La mayoría de los organismos involucrados en la purificación del agua se originan a partir de los desechos, las aguas residuales o el propio flujo de agua o llegan como esporas en reposo de alguna forma de la atmósfera. En muy pocos casos, principalmente asociados con humedales artificiales , se plantan organismos específicos para maximizar la eficiencia del proceso.
Papel de la biota
La biota es un componente esencial de la mayoría de los procesos de tratamiento de aguas residuales y muchos sistemas de purificación de agua . La mayoría de los organismos involucrados se derivan de los desechos, las aguas residuales o el propio flujo de agua o de la atmósfera o el agua del suelo. Sin embargo, algunos procesos, especialmente los que intervienen en la eliminación de concentraciones muy bajas de contaminantes, pueden utilizar ecosistemas diseñados mediante la introducción de plantas específicas y, a veces, animales. Algunas plantas de tratamiento de aguas residuales a gran escala también utilizan humedales artificiales para proporcionar tratamiento
Contaminantes en aguas residuales
Patógenos
Los parásitos , bacterias y virus pueden ser perjudiciales para la salud de las personas o el ganado que ingieren el agua contaminada . Estos patógenos pueden tener su origen en las aguas residuales o en las heces de aves o mamíferos domésticos o silvestres . Los patógenos pueden morir por ingestión de organismos más grandes, oxidación, infección por fagos o irradiación por luz solar ultravioleta, a menos que la luz solar sea bloqueada por plantas o sólidos en suspensión. [1]
Sólidos suspendidos
Las partículas de suelo o materia orgánica pueden estar suspendidas en el agua. Dichos materiales pueden dar al agua un aspecto turbio o turbio . La descomposición anóxica de algunos materiales orgánicos puede dar lugar a olores desagradables o desagradables a medida que se liberan compuestos que contienen azufre. [2]
Nutrientes
Los compuestos que contienen nitrógeno , potasio o fósforo pueden estimular el crecimiento de plantas acuáticas y así aumentar la energía disponible en la red alimentaria local. esto puede conducir a un aumento de las concentraciones de material orgánico suspendido. En algunos casos, es posible que se requieran micronutrientes específicos para permitir que los organismos vivos utilicen plenamente los nutrientes disponibles. En otros casos, la presencia de especies químicas específicas puede producir efectos tóxicos que limitan el crecimiento y la abundancia de materia viva. [3]
Rieles
Muchas sales metálicas disueltas o suspendidas ejercen efectos nocivos en el medio ambiente, a veces en concentraciones muy bajas. Algunas plantas acuáticas pueden eliminar concentraciones muy bajas de metales, y los metales terminan unidos a la arcilla u otras partículas minerales.
Organismos
Las bacterias y hongos saprofitos pueden convertir la materia orgánica en masa de células vivas, dióxido de carbono, agua y una variedad de subproductos metabólicos. Estos organismos saprofitos pueden ser depredados por protozoos , rotíferos y, en aguas más limpias, briozoos que consumen partículas orgánicas suspendidas que incluyen virus y bacterias patógenas. La claridad del agua puede comenzar a mejorar a medida que los protozoos son posteriormente consumidos por rotíferos y cladóceros . [4] Las bacterias purificadoras, los protozoos y los rotíferos deben mezclarse con el agua o hacer que el agua circule a través de ellos para que sean efectivos. Las plantas de tratamiento de aguas residuales mezclan estos organismos como lodos activados o hacen circular el agua a través de organismos que viven en filtros percoladores o contactores biológicos rotativos . [5]
La vegetación acuática puede proporcionar un hábitat de superficie similar para la purificación de bacterias, protozoos y rotíferos en un estanque o marisma; aunque la circulación del agua suele ser menos eficaz. Las plantas y las algas tienen la ventaja adicional de eliminar los nutrientes del agua; pero algunos de esos nutrientes se devolverán al agua cuando las plantas mueran, a menos que las plantas se retiren del agua. Debido a la compleja química del fósforo, gran parte de este elemento no está disponible a menos que la descomposición cree condiciones anóxicas que hagan que el fósforo esté disponible para su reabsorción. Las plantas también brindan sombra , refugio para los peces y oxígeno para las bacterias aeróbicas . Además, los peces pueden limitar plagas como los mosquitos . Las heces de peces y aves acuáticas devuelven los desechos al agua y sus hábitos de alimentación pueden aumentar la turbidez . Las cianobacterias tienen la capacidad desventajosa de agregar nutrientes del aire al agua que se está purificando y de generar toxinas en algunos casos.
La elección del organismo depende del clima local, las diferentes especies y otros factores. Las especies autóctonas suelen estar mejor adaptadas al entorno local.
Macrófitos
La elección de plantas en humedales modificados o lagunas gestionadas depende de los requisitos de purificación del sistema y esto puede implicar la siembra de diversas especies de plantas en un rango de profundidades para lograr el objetivo requerido.
Las plantas purifican el agua consumiendo el exceso de nutrientes y proporcionando superficies sobre las que puede vivir una amplia gama de otros organismos purificadores. También son oxigenadores eficaces a la luz del sol. También tienen la capacidad de trasladar productos químicos entre su follaje sumergido y sus sistemas de raíces y esto es de importancia en los humedales modificados diseñados para desintoxicar las aguas residuales. Las plantas que se han utilizado en climas templados incluyen Nymphea alba , Phragmites australis , Sparganium erectum , Iris pseudacorus , Schoenoplectus lacustris y Carex acutiformis . [ cita requerida ]
Cuando la oxigenación es un requisito crítico , se han utilizado Stratiotes aloides , Hydrocharis morsus-ranae , Acorus calamus , especies de Myriophyllum y Elodea . Hydrocharis morsus-ranae y Nuphar lutea se han utilizado donde se requiere sombra y cobertura.
Pescado
Los peces son con frecuencia los depredadores de nivel superior en un ecosistema de tratamiento gestionado y, en algunos casos, pueden ser simplemente un monocultivo de especies herbívoras. El manejo de pesquerías de múltiples especies requiere un manejo cuidadoso y puede involucrar una variedad de especies de peces, incluidos los que se alimentan del fondo y las especies depredadoras para limitar el crecimiento de la población de los peces herbívoros.
Rotíferos
Los rotíferos son organismos microscópicos complejos y se alimentan por filtración que eliminan las partículas finas del agua. Ocurren de forma natural en lagunas aeróbicas, procesos de lodos activados, filtros percoladores y tanques de sedimentación final y son un factor importante en la eliminación de células bacterianas suspendidas y algas de la columna de agua. [6] [7]
Anélidos
Los gusanos anélidos son esenciales para el funcionamiento eficaz de los filtros percoladores [8], ya que ayudan a eliminar el exceso de biomasa y mejoran el desprendimiento natural de la biopelícula. Los gusanos supernumerarios se encuentran muy comúnmente en los canales de drenaje alrededor de los filtros percoladores y en los lodos de sedimentación final. Los anélidos también juegan un papel clave en los sistemas de tratamiento de lagunas y en los humedales de trabajo o de ingeniería eficaces. En este ambiente, los gusanos son una fuerza principal en la mezcla en los pocos centímetros superiores de la capa de sedimento, exponiendo el material orgánico a ambientes oxidativos y anóxicos, lo que ayuda a la descomposición completa de la mayoría de los orgánicos. También son un ingrediente clave en la cadena alimentaria que transfiere energía hacia los peces y las aves acuáticas.
Protozoos
La gama de especies de protozoos encontradas es muy amplia, pero puede incluir especies de los siguientes géneros:
- Ameba [9]
- Arcella [9]
- Blefarisma [10]
- Didinio [9]
- Euglena [9]
- Hypotrich [10]
- Paramecio [9]
- Suctoria [11]
- Estiloniquia [9]
- Vorticella [9]
Insectos
- Larva de gusano de sangre Chironomidae [9]
- Cola de resorte de agua Podura aquatica [9]
- Psychodidae mosca de drenaje o larva de mosca de filtro [9]
Ver también
- Planta acuática
- Purificación del agua
- Estanque de tratamiento
Fuentes
- Fair, Gordon Maskew, Geyer, John Charles & Okun, Daniel Alexander Water and Wastewater Engineering (Volumen 2) John Wiley & Sons (1968)
- Hammer, Mark J. Tecnología de agua y aguas residuales John Wiley & Sons (1975) ISBN 0-471-34726-4
- Metcalf & Eddy Ingeniería de aguas residuales McGraw-Hill (1972)
Notas
- ^ Feria, Geyer y Okun págs. 31-3 y 31-4
- ^ Martillo págs.29 y 35
- ^ Metcalf y Eddy págs. 256-258 y 492
- ^ Metcalf y Eddy págs. 380 y 381
- ^ Feria, Geyer y Okun págs. 32-12,32-31 y 34-2
- ^ Kocerba-Soroka W, Fiałkowska E, Pajdak-Stós A, Klimek B, Kowalska E, Drzewicki A, Salvadó H, Fyda J (2013). "El uso de rotíferos para limitar las bacterias filamentosas Tipo 021N, una bacteria que provoca el abultamiento de los lodos activados". Water Sci Technol . 67 (7): 1557–63. doi : 10.2166 / wst.2013.028 . PMID 23552245 .
- ^ "Rotíferos - los aliados del mundo invisible" . Projektor Jagielloński . Consultado el 2 de diciembre de 2015 .
- ^ Hartenstein R; Kaplan DL; Neuhauser EF (marzo de 1984). "Lombrices de tierra y filtros percoladores". Journal (Federación de Control de la Contaminación del Agua) . Federación del Medio Ambiente del Agua. 56, núm. 3, Parte I (3): 294-298. JSTOR 25042220 .
- ^ a b c d e f g h i j Fair, Geyer & Okun p.34-8
- ^ a b Hammer págs. 54 y 61
- ^ Metcalf y Eddy p. 381