El desbordamiento de alcantarillado sanitario ( SSO ) es una condición en la que las aguas residuales sin tratar se descargan de un alcantarillado sanitario al medio ambiente antes de llegar a las instalaciones de tratamiento de aguas residuales . Cuando es causado por la lluvia, también se conoce como desbordamiento de clima húmedo . Es principalmente significativo en los países desarrollados , que tienen amplias instalaciones de tratamiento. Las causas frecuentes de los derrames de SSO incluyen:
- Bloqueo de líneas de alcantarillado
- Infiltración / Entrada de agua pluvial excesiva a las líneas de alcantarillado durante lluvias intensas
- Mal funcionamiento de los elevadores de la estación de bombeo o falla de energía eléctrica
- Líneas de alcantarillado rotas.
Los SSO pueden causar enfermedades gastrointestinales , cierre de playas y restricciones al consumo de pescado y mariscos.
Magnitud del problema [ editar ]
Los países desarrollados como Estados Unidos , Canadá , la mayoría de las naciones de Europa occidental (por ejemplo, Italia y Francia ), Australia , Singapur , Corea del Sur y Japón están luchando con los problemas de salud pública de la prevención de SSO. La magnitud del problema es mucho mayor en la mayoría de los países en desarrollo.
Estados Unidos [ editar ]
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) estima que al menos entre 23,000 y 75,000 eventos SSO ocurren en los Estados Unidos cada año. [1] La EPA estimó que actualizar cada sistema municipal de tratamiento y recolección para reducir la frecuencia de eventos de desbordamiento a no más de una vez cada cinco años costaría alrededor de $ 88 mil millones a partir de 2004. [2] Este costo sería adicional a aproximadamente $ 10 mil millones ya invertido. Aunque el volumen de aguas residuales sin tratar vertidas al medio ambiente es menos del 0,01 por ciento de todas las aguas residuales tratadas en los Estados Unidos, el volumen total asciende a varios miles de millones de galones por año y representa miles de casos de enfermedades gastrointestinales cada año. [2] : Cap. 6
Perspectiva mundial [ editar ]
Los países europeos desarrollados y Japón tienen porcentajes similares o algo mayores de eventos de SSO en comparación con los EE . UU. [ Cita requerida ]
En los países en desarrollo , la mayoría de las aguas residuales aún no se tratan cuando se vierten al medio ambiente. La República Popular China descargó alrededor del 55 por ciento de todas las aguas residuales sin tratamiento de ningún tipo, a partir de 2001. [3] En un país relativamente desarrollado del Medio Oriente como Irán , la mayoría de la población de Teherán tiene aguas residuales totalmente sin tratar inyectadas en el agua subterránea de la ciudad. [4] En Venezuela , un país de América del Sur por debajo del promedio con respecto al tratamiento de aguas residuales, el 97 por ciento de las aguas residuales del país se vierten sin tratamiento al medio ambiente. [5]
En muchos países, existe la obligación de medir y reportar la ocurrencia de SSO utilizando telemetría en tiempo real para advertir al público, bañistas y operadores de mariscos. [ cita requerida ]
Causas [ editar ]
Aspectos de ingeniería [ editar ]
Las alcantarillas que se construyeron en las primeras etapas de la urbanización generalmente se construyeron antes de que se implementara el tratamiento de aguas residuales . [6] Las primeras alcantarillas eran simples sistemas de drenaje para eliminar la escorrentía superficial con cualquier material de desecho que pudiera contener. Estos sistemas de drenaje se convirtieron en alcantarillas combinadas.cuando se agregaron aguas residuales de cocinas, baños y retretes; y la descarga se volvió ofensiva. Las primeras plantas de tratamiento de aguas residuales se construyeron para tratar las aguas residuales durante el tiempo seco; pero no fue factible tratar el mayor volumen de aguas residuales mezcladas y la escorrentía de las aguas residuales combinadas durante el tiempo húmedo. Algunas ciudades construyeron alcantarillas sanitarias para evitar que las aguas residuales se mezclen con la escorrentía superficial para que las aguas residuales puedan tratarse de manera eficiente tanto en clima húmedo como seco. [7] (Aproximadamente 860 comunidades en los EE. UU. Continúan usando alcantarillas combinadas. [8] )
Bloqueos [ editar ]
Las fallas descentralizadas en clima seco ocurren principalmente por bloqueos de la línea de alcantarillado de recolección, que pueden surgir de una obstrucción de escombros o la intrusión de la raíz de un árbol en la línea misma. Aproximadamente la mitad de los SSO en los Estados Unidos son causados por un bloqueo. [2] : pág. 4-26 La grasa es el agente de bloqueo en aproximadamente la mitad de los SSO de EE. UU. Atribuidos al bloqueo, y los desechos sólidos son el agente de bloqueo para otro 25 por ciento. Las raíces son un factor que contribuye en aproximadamente una cuarta parte de los SSO de Estados Unidos atribuidos al bloqueo. Los depósitos de grasa son causados por la cocción de grasas licuadas con agua caliente para su descarga en alcantarillas sanitarias. Estas grasas se congelan como depósitos sólidos en la alcantarilla más fría. Los desechos sólidos incluyen ropa sucia, pañales, y las toallas sanitarias se tiran por el inodoro en lugar de tirarlas a la papelera. [2] : pág. 4-28
Uno de los principales problemas de la falla de una línea descentralizada es la dificultad de definir la ubicación del desbordamiento, ya que un sistema urbano típico contiene miles de millas de tuberías de recolección y la planta de tratamiento central no tiene forma de comunicarse con todas las líneas, a menos que sea costosa. Se ha instalado equipo de monitoreo. Las empresas del Reino Unido han desplegado ampliamente transductores dieléctricos a granel suspendidos en las alcantarillas para detectar niveles altos e informar los eventos a través de redes de datos inalámbricas fijas. En ciertos lugares, esta práctica ha permitido reducir los eventos de contaminación hasta en un 60 por ciento. [ cita requerida ]
El bloqueo por clima seco es menos probable dentro de las alcantarillas combinadas; porque las alcantarillas combinadas diseñadas para el volumen adicional de escorrentía superficial son mucho más grandes que las alcantarillas sanitarias. Los reguladores combinados de aguas pluviales de alcantarillado pueden ser vulnerables al bloqueo por escombros, pero el desbordamiento de dicho bloqueo generalmente ingresa al desagüe de desviación para evitar inundaciones en la propiedad privada o pública.
Infiltración / afluencia [ editar ]
Aproximadamente una cuarta parte de los SSO de los Estados Unidos ocurren durante eventos de fuertes lluvias , que pueden causar la entrada de aguas pluviales en las alcantarillas sanitarias a través de daños, conexiones inadecuadas o inundaciones de edificios y estaciones de bombeo en áreas bajas del sistema de recolección. El flujo combinado de aguas residuales y aguas pluviales excede la capacidad del sistema de alcantarillado sanitario y las aguas residuales se vierten en hogares, negocios y calles. [2] : pág. 4-26 Esta circunstancia es más frecuente en ciudades más antiguas cuya infraestructura subterránea es bastante antigua; París , Londres , Estocolmo , [9] Nueva York , Washington, DCy Oakland, California [10] son ejemplos típicos de tales ubicaciones. La entrada a las líneas sanitarias puede ser causada por la ruptura de las raíces de los árboles en las líneas subterráneas o por una fractura mecánica debido a la edad y la sobrepresión de camiones y edificios.
Fallos [ editar ]
Otro modo de falla del sistema puede incluir cortes de energía , que pueden inhabilitar las bombas de la estación de bombeo y provocar el desbordamiento de aguas residuales del pozo húmedo de la estación de bombeo. Las fallas mecánicas o eléctricas de la estación de bombeo causan aproximadamente el diez por ciento de los SSO en los Estados Unidos. Este tipo de descarga es poco común en las alcantarillas combinadas, porque el volumen combinado de aguas residuales y aguas pluviales desalienta el uso de estaciones de bombeo. Las líneas de alcantarillado rotas son responsables de aproximadamente el diez por ciento de los SSO de EE. UU. [2] : pág. 4-27
Un corte de energía, un error humano o una falla mecánica pueden causar una descarga similar de aguas residuales no tratadas o parcialmente tratadas de una planta de tratamiento de aguas residuales; pero esto se considera típicamente como un mal funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales más que como un desbordamiento del alcantarillado sanitario. Las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden diseñarse para capturar el desbordamiento de las unidades que funcionan mal y descargarlo en instalaciones de tratamiento alternativas. La inundación de propiedad privada o pública se evita típicamente descargando el desbordamiento a un emisario diseñado para la descarga de aguas residuales tratadas. [2] : pág. ES – 3
Consecuencias ecológicas y para la salud humana [ editar ]
Los impactos en la salud humana incluyen un número significativo de enfermedades gastrointestinales cada año, aunque la muerte por un evento de desbordamiento es poco común. Los impactos humanos adicionales incluyen cierres de playas , restricciones para nadar y la prohibición del consumo de ciertos animales acuáticos (particularmente ciertos moluscos ) después de eventos de desbordamiento. Las consecuencias ecológicas incluyen la muerte de peces , daño al plancton y otras microflora y microfauna acuáticas. El aumento de la turbidez y la disminución del oxígeno disuelto en las aguas receptoras pueden provocar efectos acentuados más allá del evidente daño inducido por patógenos a los ecosistemas acuáticos.. Es posible que las formas de vida superiores, como los mamíferos marinos, puedan verse afectadas, ya que se sabe que ciertas focas y leones marinos experimentan picos de daño patógeno. [11]
Técnicas de mitigación [ editar ]
El concepto de válvulas de contención SSO ha sido pionero en el Reino Unido y se instalan para mitigar los derrames secos, al correlacionar los datos de lluvia con la actividad de derrames SSO. [ cita requerida ]
Historia [ editar ]
Desde la época medieval, los gobernantes han sido conscientes del impacto de las aguas residuales sin tratar vertidas incorrectamente al medio ambiente. Antes de que existieran los sistemas de tratamiento en la Inglaterra del siglo XVI , el rey Enrique VIII decretó que los canales de aguas residuales deberían mantenerse fluyendo para que no se estancaran en Londres antes de llegar al río Támesis ( sistema de alcantarillado de Londres ). [ cita requerida ]
En el siglo XIX, las plantas de tratamiento de aguas residuales se desarrollaron e instalaron por primera vez en los EE. UU. Y partes de Europa, y se identificó el concepto de SSO. Los SSO no fueron reconocidos como un problema ambiental generalizado hasta el aumento de la conciencia ambiental en la década de 1960. Alrededor de ese tiempo, las agencias gubernamentales de los EE. UU. Comenzaron a identificar ubicaciones y frecuencias de SSO de manera sistemática. Los gobiernos locales escucharon las quejas de los ciudadanos y se sistematizaron los protocolos de cierre de playas para reducir los riesgos a la salud pública.
Después de la aprobación de la Ley de Agua Limpia en 1972, EE. UU. Gastó miles de millones de dólares en mejoras a las plantas de tratamiento de aguas residuales, con algunas reparaciones y mejoras asociadas a los sistemas de recolección asociados, donde ocurren los desbordes. La EPA continúa proporcionando fondos para préstamos a bajo interés a las comunidades para abordar los problemas de SSO, a través del Fondo Rotatorio Estatal de Agua Limpia . [12]
En la década de 1990 , Japón , el Reino Unido y varios otros países europeos comenzaron una investigación seria de algunos de los problemas de desbordamiento de sus países. [ cita requerida ]
Ver también [ editar ]
- Fatberg
- La contaminación del agua
Referencias [ editar ]
- ^ "Desbordamientos de alcantarillado sanitario" . Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes . Washington, DC: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). 2015-11-16.
- ^ a b c d e f g Informe al Congreso: Impactos y control de las OSC y las OSC (Informe). EPA. Agosto de 2004. EPA-833-R-04-001.
- ^ " El Banco Mundial apoya el tratamiento de aguas residuales de China", The People's Daily , 30 de noviembre de 2001, Beijing
- ^ Massoud Tajrishy y Ahmad Abrishamchi, "Enfoque integrado de la gestión del agua y las aguas residuales para Teherán , Irán ", Conservación , reutilización y reciclaje del agua : Actas del taller iraní-estadounidense, National Academies Press (2005)
- ^ Tecnología apropiada para el control de la contaminación por aguas residuales en laregióndel Gran Caribe , Informe técnico del Programa Ambiental del Caribe # 40 1998
- ^ Ver Historia del abastecimiento de agua y el saneamiento .
- ^ Okun, Daniel A. (1959). Diseño de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles y Federación para el Control de la Contaminación del Agua. pag. 6.
- ^ "Preguntas frecuentes de desbordamiento de alcantarillado combinado" . Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes . EPA. 2017-12-20.
- ^ Monica Spendilow, Revista Impeller , ITT Flygt AB, SE-174 87 Sundbyberg, Suecia (2004)
- ^ Declaración de impacto ambiental para el proyecto de desbordamiento de clima húmedo del distrito de servicios públicos de East Bay , Earth Metrics Incorporated, preparado para la EPA de EE.UU. y el distrito de servicios municipales de East Bay, Oakland, CA. (1985)
- ^ Johnson, SP, Jang, S., Gulland, FMD, Miller, M., Casper, D., Lawrence, J., Herrera, J., "Caracterización y manifestaciones clínicas de las infecciones por Arcanobacterium phocae en mamíferos marinos varados a lo largo del centro Costa de California " , Journal of Wildlife Diseases , 39: 136-144 (2003).
- ^ "Preguntas frecuentes de desbordamiento de alcantarillado sanitario (SSO)" . EPA. 2015-11-16.
Enlaces externos [ editar ]
- Informes técnicos y recursos SSO adicionales - EPA
