Contexto

Investigadores responsables da actividade

 

A xestión e a ordenación da auga é un factor primordial á hora de asegurar un desenvolvemento sustentable, polo que a preservación dos recursos hídricos é un desafío transversal que se ten en conta indirectamente nos oito obxectivos de desenvolvemento do milenio das Nacións Unidas. Así, a erradicación da pobreza, a redución da mortalidade infantil ou a conservación do medio ambiente non se entenden sen unha adecuada política de xestión da auga.

Nos últimos anos, a actividade humana estivo asociada a un aumento da contaminación da contorna que incluíu tanto o aire coma o chan e a auga. Aínda que a miúdo o estudo da contaminación se realiza atendendo a esta división, en realidade o habitual é que os contaminantes interactúen entre os tres medios e, finalmente, terminen atopándose nos ecosistemas acuáticos, ben debido a escoamentos ou a deposición atmosférica (Herrygers et al., 2000; González et al., 2002; Sanz, 2005; Arun e Eyini, 2011). A pesar de que recentemente se incrementou a concienciación ambiental da poboación, aínda queda moito camiño por percorrer para chegar a un desenvolvemento sustentable que evite os niveis de contaminación actuais de acuíferos, ríos, lagos, mares e océanos. Por iso, en primeiro lugar, débese definir correctamente o termo contaminación a partir de acepcións ofrecidas por organismos internacionais como a CEE da ONU en 1961: «Unha auga está contaminada cando se ve alterada na súa composición ou estado, directa ou indirectamente, como consecuencia da actividade humana, de tal modo que quede menos apta para un ou todos os usos aos que vai destinada, para os que sería apta na súa calidade natural».

Deste xeito, constátase que a contaminación da auga é unha modificación derivada directa ou indirectamente das actividades do ser humano e que leva unha degradación da contorna e unha alteración do ciclo natural da auga. Neste sentido, o impacto sobre as augas urbanas, agrícolas, comerciais, industriais etc., podería manifestar que:

  • A contaminación pódese estender desde unhas zonas a outras como desde a superficie terrestre ata os acuíferos ou desde zonas pluviais a mares ou océanos.
  • Como se pode apreciar na figura 1, a contaminación de augas está intimamente relacionada coa contaminación dos chans e do aire, en liña co explicado previamente.

Figura 1: Esquema de vertidos industriais  (Martín-Olmedo et al, 2016)

É innegable que a contaminación sobre o aire e o chan derivará nun impacto negativo sobre as augas, que en último termo afecta á flora, á fauna e ata á saúde humana. De feito, estímase que máis de 10 millóns de persoas falecen cada ano debido a este problema (Fulekar, 2010). Polo tanto, é importante determinar parámetros de calidade das augas que permitan controlar a contaminación e propor estratexias de remediación cando fose necesario. De feito, débese distinguir entre augas gandeiras e agrícolas (contaminadas con excrementos de animais ou residuos procedentes de actividades agrícolas como praguicidas ou fertilizantes), industriais (contaminadas con residuos de industrias moi diversas como a siderúrxica, petroquímica ou téxtil, entre outras) ou domésticas. En xeral, estas actividades demandan gran cantidade de auga, polo que se necesita implementar sistemas de depuración eficaces que eviten que a contaminación impacte negativamente nos ecosistemas receptores das citadas augas, como as plantas de tratamento de depuración (EDAR) e a potabilidade de augas (ETAP).

Polo tanto, é necesario establecer niveis de referencia e parámetros de control para poder medir a calidade dunha auga que, á súa vez, é a base sobre a que se asenta o marco legal vixente. Neste sentido, a directiva marco da auga (Directiva 2000/60/CE), unha norma básica para a xestión racional da auga na Unión Europea, establece os seguintes obxectivos:

  1. Lograr que todas as masas de augas superficiais e subterráneas teñan unha boa calidade.
  2. Diminuír os impactos derivados de secas e de riadas.
  3. Fomentar a utilización sustentable da auga.
  4. Reducir a contaminación das augas subterráneas.
  5. Favorecer a protección e a mellora dos ecosistemas acuáticos.
  6. Impulsar estratexias para minimizar verteduras.

Deste xeito, para garantir a calidade dunha auga cómpre asegurar que a súa composición se mantén por baixo dos niveis marcados pola lexislación. Así, non deberá presentar substancias químicas, axentes infecciosos ou microorganismos que puidesen dar lugar a efectos nocivos na flora, fauna e saúde humana. Para comprobar a calidade da auga é necesario tomar mostras e realizar diversas análises químicas como son, entre outros, os que se citan a continuación:

  • Grao de acidez ou alcalinidade
    Mídese mediante a cuantificación do pH, que é un termo acuñado a principios do século xx polo bioquímico danés S. P. L. Sørensen e que se refire ao logaritmo con base 10 da concentración de hidroxenións presentes nunha disolución. Habitualmente, a escala de pH oscila entre 0 e 14; os valores inferiores a 7 son os correspondentes aos ácidos, os superiores a 7 os básicos e os que teñen valor de 7 os neutros (Petrucci et al., 2011). Actualmente, para determinar o pH emprégase habitualmente un eléctrodo sensible aos hidroxenións previamente calibrado con disolucións de referencia cun pH coñecido ou ben mediante indicadores colorimétricos, como o papel indicador proposto no presente traballo.
  • Presenza de cloruros
    Habitualmente, para eliminar os microorganismos patóxenos dunha auga e evitar a presenza de xermes infecciosos tanto víricos coma bacterianos engádense produtos químicos como os axentes clorados. Habitualmente, utilízase cloro (ou moléculas cloradas como a lixivia) para que reaccione con todos os compostos redutores (materia orgánica, amoníaco etc.) e dea lugar a organoclorados e aminoclorados; continúase engadindo ata chegar ao momento de ruptura (break point), onde se consegue un exceso de cloro que asegura a desinfección (Ramírez Quirós, 2005).
  • Presenza de microorganismos
    Nas augas poden existir diversidade de axentes microbianos que poderían comprometer a súa calidade sanitaria. Así, ademais dos microorganismos habituais presentes en ecosistemas acuáticos (por exemplo, Pseudomonas, Bacillus etc.), poderían existir certos patóxenos como os procedentes de correntes fecais. Para detectar a súa presenza introdúcese unha mostra da auga nun caldo nutritivo, por exemplo unha placa Petri con peptona de caseína, extracto de fermento, cloruro sódico e un axente solidificante como ágar-ágar.

Polo tanto, nesta actividade preténdese concienciar o alumnado da necesidade de levar a cabo controis de calidade da auga mediante diferentes parámetros básicos como son o pH, a presenza de cloro ou a existencia de microorganismos. Para iso, exponse que os centros reciban o material necesario para que o alumnado poida determinar a calidade de tres augas representativas: unha dunha gran cidade como Barcelona, outra da cidade de Vigo e outra residual. Ademais, proponse que cada estudante recolla unha mostra de auga da súa vivenda ou centro de estudo para comparar os resultados obtidos cos das mostras modelo.

Séguenos nas Redes!

Actividade: determinación da calidade das augas

Materiais que se inclúen no lote

  1. Cinco microtubos de tipo Eppendorf (tres conteñen diferentes augas de Barcelona, Vigo e residual, un contén nitrato de prata 0,03 M e un baleiro para unha mostra de auga do alumnado)
  2. Catro placas Petri con medio de cultivo sólido
  3. Cinco pipetas Pasteur estériles
  4. Catro asas de semente estériles en L
  5. Catro tiras de Parafilm
  6. Catro tiras de papel indicador de pH

Material para descargar

Material que terá que dispor o IES

Un rotulador permanente de punta fina para identificar as placas Petri.

Procedemento

  • Presenza de microorganismos

Cunha pipeta Pasteur tomarase unha mostra dunha das augas contidas nos microtubos de tipo Eppendorf e engadiranse dúas pingas nunha das placas Petri. Cunha asa de semente estéril en L esténdense as pingas coidadosamente sobre a superficie da placa tentando manter a máxima asepsia posible. A continuación, sélase cunha das tiras de Parafilm e rotúlase coa data e co nome da mostra de auga. Repítese a operación coas outras mostras de auga e déixanse repousar as placas durante unha semana a temperatura ambiente.

  • pH

Introdúcese unha tira de papel indicador de pH nun dos microtubos de tipo Eppendorf ata que se humedeza a metade do papel. Retírase e compárase coa cor modelo para determinar o valor de pH ao que se parece máis (figura 2). Anótase o resultado e repítese a operación co resto das augas.

Figura 2. Determinación do pH en base á coloración do papel indicador

  • Presenza de cloruros

Tómase nitrato de prata 0,03 M do microtubo correspondente cunha pipeta Pasteur e engádenselle unhas pingas a cada microtubo que contén auga. Anotar en cales dos tubos se observa a presenza dun precipitado branco de cloruro de prata, que indicaría cal ou cales das mostras se someteron a un proceso de cloración.

Resultados esperables

O alumnado deberá observar e anotar o aspecto de cada placa e os cambios rexistrados respecto ao momento inicial, ademais de describir en detalle a cor e a aparencia tras a observación do anverso e do reverso, e de identificar a natureza dos organismos presentes (fermentos, fungos filamentosos, bacterias). Por iso, será recomendable que se tomen fotos de cada placa ao longo do experimento. Se o aspecto é algodonoso ou aveludado, trátase dun fungo filamentoso, mentres que se é un aspecto máis cremoso será un fermento ou unha bacteria. Pediráselle ao alumnado que compare os microorganismos existentes con fotos de fungos, bacterias e fermentos de xéneros comúns. Deberán explicarse as diferenzas, se as houbese, entre a carga microbiana procedente de cada mostra de auga. Por outra banda, compararase o pH de cada unha das augas e discutirase se está no rango permitido pola lexislación. Por último, explicarase cal ou cales das mostras de augas teñen cloruros como resultado da reacción de precipitación.

Referencias bibliográficas que poden resultar interesantes para o alumnado

  • Arun, A., Eyini, M. (2011): Comparative studies on lignin and polycyclic aromatic hydrocarbons degradation by basidiomycetes fungi. Bioresource Techology, 102: 8063-8070.
  • Directiva 2000/60/CE do Parlamento Europeo e do Consello, do 23 de outubro de 2000, pola que se establece un marco comunitario de actuación no ámbito da política da auga.
  • Fulekar, M. H. (2010) Environmental Biotechnology. CRC Press, Enfield, EUA.
  • González, M. N., Orozco, C., Pérez, A., Alfayate, J. M., Rodríguez, F. J. (2002): Contaminación ambiental: una visión desde la química. Editorial Paraninfo, Madrid, España.
  • Herrygers, V., Langenhove, H. V., Smet, E. (2000): Environmental Technologies to treat sulphur pollution. En: P. Lens, L. H. Po (eds.) Principles and engineering. International Water association, Londres, 281-304.
  • Martín-Olmedo, P., Carroquino, M. J., Ordóñez, J. M., Moya, J. (2016): La salud en la evaluación de impactos ambientales. Guía Metodológica. Sociedad Española de Sanidad Ambiental, Andalucía, España.
  • Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D., Bissonnette, C. (2011): Química general, Editorial Prentice-Hall.
  • Ramírez-Quirós, F. (2005): Desinfección del agua con cloro y cloraminas, Técnica Industrial 260: 54-63.
  • Sanz, J. L. (2005): Control biológico de plantas y enfermedades de los cultivos. En Biotecnología y Medioambiente. Ephemera, Madrid, España.

 

Séguenos nas Redes!