Auto purificación de sistemas de agua natural
Algunos de los principales procesos físicos en la auto purificación de sistemas de agua natural son los siguientes: (i) Dilución (ii) Sedimentación y Re-suspensión (iii) Filtración (iv) Transferencia de gas.
Los principales procesos físicos involucrados en la auto-purificación de los cursos de agua son dilución, sedimentación y resuspensión, filtración, transferencia de gas y transferencia de calor.
Estos procesos no solo son importantes, sino que también son importantes en su relación con ciertos procesos de auto-purificación química y bioquímica.
(i) Dilución:
A principios del siglo XX, las prácticas de eliminación de aguas residuales se basaban en la premisa de que “la solución a la contaminación es la dilución”. La dilución fue considerada como el medio más económico de eliminación de aguas residuales. En este método, se descargan cantidades relativamente pequeñas de desechos en grandes masas de agua.
Aunque la dilución es un poderoso complemento del mecanismo de autolimpieza de las aguas superficiales, su éxito depende de la descarga de cantidades relativamente pequeñas de desechos en grandes cuerpos de agua. El crecimiento de la población y la actividad industrial, con el aumento de la demanda de agua y la cantidad de aguas residuales, impide el uso de muchas corrientes para la dilución de aguas residuales crudas o mal tratadas.
(ii) Sedimentación y Re-suspensión:
Las fuentes de sólidos en suspensión, uno de los contaminantes del agua más comunes, incluyen las aguas residuales domésticas e industriales y la escorrentía de actividades agrícolas o urbanas. Estos sólidos pueden ser materiales orgánicos e inorgánicos y / u organismos vivos, y pueden variar en tamaño desde partículas orgánicas grandes hasta coloides pequeños, casi invisibles.
En suspensión, los sólidos aumentan la turbidez y la penetración reducida de la luz puede restringir la actividad fotosintética de las plantas, inhibir la visión de los animales acuáticos, interferir con la alimentación de los animales acuáticos que obtienen alimentos por filtración y ser abrasivos para las estructuras respiratorias, como las branquias.
El asentamiento o sedimentación es el método de la naturaleza para eliminar partículas suspendidas de un curso de agua, y la mayoría de los sólidos grandes se depositan fácilmente en agua inactiva. Las partículas en el rango de tamaño coloidal pueden permanecer en suspensión por largos períodos de tiempo, aunque eventualmente la mayoría de ellas también se asentarán.
La re-suspensión de sólidos es común en tiempos de inundación o escorrentía pesada. En tales casos, el aumento de la turbulencia puede resuspender los sólidos previamente depositados a lo largo de las áreas normalmente inactivas de una corriente y transportarlos por considerables distancias aguas abajo. Eventualmente, volverán a establecerse, pero no antes de que su presencia haya aumentado la turbidez de las aguas en las que se han introducido.
(iii) Filtración:
A medida que grandes trozos de escombros se lavan a lo largo de un lecho de un arroyo, a menudo se alojan en cañas o piedras donde permanecen atrapados hasta que las aguas altas los vuelvan a introducir en la corriente principal. Pequeños trozos de materia orgánica o arcillas inorgánicas y otros sedimentos pueden ser filtrados por guijarros o rocas a lo largo del lecho de la corriente.
A medida que el agua se filtra desde la superficie hacia abajo en los acuíferos subterráneos, se produce una filtración de un tipo mucho más sofisticado, y si las capas del suelo son lo suficientemente profundas y finas, la eliminación del material en suspensión se completa esencialmente en el momento en que el agua ingresa al acuífero. Muchas corrientes se intercambian libremente con los acuíferos aluviales que se encuentran debajo de ellas, por lo que el agua filtrada puede volver a ingresar a la corriente en algún punto corriente abajo.
(iv) Transferencia de gas:
La transferencia de gases dentro y fuera del agua es una parte importante del proceso de purificación natural. La reposición del oxígeno perdido por la degradación bacteriana de los desechos orgánicos se logra mediante la transferencia de oxígeno del aire al agua. A la inversa, los gases que evolucionan en el agua mediante procesos químicos y biológicos pueden transferirse del agua a la atmósfera.
