El tratamiento de aguas residuales agrícolas es una agenda de gestión agrícola para controlar la contaminación de las operaciones de animales confinados y de la escorrentía superficial que puede estar contaminada por productos químicos en fertilizantes , pesticidas , purines de animales , residuos de cultivos o agua de riego . El tratamiento de aguas residuales agrícolas es necesario para las operaciones continuas de animales confinados, como la producción de leche y huevos que se puede realizar en plantas que utilizan unidades de tratamiento mecanizadas similares a las que se utilizan para las aguas residuales industriales ; pero donde hay tierra disponible para estanques, cuencas de sedimentación y lagunas facultativaspuede tener costos operativos más bajos para las condiciones de uso estacionales de los ciclos de reproducción o cosecha. [1] : 6–8
Muchas granjas generan contaminación de fuentes difusas a partir de la escorrentía superficial que no se controla mediante una planta de tratamiento. Los agricultores pueden instalar controles de erosión e implementar planes de manejo de nutrientes para controlar la contaminación por escorrentía. [2] [3] : págs. 4–95–4–96 La contaminación de fuentes difusas incluye la escorrentía de sedimentos, la escorrentía de nutrientes y pesticidas. La contaminación de fuentes puntuales incluye desechos animales, licor de ensilaje, desechos de salas de ordeño (granjas lecheras), desechos de matanza, agua de lavado de vegetales y agua contra incendios.
Contaminación de fuentes difusas
La contaminación de fuentes difusas de las granjas es causada por la escorrentía superficial de los campos durante las tormentas de lluvia. La escorrentía agrícola es una fuente importante de contaminación , en algunos casos la única fuente, en muchas cuencas hidrográficas . [4]
Escorrentía de sedimentos
El suelo arrastrado por los campos es la mayor fuente de contaminación agrícola en los Estados Unidos. El exceso de sedimento causa altos niveles de turbidez en los cuerpos de agua, lo que puede inhibir el crecimiento de plantas acuáticas , obstruir las branquias de los peces y sofocar las larvas de los animales . [4]
Los agricultores pueden utilizar controles de erosión para reducir los flujos de escorrentía y retener el suelo en sus campos. Las técnicas comunes incluyen:
- arado de contorno [5]
- mulching de cultivos [6]
- la rotación de cultivos
- plantar cultivos perennes
- instalación de amortiguadores ribereños . [3] : págs. 4–95–4–96
Escorrentía de nutrientes
El nitrógeno y el fósforo son contaminantes clave que se encuentran en la escorrentía y se aplican a las tierras agrícolas de varias maneras, como en forma de fertilizantes comerciales , estiércol animal o aguas residuales municipales o industriales (efluentes) o lodos. Estos productos químicos también pueden ingresar a la escorrentía de residuos de cultivos , agua de riego , vida silvestre y deposición atmosférica . [3] : pág. 2-9
Los agricultores pueden desarrollar e implementar planes de manejo de nutrientes para mitigar los impactos en la calidad del agua al:
- mapeo y documentación de campos, tipos de cultivos, tipos de suelos , cuerpos de agua
- desarrollar proyecciones realistas de rendimiento de cultivos
- realizar pruebas de suelo y análisis de nutrientes de los abonos y / o lodos aplicados
- identificar otras fuentes importantes de nutrientes (por ejemplo, agua de riego)
- evaluar características de campo importantes, como suelos altamente erosionables, drenajes subterráneos y acuíferos poco profundos
- aplicar fertilizantes, abonos y / o lodos basados en objetivos de rendimiento realistas y utilizar técnicas de agricultura de precisión . [3] : págs. 4–37–4–38 [7]
Plaguicidas
Los agricultores utilizan ampliamente los pesticidas para controlar las plagas de las plantas y mejorar la producción , pero los pesticidas químicos también pueden causar problemas en la calidad del agua . Los pesticidas pueden aparecer en las aguas superficiales debido a:
- aplicación directa (por ejemplo, pulverización aérea o difusión sobre masas de agua)
- escorrentía durante tormentas de lluvia
- deriva aérea (de campos adyacentes). [3] : p.2-22
También se han detectado algunos plaguicidas en las aguas subterráneas . [3] : p.2-24
Los agricultores pueden utilizar técnicas de Manejo Integrado de Plagas (MIP) (que pueden incluir el control biológico de plagas ) para mantener el control sobre las plagas, reducir la dependencia de pesticidas químicos y proteger la calidad del agua. [8] [9]
Hay pocas formas seguras de eliminar los excedentes de plaguicidas que no sean la contención en vertederos bien gestionados o la incineración . En algunas partes del mundo, la fumigación en tierra es un método de eliminación permitido. [10] [11] [ cita requerida ]
Pasos de tratamiento y contaminación de fuentes puntuales
Las granjas con grandes operaciones ganaderas y avícolas , como las granjas industriales , pueden ser una fuente importante de aguas residuales de origen puntual . En los Estados Unidos, estas instalaciones se denominan operaciones concentradas de alimentación animal u operaciones confinadas de alimentación animal y están sujetas a una creciente regulación gubernamental . [12]
Residuos animales
Los componentes de las aguas residuales animales suelen contener [13] [14]
- Fuerte contenido orgánico, mucho más fuerte que las aguas residuales humanas
- Alta concentración de sólidos
- Alto contenido en nitratos y fósforo.
- Antibióticos
- Hormonas sintéticas
- A menudo, altas concentraciones de parásitos y sus huevos.
- Esporas de Cryptosporidium (un protozoo) resistentes a los procesos de tratamiento del agua potable
- Esporas de Giardia
- Bacterias patógenas humanas como Brucella y Salmonella
Los desechos animales del ganado pueden producirse como estiércol sólido o semisólido o como suspensión líquida . La producción de purines es especialmente común en el ganado lechero alojado.
- Tratamiento
Si bien los montones de estiércol sólido al aire libre pueden dar lugar a aguas residuales contaminantes por escorrentía, este tipo de residuos suele ser relativamente fácil de tratar mediante contención y / o recubrimiento del montón.
Los purines de animales requieren un manejo especial y generalmente se tratan mediante contención en lagunas antes de su eliminación mediante rociado o aplicación por goteo en los pastizales. Los humedales artificiales se utilizan a veces para facilitar el tratamiento de desechos animales, al igual que las lagunas anaeróbicas . La aplicación excesiva o la aplicación a tierra empapada o una superficie de tierra insuficiente puede resultar en una escorrentía directa a los cursos de agua, con el potencial de causar una contaminación severa . La aplicación de lodos a la tierra sobre los acuíferos puede resultar en contaminación directa o, más comúnmente, elevación de los niveles de nitrógeno como nitrito o nitrato.
La eliminación de cualquier agua residual que contenga desechos animales corriente arriba de una toma de agua potable puede plantear serios problemas de salud a quienes beben el agua debido a las esporas altamente resistentes presentes en muchos animales que son capaces de causar enfermedades incapacitantes en los seres humanos. Este riesgo existe incluso para la filtración de niveles muy bajos a través de desagües superficiales poco profundos o de la escorrentía de lluvia.
Algunas lechadas de animales se tratan mezclándolas con pajitas y se compostan a alta temperatura para producir un abono bacteriológicamente estéril y friable para la mejora del suelo.
Residuos de pocilga
Los desechos de la porquería son comparables a otros desechos animales y se procesan como los desechos animales en general, excepto que muchos desechos de la porquería contienen niveles elevados de cobre que pueden ser tóxicos en el ambiente natural. La fracción líquida de los desechos se separa con frecuencia y se reutiliza en la pocilga para evitar los costos prohibitivos de eliminar el líquido rico en cobre. Los gusanos ascáridos y sus huevos también son comunes en los desechos de la porquería y pueden infectar a los humanos si el tratamiento de las aguas residuales no es efectivo.
Licor de ensilaje
Fresh o marchita hierba u otros cultivos verdes se pueden hacer en una semi- fermentado llamado producto ensilado que puede ser almacenado y utilizado como forraje invierno para el ganado y las ovejas. La producción de ensilaje a menudo implica el uso de un acondicionador ácido como el ácido sulfúrico o el ácido fórmico . El proceso de elaboración del ensilado produce con frecuencia un líquido de olor fuerte de color amarillo-marrón que es muy rico en azúcares simples , alcohol , ácidos orgánicos de cadena corta y acondicionador de ensilaje. Este licor es una de las sustancias orgánicas más contaminantes que se conocen. El volumen de licor de ensilado producido es generalmente proporcional al contenido de humedad del material ensilado.
- Tratamiento
El licor de ensilado se trata mejor mediante la prevención mediante el marchitamiento de los cultivos mucho antes de la elaboración del ensilaje. Cualquier licor de ensilaje que se produzca se puede utilizar como parte de la alimentación de los cerdos. El tratamiento más eficaz es la contención en una laguna de purines y su posterior esparcimiento en tierra después de una dilución sustancial con purines. La contención del licor de ensilaje por sí sola puede causar problemas estructurales en los pozos de concreto debido a la naturaleza ácida del licor de ensilaje.
Residuos de la sala de ordeño (ganadería)
Aunque la leche es un producto alimenticio importante, su presencia en las aguas residuales es altamente contaminante debido a su fuerza orgánica, que puede conducir a una desoxigenación muy rápida de las aguas receptoras. Los desechos de las salas de ordeño también contienen grandes volúmenes de agua de lavado, algunos desechos de animales junto con productos químicos de limpieza y desinfección .
- Tratamiento
Los desechos de la sala de ordeño a menudo se tratan mezclados con aguas residuales humanas en una planta de tratamiento de aguas residuales local . Esto asegura que los desinfectantes y agentes de limpieza estén suficientemente diluidos y sean aptos para el tratamiento. El vertido de aguas residuales de ordeño en una laguna de purines de una granja es una opción posible, aunque esto tiende a consumir la capacidad de la laguna muy rápidamente. La extensión de la tierra también es una opción de tratamiento. [ cita requerida ]
Residuos de matanza
Las aguas residuales de las actividades de matanza son similares a los desechos de las salas de ordeño (ver arriba), aunque considerablemente más fuertes en su composición orgánica y, por lo tanto, potencialmente mucho más contaminantes.
- Tratamiento
En cuanto a los desechos de la sala de ordeño (ver arriba).
Agua para lavar vegetales
El lavado de verduras produce grandes volúmenes de agua contaminada por tierra y trozos de verduras. Los niveles bajos de pesticidas utilizados para tratar las verduras también pueden estar presentes junto con niveles moderados de desinfectantes como el cloro .
- Tratamiento
La mayoría de las aguas de lavado de vegetales se reciclan ampliamente y los sólidos se eliminan por sedimentación y filtración. El suelo recuperado se puede devolver a la tierra.
Agua contra incendios
Aunque pocas granjas planifican incendios, los incendios son, sin embargo, más comunes en las granjas que en muchas otras instalaciones industriales. Los depósitos de pesticidas, herbicidas, fueloil para maquinaria agrícola y fertilizantes pueden ayudar a promover el fuego y pueden estar presentes en cantidades ambientalmente letales en el agua contra incendios procedente de la extinción de incendios en las granjas.
- Tratamiento
Todos los planes de gestión medioambiental de la explotación deben permitir la contención de cantidades sustanciales de agua contra incendios y su posterior recuperación y eliminación por empresas especializadas en eliminación. [15] La concentración y mezcla de contaminantes en el agua contra incendios los hace inadecuados para cualquier método de tratamiento disponible en la granja. Incluso el esparcimiento por tierra ha producido problemas severos de sabor y olor para las empresas de suministro de agua aguas abajo en el pasado.
Ver también
- Residuos agrícolas
- Escorrentía agrícola superficial
- Fermentación oscura
- Agricultura sostenible
Referencias
- ^ Reed, Sherwood C. (1988). Sistemas naturales de gestión y tratamiento de residuos . E. Joe Middlebrooks, Ronald W. Crites. Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-051521-2. OCLC 16087827 .
- ^ "Erosión" . Washington, DC: Servicio de Conservación de Recursos Naturales de EE. UU . Consultado el 19 de noviembre de 2020 .
- ^ a b c d e f Medidas de gestión nacional para controlar la contaminación procedente de fuentes difusas de la agricultura (Informe). EPA. Julio de 2003. EPA 841-B-03-004.
- ^ a b Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA). Washington DC. "Protección de la calidad del agua de la escorrentía agrícola". Marzo de 2005. Documento No. EPA 841-F-05-001.
- ^ Servicio de conservación de recursos naturales de Estados Unidos (NRCS). Fort Worth, Texas. Estándar Nacional de Prácticas de Conservación: Agricultura de Contorno. " [ Enlace muerto permanente ] Código 330. Junio de 2007.
- ^ NRCS. Norma Nacional de Prácticas de Conservación: Acolchado. " [ Enlace muerto permanente ] Código 484. Septiembre de 2008.
- ^ NRCS. "Norma de Prácticas de Conservación Nacional: Manejo de Nutrientes". [ enlace muerto permanente ] Código 590. Agosto de 2006.
- ^ NRCS. Estándar Nacional de Prácticas de Conservación: Manejo de Plagas. " [ Enlace muerto permanente ] Código 595. Julio de 2008.
- ^ EPA. "Principios de manejo integrado de plagas". 13 de marzo de 2008.
- ^ Tietz, Jeff (14 de diciembre de 2006). "Boss Hog" (PDF) . Reserva de humedales . Consultado el 5 de marzo de 2016 .
- ^ "Gestión de residuos de plaguicidas" (PDF) . Oregon.Gov . Programa de Residuos Peligrosos de la División de Calidad de la Tierra del Departamento de Calidad Ambiental del Estado de Oregon. Archivado desde el original (PDF) el 2 de febrero de 2017 . Consultado el 5 de octubre de 2016 .
- ^ "Operaciones de alimentación animal" . Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes . EPA. 2017-01-17.
- ^ Manual de digestión anaeróbica de residuos lácteos Archivado el 15 de octubre de 2013 en la Wayback Machine.
- ^ "Residuos agrícolas" . usatanksales.com . Archivado desde el original el 10 de diciembre de 2013 . Consultado el 15 de octubre de 2013 .
- ^ "Gestión del agua contra incendios y grandes derrames - Nota de orientación de la Agencia de Medio Ambiente PPG18 (consultado el 19 de abril de 2009)" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 19 de diciembre de 2007.
enlaces externos
- Guía técnica electrónica de la oficina de campo - NRCS de EE. UU. - Guías detalladas de conservación de suelos adaptadas a estados / condados individuales.