El tratamiento de aguas residuales agrícolas es una agenda de gestión agrícola para controlar la contaminación proveniente de operaciones con animales confinados y de escorrentías superficiales que pueden estar contaminadas por productos químicos en fertilizantes , pesticidas , purines animales , residuos de cultivos o agua de riego . El tratamiento de aguas residuales agrícolas es necesario para operaciones continuas con animales confinados, como la producción de leche y huevos. Podrá realizarse en plantas que utilicen unidades de tratamiento mecanizadas similares a las utilizadas para aguas residuales industriales . Cuando hay tierra disponible para estanques, las cuencas de sedimentación y las lagunas facultativas pueden tener costos operativos más bajos para las condiciones de uso estacional de los ciclos de reproducción o cosecha. [1] : 6–8 Los purines animales generalmente se tratan conteniéndolos en lagunas anaeróbicas antes de eliminarlos mediante aspersión o aplicación por goteo a los pastizales. A veces se utilizan humedales artificiales para facilitar el tratamiento de los desechos animales.
La contaminación de fuentes difusas incluye la escorrentía de sedimentos, la escorrentía de nutrientes y los pesticidas. La contaminación de fuentes puntuales incluye desechos animales, licor de ensilaje, desechos de salas de ordeño (granjas lecheras), desechos de mataderos, agua para lavar vegetales y aguardiente. Muchas granjas generan contaminación de fuentes difusas debido a la escorrentía superficial que no se controla mediante una planta de tratamiento.
Los agricultores pueden instalar controles de erosión para reducir los flujos de escorrentía y retener el suelo en sus campos. [2] [3] : págs. 4-95–4-96 Las técnicas comunes incluyen el arado en curvas de nivel , el acolchado de cultivos , la rotación de cultivos , la plantación de cultivos perennes y la instalación de zonas de amortiguamiento ribereñas . [4] [3] : págs. 4-95–4-96 Los agricultores también pueden desarrollar e implementar planes de manejo de nutrientes para reducir la aplicación excesiva de nutrientes [4] [3] : págs. 4-37–4-38 y reducir la potencial de contaminación por nutrientes . Para minimizar los impactos de los pesticidas, los agricultores pueden utilizar técnicas de Manejo Integrado de Plagas (MIP) (que pueden incluir el control biológico de plagas ) para mantener el control de las plagas, reducir la dependencia de pesticidas químicos y proteger la calidad del agua. [5]
La contaminación de fuentes difusas proveniente de las granjas es causada por la escorrentía superficial de los campos durante las tormentas. La escorrentía agrícola es una fuente importante de contaminación , en algunos casos la única fuente, en muchas cuencas . [6]
El suelo arrastrado por los campos es la mayor fuente de contaminación agrícola en los Estados Unidos. El exceso de sedimentos provoca 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 asfixiar las larvas de animales . [6]
Los agricultores pueden utilizar controles de erosión para reducir los flujos de escorrentía y retener el suelo en sus campos. Las técnicas comunes incluyen:
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 fertilizante comercial , estiércol animal o aguas residuales (efluentes) o lodos municipales o industriales. Estos químicos también pueden ingresar a la escorrentía de los residuos de cultivos , el agua de riego , la vida silvestre y la deposición atmosférica . [3] : pág. 2–9
Los agricultores pueden desarrollar e implementar planes de gestión de nutrientes para mitigar los impactos en la calidad del agua mediante:
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 aguas superficiales debido a:
También se han detectado algunos pesticidas en las aguas subterráneas . [3] : pág.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 de las plagas, reducir la dependencia de pesticidas químicos y proteger la calidad del agua. [10] [11]
Hay pocas formas seguras de eliminar los excedentes de plaguicidas, aparte de su contención en vertederos bien gestionados o su incineración . En algunas partes del mundo, la fumigación terrestre es un método de eliminación permitido. [12] [13] [ cita necesaria ]
Las granjas con grandes operaciones ganaderas y avícolas , como las granjas industriales , pueden ser una fuente importante de aguas residuales puntuales . En los Estados Unidos, estas instalaciones se denominan operaciones concentradas de alimentación animal u operaciones de alimentación animal confinadas y están sujetas a una regulación gubernamental cada vez mayor . [14]
Se ha descubierto que bacterias resistentes a los antibióticos se infiltran en el ciclo del agua desde las granjas. El 73% de todos los antibióticos utilizados a nivel mundial se utilizan en la cría de animales. Como resultado, las instalaciones de tratamiento de aguas residuales pueden transferir bacterias resistentes a los antibióticos a los humanos. [15] [16]
Los componentes de las aguas residuales animales suelen contener [17] [18]
Los desechos animales del ganado pueden producirse como estiércol sólido o semisólido o como purín líquido . La producción de purines es especialmente común en el ganado lechero estabulado.
Si bien las pilas de estiércol sólido al aire libre pueden dar lugar a aguas residuales contaminantes procedentes de escorrentías, este tipo de residuos suele ser relativamente fácil de tratar mediante contención y/o cobertura de la pila.
Los purines animales requieren un manejo especial y generalmente se tratan conteniéndolos en lagunas antes de eliminarlos mediante aspersión o aplicación por goteo a los pastizales. A veces se utilizan humedales artificiales para facilitar el tratamiento de desechos animales, al igual que lagunas anaeróbicas . La aplicación excesiva o en terrenos empapados o en una superficie insuficiente puede provocar escorrentía directa a los cursos de agua, con el potencial de causar una contaminación grave . La aplicación de lodos a las tierras situadas sobre acuíferos puede provocar contaminación directa o, más comúnmente, elevación de los niveles de nitrógeno en forma de nitrito o nitrato.
La eliminación de cualquier agua residual que contenga desechos animales aguas arriba de una toma de agua potable puede plantear graves 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 humanos. Este riesgo existe incluso en el caso de filtraciones de niveles muy bajos a través de drenajes superficiales poco profundos o de escorrentías de lluvia.
Algunos purines animales se tratan mezclándolos con paja y se convierten en abono a alta temperatura para producir un estiércol bacteriológicamente estéril y friable para mejorar el suelo.
Los desechos de los cerdos son comparables a otros desechos animales y se procesan como los desechos animales en general, excepto que muchos desechos de los cerdos contienen niveles elevados de cobre que pueden ser tóxicos en el medio ambiente natural. La fracción líquida de los residuos se separa con frecuencia y se reutiliza en la porqueriza, para evitar los costes prohibitivos de la eliminación del líquido rico en cobre. Los gusanos ascáridos y sus huevos también son comunes en los desechos de las porquerizas y pueden infectar a los humanos si el tratamiento de las aguas residuales es ineficaz.
La hierba fresca o marchita u otros cultivos verdes se pueden convertir en un producto semifermentado llamado ensilaje que se puede almacenar y utilizar como forraje de invierno para el ganado vacuno y ovino. La producción de ensilaje implica a menudo el uso de un acondicionador ácido como el ácido sulfúrico o el ácido fórmico . El proceso de elaboración del ensilaje produce frecuentemente un líquido de color amarillo-marrón con olor fuerte y muy rico en azúcares simples , alcohol , ácidos orgánicos de cadena corta y acondicionador del ensilaje. Este licor es una de las sustancias orgánicas más contaminantes que se conocen. El volumen de licor de ensilaje producido generalmente es proporcional al contenido de humedad del material ensilado.
El mejor tratamiento para el licor de ensilaje es mediante la prevención, marchitando los cultivos mucho antes de hacer el ensilaje. Cualquier licor de ensilaje que se produzca puede utilizarse como parte de la alimentación de los cerdos. El tratamiento más eficaz es la contención en una laguna de purines y su posterior dispersión en el suelo tras una dilución sustancial con purines. La contención del licor de ensilaje por sí sola puede causar problemas estructurales en los fosos de concreto debido a la naturaleza ácida del licor de ensilaje.
Aunque la leche es un producto alimenticio importante, su presencia en las aguas residuales es altamente contaminante debido a su fuerza orgánica, que puede provocar 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 animales y productos químicos de limpieza y desinfección .
Los desechos de las salas de ordeño a menudo se tratan mezclados con aguas residuales humanas en una planta de tratamiento de aguas residuales local . Esto garantiza que los desinfectantes y productos de limpieza estén suficientemente diluidos y sean susceptibles de tratamiento. Una opción posible es llevar las aguas residuales del ordeño a una laguna de purines de granja, aunque esto tiende a consumir la capacidad de la laguna muy rápidamente. La dispersión terrestre también es una opción de tratamiento. [ cita necesaria ]
Las aguas residuales de las actividades de sacrificio 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.
En cuanto a los residuos de la sala de ordeño (ver arriba).
El lavado de hortalizas produce grandes volúmenes de agua contaminada por tierra y trozos de hortalizas. También pueden estar presentes niveles bajos de pesticidas utilizados para tratar las verduras junto con niveles moderados de desinfectantes como el cloro .
La mayoría de las aguas de lavado de vegetales se reciclan ampliamente y los sólidos se eliminan mediante sedimentación y filtración. El suelo recuperado se puede devolver al terreno.
Aunque pocas explotaciones planifican los incendios, los incendios son más comunes en las explotaciones agrícolas que en muchas otras instalaciones industriales. Las reservas de pesticidas, herbicidas, fueloil para maquinaria agrícola y fertilizantes pueden ayudar a promover los incendios y pueden estar presentes en cantidades ambientalmente letales en el agua contra incendios utilizada en la extinción de incendios en las granjas.
Todos los planes de gestión ambiental de las explotaciones agrícolas deberían permitir la contención de cantidades sustanciales de agua contra incendios y su posterior recuperación y eliminación por parte de empresas especializadas en eliminación. [19] La concentración y mezcla de contaminantes en el aguardiente los hace inadecuados para cualquier método de tratamiento disponible en la granja. Incluso la expansión del terreno ha producido en el pasado graves problemas de sabor y olor para las empresas de suministro de agua aguas abajo.
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