en la etapa de aireación y es efectivamente el concentrado de contaminación del sistema. La naturaleza floculenta de los lodos resulta entonces importante, en primer lugar por la absorción de los materiales coloidales, iónicos y en suspensión dentro del agua residual, y en segundo lugar para la separación rápida, eficiente y económica de la masa microbiana del agua residual tratada.

Figura 82: Características esenciales de los procesos de lodos activados.