Constituye la principal fuente de contaminación hídrica urbana y es posible que haya sido la primera: las comunidades se asentaban cerca de cursos de agua a fin de aprovisionarse de agua potable y aprovechaban las facilidades que brinda el medio fluido para deshacerse de los residuos domiciliarios y los excrementos.
La materia orgánica en el agua sufre un ataque microbiológico que la lleva a transformarla en compuestos inorgánicos (dióxido de carbono, agua, sales minerales). Esta mineralización de la materia orgánica es llevada a cabo por bacterias, hongos y protistas, todos ellos seres microscópicos que van utilizando la materia orgánica como alimento, para lo cual deben respirar, es decir, consumir oxígeno disuelto en el agua.
La cantidad de oxígeno que está disuelto en el agua y la capacidad de reposición del consumido , establece la cantidad de materia orgánica que será mineralizada: mientras haya suficiente oxígeno en el agua es degradada la materia orgánica, pero cuando éste no alcanza, la materia orgánica comienza a acumularse y aparecen otros microorganismos que se especializan en actuar en ambientes carentes de oxígeno; pero los productos que se van acumulando en el medio no son solo sustancias minerales, sino también materia orgánica parcialmente descompuesta; además producen una serie de compuestos químicos que resultan nauseabundos y fétidos (por ejemplo, el ácido sulfhídrico, con olor a huevos podridos.)
Naturalmente, a medida que el río transcurre, se va degradando la materia orgánica, de forma tal que algunos kilómetros aguas abajo, el río recupera su estado previo a la descarga de la materia orgánica; pero, a medida que crece la población y los procesos de urbanización se incrementan sobre los cursos de agua, la capacidad auto depuradora del río es superada, dado que cada ciudad arroja más y más desechos cloacales. Por otra parte la proximidad entre una ciudad y otra, impide que la biodegradación natural se lleve a cabo y el curso permanece en un estado de contaminación orgánica continua.
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