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Se define como contaminación, según la Unión Europea, “la introducción directa o indirecta como consecuencia de la actividad humana de sustancias, vibraciones, calor o ruido en el aire, el agua o el suelo que pueden ser nocivos para la salud humana o la calidad del medio ambiente, causar daños a la propiedad material o perjudicar o entorpecer las actividades recreativas y otros usos legítimos de medio ambiente”. Por tanto, el concepto de “agua contaminada” depende mucho del uso que se le vaya a dar a esa agua, ya que, por ejemplo, un agua no apta para el consumo humano puede ser aceptable para los animales, etc. Los contaminantes se pueden clasificar como: contaminantes que alteran el medio físico y contaminantes tóxicos. Los primeros no afectan directamente a los organismos vivos, pero alteran de tal manera el entorno que crean unas condiciones desfavorables para la vida. Es el caso, por ejemplo, del aumento del CO2 en al atmósfera o del aumento de nutrientes en el agua. Los contaminantes tóxicos, por el contrario, afectan directamente a los organismos. Su toxicidad depende de la concentración, la forma química y la persistencia. Un elemento indispensable para un ser vivo en concentraciones traza puede llegar a ser tóxico en concentraciones elevadas. La mayoría de metales pesados se combina con otras formas químicas para entrar en los organismos, por tanto antes de determinar la toxicidad de un elemento habrá que determinar la forma química en la que se encuentra. La persistencia se refiere al tiempo que tarda el contaminante en transformarse en una forma no tóxica. Se mide en periodos de vida media, es decir, el tiempo necesario para que desaparezca el 50 % del contaminante. Otros factores a tener en cuenta son la bioacumulación y la biomagnificación. La bioacumulación se refiere al proceso natural por el cual las células individuales absorben y acumulan los elementos necesarios para su correcto funcionamiento y estructura. Debido a la semejanza entre muchos contaminantes y los elementos traza esenciales, las células pueden incorporar elementos tóxicos que quedan dentro de ellas o incorporados en su membrana causando un daño letal. Muchas toxinas que están diluidas en un medio pueden alcanzar concentraciones dañinas dentro de las células. La biomagnificación es un proceso que se produce a nivel del ecosistema. Los compuestos tóxicos que no se excretan con facilidad por el organismo, se almacenan, como ya hemos visto. Cuando esto ocurre en los organismos primarios, es decir, los que están en la base de la cadena trófica, dicho compuesto se va concentrando cada vez más a medida que subimos en el nivel trófico. Por ejemplo, el fitoplancton absorbe un compuesto tóxico del agua y lo acumula en sus células, el zooplancton se alimenta del fitoplancton y concentra un poco más el componente tóxico, posteriormente los pequeños peces se alimentan a lo largo de su vida de multitud de organismos del zooplancton y finalmente los carnívoros (salmones, aves, ser humano) se alimentan, a su vez, de estos peces. De esta forma, cuando el componente tóxico llega al final de la cadena trófica, se ha biomagnificado cientos de miles de veces, produciendo con más facilidad la enfermedad e incluso la muerte. El ejemplo de esto es lo ocurrido en 1953-60 en la bahía de Minamata en Japón, donde una fábrica de plásticos descargaba sus residuos que contenían mercurio. La aguas residuales que vertía la fábrica contenían 0.1 ppb de mercurio. Las aguas de la bahía contenían 2 ppb, concentración apta para beber. El plancton tomaba el agua con mercurio pero no lo excretaba. Los peces pequeños que se acumulaban de plancton, tampoco lo excretaban y tenían una concentración de mercurio de 200 ppb. En los grandes peces el nivel de mercurio estaba entre 4.000 y 20.000 ppb. Las familias que se alimentaron de estos peces desarrollaron la “enfermedad de Minamata” y muchos resultaron, lisiados, paralizados, perdieron su visión, capacidades mentales o murieron.
También se debe tener en cuenta la mezcla de compuestos contaminantes, ya que sus efectos pueden ser tanto sumatorios, sinérgicos (la toxicidad es mayor que el sumatorio de los efectos por separado) o antagónicos (la toxicidad se reduce al mezclarse), por tanto existe cierta impredecibilidad de los efectos reales de los contaminantes en el medio. Los efectos de un compuesto o de la mezcla de ellos pueden ser inocuos, letales o subletales (no matan al individuos pero producen daños a nivel genético o fisiológico). Con frecuencia los daños subletales suelen ser más perjudiciales para la población en general, ya que afectan al desarrollo o a la reproducción.
Mapas de las concentraciones de metales pesados (Hg) generadas por tres emisarios submarinos que emiten 0,15 m^3/s de caudal bajo una corriente de 0,04 m/s en dirección E en el plano XZ. Podemos apreciar la posición de las tres fuentes (pequeños cuadrados color fucsia) sobre el fondo del mar (suelo de color verde) y el color rojo correspondiente a la máxima concentración que está centrada en las cercanías de los chorros verticales de los emisarios. La línea azul horizontal nos indica la posición de la superficie del agua.
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