session2-1 otros constituyentes de la calidad del agua
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Calidad del Agua Perspectiva Global
Session 2-1 – Otros constituyentes de la Calidad del Agua.
Ejemplos
Gidahatari – gestión sostenible del agua
Fiesta Hotel and Casino, Lima, Peru
Domingo, 4 Noviembre 2012 (0900-1030 hours)
Resumen de las lecturas Previas
• Desarrollo y evaluación de los objetivos del monitoreo
• Demostración de los Principios de Diseño de Red:
- Selección del sitio
- Programación / frecuencia
- Hidrología / calidad del agua las variables
- Indicadores; QA / QC; programas de ajuste estructural, base de datos mgmt.
• Últimas necesidades - convertir los datos en información
• En esta sesión – se discutirá algunos aspectos relevantes de lo anterior y luego otras categorías de calidad de agua.
Informes: El
importante producto final de
cualquier programa de control!
Muestreo de campo - Protocolos de muestreo y análisis del Programa
Muestreo y Consideraciones de Análisis
• Procedimientos de muestreo en campo
• Ejemplo de Manejo y Envío
• Tipos de botellas de muestreo, preservación y Temperatura
• Precisión / Detección de Límites de Análisis
• Cadena de Custodia y QA / QC Procedimientos
Muestreadores automáticos
Muestreo de Evento de tormenta - Rocky Flats, Colorado:
Muestreador Móvil integrado de
sedimentos que incluye puertos de
admisión escalonados para Investigaciones de
precisión (MISSISSIPPI)
Especificaciones Técnicas de Supervisión y Construcción de pozos
Muestran los datos gráficos
• Interrelaciones de Variables .
• Detección de los valores extremos y tendencias temporales.
• Correlación y análisis de regresión.
• Linealidades, componentes de flujo.
• Transformación de datos.
Ejemplos de Datos mostrados
• X, Y análisis de regresión lineal
• Diagramas de Stiff y Piper
• Metales traza - especiación
• Orgánicos - tabular sólo concentraciones detectables
• Curvas de Control - Standley Lake
Sedimentos emparejados de
datos relacionados (X, Y o aritmética) Correlaciones y
regresiones lineales - región
de Eifel, Alemania
Series cronológicas de Cambios en el
pH, SC, y Datos de
Metales Traza Región Eifel,
Alemania
Alemania
[Muestra el beneficio de forma gráfica visualizando series de tiempo]
Regresiones lineales de valores extremos
Preguntas:
¿Cuántos valores de datos son
necesarios para definir una regresión?
¿Cuánto tiempo se necesita uno para
recoger datos?
No todos los pares X, Y-
tienen relaciones lineales!
[Ejemplo Eifel] ¿Hay una manera de
"arreglar" eso?
La transformación logarítmica trabaja
a menudo para concentraciones
frente a las corriente de flujos-
Ejemplo de la Región
Eifel
Metales trazas Disuelto vs. totales – un ejemplo:
Temperatura del Agua • Importancia
– Indicador de los impactos antropogénicos
– Preservar la vida acuática y el hábitat
• Configuración física – Arroyos (recordar ejemplo anterior, la cuenca del río Yampa,
Sesión 1-3b)
– Los manantiales y acuíferos
– Embalses (lagos y embalses)
• Impactos e información necesaria – Vida acuática
– Vertidos de las centrales eléctricas, industrias y EDAR,
Estacionalidad en los datos - Temperatura del agua - West Fork Clear Creek, Colorado
Ploteo Linear vs. Cuadro de Barras, West Fork Clear Creek, Colorado
West Fork Clear Creek below Berthoud (CC-15) Water Temperature (deg C), 1994-2010
y = -0.0052x + 4.6882
R2 = 0.002
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2/7/1994 2/6/1995 2/5/1996 2/24/1997 2/9/1998 2/8/1999 2/7/2000 2/5/2001 2/4/2002 2/3/2003 2/2/2004 5/26/2005 5/28/2009
Survey Date
Tem
per
atu
re, d
egre
es C
Cauce principal Clear Creek cerca de Golden. Temperatura del agua
Clear Creek near Golden (CC-60), Water Temperature, 1994-2010
-1
3
7
11
15
19
2/7/1994
2/6/1995
2/5/1996
2/24/1997
2/9/1998
2/8/1999
2/7/2000
2/5/2001
2/4/2002
2/3/2003
2/2/2004
2/7/2005
2/6/2006
2/5/2007
2/11/2008
2/2/2009
5/27/2010
Survey Date
Tem
pera
ture
, deg
rees
C
Figure D-9a -- Weser-Hemelingen, Temperature Time Series, 1979-2008
y = 0.0019x + 11.364
R2 = 0.0053
0.0
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
21.0
24.0
27.0
1/4/
1979
11/24/1
980
9/27
/1982
7/27
/1984
5/30
/1986
4/7/
1988
2/1/
1990
12/19/1
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8/21
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5/4/
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1/7/
2003
11/23/2
004
9/26
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21.07.2
008
Date
Te
mp
, o
C
Cuenca del río Weser, Alemania
Figure D-10a -- Weser-Hemelingen, Dissolved-Oxygen Time Series, 1979-2008
y = 0.0012x + 8.8205
R2 = 0.02124.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
1/4/
1979
11/24/1
980
9/27
/1982
7/27
/1984
5/30
/1986
4/7/
1988
2/1/
1990
12/19/1
991
10/18/1
993
8/21
/1995
6/30
/1997
5/4/
1999
3/6/
2001
1/7/
2003
11/23/2
004
9/26
/2006
21.07.2
008
Date
DO
, m
g/L
Figure D-9b -- Weser-Hemelingen, Temperature Time Series, 2001-2008 (Recent
Period)
y = 0.0059x + 11.846
R2 = 0.0035
0.03.06.09.0
12.015.018.021.024.027.0
1/10
/2001
5/29
/2001
10/16/2
001
2/19
/2002
7/9/
2002
11/26/2
002
4/1/
2003
8/19
/2003
5/11
/2004
9/28
/2004
2/1/
2005
6/21
/2005
11/8/2
005
3/14
/2006
8/1/
2006
12/19/2
006
4/24
/2007
9/5/
2007
07.01.2
008
26.05.2
008
13.10.2
008
Date
Te
mp
, o
C
Río Weser temperaturas y concentraciones de oxígeno disuelto, los últimos años
Figure D-10b -- Weser-Hemelingen, Dissolved-Oxygen Time Series, 2001-2008 (Recent Period)
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
1/10
/2001
5/29
/2001
10/16/2
001
2/19
/2002
7/9/
2002
11/26/2
002
4/1/
2003
8/19
/2003
5/11
/2004
9/28
/2004
2/1/
2005
6/21
/2005
11/8/2
005
3/14
/2006
8/1/
2006
12/19/2
006
4/24
/2007
9/5/
2007
07.01.2
008
26.05.2
008
13.10.2
008
Date
DO
, m
g/L
Efectos de los embalses en la temperatura del agua, cuenca del río Colorado. Notar los
cambios en la amplitud, la media (promedio) de temperatura, y tal vez
coeficiente de fase. La estacionalidad a menudo puede ser caracterizada por el
análisis armónico de las temperaturas del agua.
Concentraciones de oxígeno disuelto, estacionalidad y Tiempo de tendencia, Cuenca
del río Weser, Alemania
pH, un indicador de los impactos Minerales
• Corrientes estándares – Vida acuática
– Uso industrial y
– Agua potable
• Preocupaciones del drenaje de Mina
• Acciones de remediación de minas
Clear Creek near Golden (CC-60), pHs (1994-2009)
6.92
6.9
7.1
7.3
7.5
7.7
7.9
8.1
8.3
8.5
8.7
8.9
2/7
/19
94
2/7
/19
95
2/7
/19
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/19
97
2/7
/19
98
2/7
/19
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/20
00
2/7
/20
01
2/7
/20
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08
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09
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/20
10
Sampling-Survey Date
pH
, S
td. U
nit
s
pH en Series de tiempo, Clear Creek, Colorado
pH al Norte Fork Clear Creek
North Fork Clear Creek above Black Hawk (CC-45), pHs (1994-2010)
y = 0.0001x + 2.5342
R2 = 0.094
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
2/7/
1994
2/7/
1995
2/7/
1996
2/7/
1997
2/7/
1998
2/7/
1999
2/7/
2000
2/7/
2001
2/7/
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2/7/
2004
2/7/
2005
2/7/
2006
2/7/
2007
2/7/
2008
2/7/
2009
2/7/
2010
Sampling Survey Date
pH
s, S
td. U
nit
s
pH – Rio Weser, Alemania
Figure D-11a -- Weser-Hemelingen, pH Time Series, 1979-2008
y = 0.0004x + 7.5943
R2 = 0.11
7.2
7.6
8.0
8.4
8.8
9.2
1/4/19
79
11/24/198
0
9/27
/1982
7/27
/1984
5/30
/1986
4/7/19
88
2/1/19
90
12/19/199
1
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3
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/1995
6/30
/1997
5/4/19
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01
1/7/20
03
11/23/200
4
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/2006
21.07.200
8
Date
pH
, S
.U.
pH - Río Weser (1 valor anómalo)
Figure B-11a -- Weser-Hemeln, pH Time Series, 1979-2004
6.4
y = 0,0008x + 7,6343
R² = 0,176.4
6.8
7.2
7.6
8.0
8.4
8.8
9.2
1/1/19
79
1/1/19
80
1/1/19
81
1/1/19
82
1/1/19
83
1/1/19
84
1/1/19
85
1/1/19
86
1/1/19
87
1/1/19
88
1/1/19
89
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90
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98
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06
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07
1/1/20
08
Date
pH
, S
.U.
Gestión de Residuos y eliminación de Residuos
tecnológicos
Cuenca alta del Mississippi, Minnesota (EE.UU.)
Evaluación de la Calidad del agua
Coliformes (1927-1972), Río Mississippí aguas arriba/aguas abajo de una EDAR principal
Química de los sedimentos
• Revisión de la justificación
• Columna de agua TMs vs. Sedimentos
• Casos de Estudio: o Rio Rhine, Alemania
o Mina propuesta en el Monte Emmons, Colorado
o Proyecto Parachute Creek Oil-Shale, Colorado
o Área Metropolitana de Denver, South Platte River
o Río Weser, Alemania
Tendencias a largo plazo a plazo - TMS en los sedimentos, Río Rin (1900-1980)
Fuente: The World Resources Institute (1990, p. 163)
Química en
sedimentos
y Sitios de
Estudio
Componentes
de metales
Traza por Área
de Estudio
Monte Emmons (Cuerpo de molibdeno de mineral), Colorado
Arsénico en los sedimentos – Proyecto Mt. Emmons
Zinc en Sedimentos – Proyecto Monte Emmons, Colorado
Cobre en Sedimentos – Proyecto Monte Emmons, Colorado
South Platte River - Denver Metro Area, Perfiles de sedimento del fondo –
Sitios de Muestreo
Plomo en los sedimentos - South Platte River
Cadmio en Sedimentos – South Platte River
Proyecto
Parachute Creek
Oil-Shale,
Western Colorado
Arsénico en los
sedimentos – East
Fork/Mainstem
Parachute Creek
Cuenca del Weser, Alemania Metales traza de Sedimento de fondo (Cr)
Figure D-12b -- Weser-Hemelingen, Chromium in Sediments, Time Series, 2001-2008
y = -0,03x + 57,139
R² = 0,02
0
15
30
45
60
75
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/200
1
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/200
1
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01
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07
07.01.20
08
26.05.20
08
13.10.20
08
Date
Cr, m
g/k
g
Cuenca del Weser, Alemania Metales traza de
Sedimento de fondo (Zn)
Figure D-13b -- Weser-Hemelingen, Zinc in Sediments, Time Series, 2001-2008
y = -0,1523x + 766,36
R² = 0,0030
200
400
600
800
1000
1200
1/10
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1
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02
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/200
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/200
4
2/1/20
05
6/21
/200
5
11/8/200
5
3/14
/200
6
8/1/20
06
12/19/20
06
4/24
/200
7
9/5/20
07
07.01.20
08
26.05.20
08
13.10.20
08
Date
Zn
,mu
g/k
g
Farmacéuticos / Productos de cuidado personal (FPCP) - Preocupación Emergente
• Productos químicos persistentes en el ambiente de principios activos en fármacos terapéuticos
• Las categorías incluyen analgésicos, antibióticos, antidepresivos y agentes quimioterapéuticos, además de humanos hormonas reproductivas
FPCPs -- continuación
• La evidencia reciente de potencial efecto sobre los receptores ecológicos
– Interfiere en los procesos endocrinos
– Retraso en el desarrollo de los peces
– Retraso en la metamorfosis de las ranas
• En 1999, la USEPA encargó estudios
FPCPs -- Conclución
• Se ha demostrado que el estrógeno interfiere con la reproducción y el desarrollo en los reptiles.
• Compuestos similares a las hormonas (jabones y plásticos) se traducen en impactos similares.
• Creación de bacterias resistentes a antibióticos
Tratamiento de FPCP – 2 enfoques
• Para la fase acuosa, la oxidación química avanzada y la adsorción de carbono son más prometedoras.
• Procesos físico-químicos convencionales (coagulación-floculación y flotación por aire disuelto (DAF)) son utilizados para la eliminación de FPCP contaminados con sólidos suspendidos
FPCPs –(Conclusiones) Fuente: Government Engineering (March-April 2005,
pp. 29-31)
• FPCP no están actualmente regulados
• Sin embargo, la necesidad de desarrollo de la ciencia con respecto a los orígenes del medio ambiente, persistencia y efectos – es similar a otros recientes problemas de control de la contaminación del agua.
• Reunir hechos concretos para el desarrollo de respuestas al tratamiento
• Muchas investigaciones se ha hecho en Europa (Países Bajos)
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