Curso :Análisis y tratamiento de aguas

Tema :Análisis de aguas en el Bosque Húmedo ACM “Señor de

Huamantanga”

Docente :Ing. Liliana Bazán

Ciclo :VII

Integrantes :Bermeo cuello kimer luiguiCastro rojas milagritos del pilarCubas Montenegro Wilson Antonio

Jaén- Perú

I. INTRODUCCION

El agua es el medio donde se originó la vida y en el cual evolucionaron de formas simples las plantas y los animales y, gracias a ella, se mantiene el funcionamiento de los ecosistemas que contribuyen a realzar la riqueza estética del paisaje en el planeta.

Para el hombre, a lo largo de la historia de la humanidad, el agua ha tenido un valor económico, ecológico, cultural e intrínseco como un recurso que brinda diversos servicios. Así, la necesidad y demanda de agua ha sido una fuerza que ha impulsado el desarrollo social, económico y cultural de las sociedades humanas.

No es una exageración decir que si el agua enfrenta una crisis, ello también repercutirá en el desarrollo de la humanidad. Hoy en diversos foros mundiales se ha reconocido que se confronta una crisis que se manifiesta a través de la gobernabilidad deficiente de los recursos hídricos.

Las comunidades rurales se encuentran en permanente riesgo de contraer enfermedades hídricas porque comúnmente viven sin acceso a agua segura y a servicios de saneamiento. Las poblaciones que se abastecen directamente de aguas de origen superficial (ríos, lagunas, lagos) se encuentran aun en mayor riesgo debido a que la fuente de agua está expuesta a la contaminación fecal. Las razones para ello incluyen la carencia de una apropiada disposición de excretas y factores como la defecación a campo abierto, las letrinas mal diseñadas y la presencia de animales domésticos y silvestres que actúan como reservorios de agentes patógenos.

El tratamiento y la desinfección efectiva del agua de consumo humano mejoran la calidad del agua. Pero en las áreas rurales se presenta una serie de factores que dificultan su ejecución. Estos factores están relacionados con aspectos políticos, económicos, sociales y culturales. Entre ellos están la ubicación geográfica; las dificultades en las vías de comunicación; una limitada inversión en infraestructura sanitaria y programas de desinfección, en personal de operación y mantenimiento de los sistemas de servicios de agua; los problemas de logística; un marco institucional no definido y la falta de líderes en las comunidades.

En las zonas rurales los factores mencionados también dificultan la aplicación eficiente de los programas de vigilancia y control de la calidad del agua de consumo humano. Se requiere, entonces, identificar la forma de efectuar un monitoreo básico de la calidad del agua, lo que permitirá tomar decisiones en forma oportuna y evitar la transmisión de enfermedades hídricas.

Con respecto a los coliformes totales y termotolerantes, las Guías para la Calidad del Agua Potable de la Organización Mundial de la Salud indican que en un programa de vigilancia y control no es práctico monitorear cada uno de los agentes patógenos debido a que para su detección se requieren procedimientos complejos y un tiempo largo para la obtención de resultados (OPS, 1988). Es suficiente la identificación de un grupo determinado de microorganismos con significado higiénico y sanitario. La enumeración de estos microorganismos es importante porque nos dará una idea del nivel de contaminación y las cifras resultantes se podrán comparar con los valores propuestos en las normas de calidad del agua. A estos grupos de microorganismos se los considera como indicadores bacterianos de contaminación. En el caso del agua para consumo humano, comúnmente se utiliza a los coliformes como indicadores de contaminación por heces de seres humanos y animales de sangre caliente.

Con respecto a las determinaciones fisicoquímicas básicas, se sabe que en las áreas rurales el problema principal para la calidad del agua de bebida es la contaminación de tipo biológico y, en especial, la contaminación bacteriana. Sin embargo, también es necesario efectuar un monitoreo de tres aspectos fisicoquímicos de importancia práctica: el cloro residual, la turbiedad y el pH.

Además de cloro residual, en un programa de vigilancia y control de la calidad del agua de nivel básico también es práctico medir la turbiedad y el pH. Ambos parámetros constituyen una guía muy útil para evaluar aspectos generales de la calidad del agua.

El pH y la temperatura del agua influyen en la desinfección. La turbiedad está relacionada con la cantidad de partículas. Se ha demostrado que al menor incremento de la turbiedad en el agua tratada, aumenta el riesgo de transportar partículas de un tamaño semejante al de los quistes de protozoarios parásitos como la Giardia y el Cryptosporidium. Por otro lado, las partículas pueden

enmascarar a los virus y bacterias y, por consiguiente, dificultar su inhibición por acción del desinfectante. Asimismo, el incremento de la turbiedad en el agua tratada aumenta la posibilidad de transmisión de enfermedades hídricas (Le Chevallier, 1992).

II. OBJETIVOS

1. Aplicar correctamente la toma de muestras de las diferentes fuentes de agua que se encuentran en el Bosque Húmedo ACM “Señor de Huamantanga”.

2. Identificar las características organolépticas del agua a muestrear.

3. Determinar el origen de contaminantes de efluentes.

4. Realizar el análisis fisicoquímico de las diferentes muestras tomadas en la práctica.

III. FUNDAMENTO TEORICO

III.1. EL AGUA

El agua es uno de los compuestos más abundantes en la naturaleza, cubriendo aproximadamente ¾ partes de la superficie del planeta. A pesar de esta aparente abundancia, algunos factores limitan considerablemente la cantidad de agua disponible para uso humano.

III.1.1. CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICA DEL AGUA

El agua pura es incolora, inodora e insípida. No obstante, en el medio natural el agua dista mucho de ser pura y presenta unas propiedades específicas que afectan a los sentidos. Estas propiedades se denominan propiedades organolépticas y afectan al gusto, al olor, al aspecto y al tacto, distinguiéndose: temperatura, sabor, olor, color y turbidez.

III.1.2. PARÁMETROS PARA LA CALIDAD DEL AGUA

Los parámetros que definen la calidad del agua son muchos y muy variados y pueden ser clasificados de muy diversas maneras, atendiendo ya sea a su origen, a su impacto en el medio, su persistencia, su forma de remoción, o a sus características microbiológicas, físicas, organolépticas, químicas, etc.

III.1.2.1. PARÁMETROS FÍSICOS

Los parámetros que definen las características físicas y organolépticas del agua son los que se detectan sensorialmente. Entre ellos y para efectos de evaluación, el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos, mientras que el color y la turbiedad se determinan por medio de métodos analíticos de laboratorio. También deben considerarse otros parámetros tales como los sólidos disueltos, sólidos suspendidos, fijos y volátiles para ambos, sólidos sedimentables y la temperatura.

Olor y Sabor: Estos parámetros son determinaciones organolépticas y subjetivas, para dichas observaciones no existen instrumentos de observación, ni registros, ni unidades de medida. Tienen un interés evidente en las aguas potables destinadas al consumo humano. Las aguas adquieren un sabor salado a partir de 300 ppm de Cl- y un gusto salado y amargo con más de 450 ppm de SO4-. EL CO2 libre en el agua le da un gusto “picante”. Trazas de fenoles u otros compuestos le confiere un olor y sabor desagradable.

El color del agua: El color es la capacidad del agua para absorber ciertas radiaciones del espectro visible. El color natural en el agua existe debido al efecto de partículas coloidales

cargadas negativamente. En general, el agua presenta colores inducidos por materiales orgánicos de los suelos como el color amarillento debido a los ácidos húmicos. La presencia de hierro puede darle un color rojizo y la del manganeso, un color negro.

Normalmente el color se mide en laboratorio por comparación de un estándar arbitrario a base de cloruro de cobalto, Cl2Co y Cloroplatinato de potasio, Cl6PtK2 y se expresa en una escala de unidades de Pt-Co (unidad Hazen) o Pt, las aguas superficiales pueden alcanzar, varios centenares de ppm de Pt. La eliminación suele hacerse por coagulación- floculación con posterior filtración (disminuyendo a menos de 5 ppm) o la absorción con carbón activado.

La turbidez: Además de que es objetable desde el punto de vista estético, puede contener agentes patógenos adheridos a las partículas en suspensión. El agua con suficientes partículas de arcilla en suspensión (10 unidades de turbidez), se aprecia a simple vista. Las fuentes de agua superficial varían desde 10 hasta 1.000 unidades de turbidez, y los ríos muy opacos pueden llegar a 10.000 unidades. Las mediciones de turbidez se basan en las propiedades ópticas de la suspensión que causan que la luz se disperse o se absorba. Los resultados se comparan luego con los que se obtienen de una suspensión estándar.

Conductividad y residualidad: La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad del agua para conducir electricidad. Es indicativo de la materia ionizable total presente en el agua. Las sales disueltas son las que permiten al agua conducir electricidad. El agua pura contribuye mínimamente a la conductividad, la cantidad de sales solubles en agua se mide por la electro-conductividad (EC), la resistividad es la medida.

III.1.2.2. PARÁMETROS QUIMICOS

Los parámetros asociados a las características químicas, las debidas a elementos o compuestos químicos, que como resultado de investigación científica se ha comprobado que pueden causar efectos nocivos a la salud humana, incluyen, además de otros, la alcalinidad (iones carbonato, bicarbonato e hidróxido), la dureza (iones de calcio y magnesio), los iones cloruro. Además de los anteriores, se deben considerar aquellos parámetros cuya determinación se basa en la conjugación de propiedades físicas y químicas, tales como el potencial hidrógeno y la conductividad eléctrica. Se incluye en el curso una prueba de jarras que consiste en la aplicación de sustancias químicas que favorezcan, ya sea la remoción de sustancias que imparten color y turbiedad, o bien la remoción de sustancias que imparten dureza al agua, llamándose éste proceso de ablandamiento, ambos basados en los principios de la coagulación y precipitación.

Los bicarbonatos y los carbonatos pueden producir CO2 en el vapor, que es una fuente de corrosión en las líneas de condensado. También pueden provocar espumas, o provocar arrastre de sólidos con el vapor y fragilizar el acero de las calderas. Se mide por titulación con una solución valorada de un álcalino un ácido según sea el caso y estos dependen de la concentración de los iones hidroxilos (OH)-, carbonato (CO3)= y bicarbonato (CO3H). Cuando la alcalinidad es menor de 10 ppm es recomendada para el uso doméstico. Se corrige por descarbonatación con cal; tratamiento con ácido o desmineralización por intercambio iónico.

Coloides: Es una medida del material en suspensión en el agua que por su tamaño de alrededor de los 10-4 - 10-5 mm, se comporta como una solución verdadera y atraviesa el papel del filtro. Los coloides pueden ser de origen orgánico (macromoléculas de origen vegetal) o inorgánico (óxidos de hierro y manganeso). Se elimina por floculación, precipitación y eliminación de arcillas.

Acidez mineral: La acidez es la capacidad para neutralizar bases. Es raro que las aguas naturales presenten acidez, no así las superficiales.

Alcalinidad: Es una medida de la capacidad para neutralizar ácidos. Contribuyen a la alcalinidad los iones bicarbonato, CO3H-, carbonato, CO3= y oxhidrilo, OH-, pero también los fosfatos y ácidos de carácter débil.

III.1.2.3. PARÁMETROS BIOLOGICOS

Estos parámetros son indicativos de la contaminación orgánica y biológica; tanto la actividad natural como la humana contribuyen a la contaminación orgánica de las aguas: la descomposición animal y vegetal, los residuos domésticos, detergentes y otros. Este tipo de contaminantes son más difíciles de controlar que los químicos o físicos y además los tratamientos deben estar regulándose constantemente.

Demanda Biológica de Oxigeno (DBO)

Mide la cantidad de oxígeno consumida en la eliminación de la materia orgánica del agua mediante procesos biológicos aerobios, se suele referir al consumo en 5 días (DBO5), también suele emplearse (DBO21) días. Se mide en ppm de O2 que se consume. Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1 ppm, un contenido superior es sinónimo de contaminación por infiltración freática. En las aguas superficiales es muy variable y depende de las fuentes contaminantes aguas arriba. En aguas residuales domésticas se sitúa entre 100 y 350 ppm. En aguas industriales alcanza varios miles de ppm.

Demanda Química De Oxigeno (DQO)

Mide la capacidad de consumo de un oxidante químico, dicromato, permanganato, etc. Por el total de materias oxidables orgánicas e inorgánicas. Es un parámetro mas rápido que el anterior ya que es la medición casi inmediata, la unidad de medida son ppm de O2. Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm. Las aguas residuales domésticas están entre 260 y 600 ppm. Hay un índice que indica que tipo de aguas se están analizando y se obtiene con la relación (DBO/DQO) si es menor de 0.2 el vertido será de tipo inorgánico y si es mayor de 0.6 se interpretará como un vertido orgánico.

Carbón Orgánico Total (COT )

El COT es una medida del control de materia orgánica del agua. Es especialmente utilizable en pequeñas concentraciones. En presencia de un catalizador el carbón orgánico se oxida a CO2; últimamente se está popularizando por la rapidez en la realización del análisis. Se mide en un analizador infrarrojo.

III.2. AGUA SUPERFICIAL

Están expuestas a todo tipo de agresión contaminante, además de haber sido ampliamente empleadas como medio para diluir y dispersar residuos de todo tipo. Si esta agua se infiltra arrastra consigo los residuos, incorporándolos al acuífero.

III.3. AGUA POTABLE

Agua para consumo humano, es la que puede ser consumida sin restricción; y debe cumplir con las normas de calidad promulgadas en documentos oficiales por las autoridades locales o internacionales.

III.4. ALCALINIDAD DEL AGUA

Es la capacidad del agua para neutralizar o reaccionar iones Hidronio (H+), hasta un pH igual a 4.5. la alcalinidad es causada principalmente por los bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos presentes en solución y, en menor grado, por los boratos, fosfatos y silicatos que pueden estar presentes en una muestra. Además, no sólo representa el principal sistema amortiguador del agua dulce, sino que también desempeña un rol principal en la productividad de cuerpos de agua naturales, sirviendo como una fuente de reserva para la fotosíntesis.

Rangos de alcalinidad

III.5. PH DEL AGUA

Es una forma de expresar la concentración de iones Hidrógeno [H+] o más exactamente de su actividad. Se usa universalmente para expresar la intensidad de las condiciones ácidas o alcalinas de una solución. El pH es el que controla el grado de disociación de muchas sustancias.

pH = - log [H+] pH = log 1/[H+]

La escala va de 0 hasta 14 y 7 representa la neutralidad.

El PH del agua potable debe encontrarse entre los siguientes valores 6,5 y 8,5. Generalmente, los controles que existen sobre el agua potable resultan ser más rigurosos que los que se llevan a cabo sobre las aguas minerales embotelladas, porque claro, el agua es una sustancia que se encuentra accesible en casi todas partes.

III.6. DUREZA DEL AGUA

La dureza total está determinada por la cantidad de calcio y magnesio (Ca2+ y Mg2+) presente en el agua. Estos iones impiden la formación de espuma con los jabones, por eso las aguas duras lavan mal, elevan el consumo de detergentes y producen incrustaciones en lavadoras, planchas, etc.

III.6.1. Dureza permanente o no carbonatada es la que persiste después de la ebullición y corresponde a los sulfatos de calcio y magnesio.

III.6.2. Agua de lluvia es blanda (poca dureza). Las aguas procedentes de areniscas, granitos y gneis son blandas y las procedentes de calizas, yesos y dolomías son muy duras.

III.7. CONDUCTIVIDAD DEL AGUA

La conductividad específica de un agua es la medida de la habilidad para transportar una corriente eléctrica, varía con el tipo y cantidad de iones que contenga.

E = I R R = ρ l/A K= 1/ l ρ = resistencia específica. Ohm-cm

K= 1/ ohm-cm = mho/cm

Depende de la temperatura. Una solución 0.01 N de KCl tiene una conductividad específica de 1411.8 micromoho/cm a 25°C. Es una medida de los sólidos disueltos contenidos en el agua:

SD= C Ks donde: C= cte empírica que varía entre 0.55 y 0.9. Se toma como 0.7 generalmente en los análisis de caracterización. Cualquier cambio en la cantidad de sustancias disueltas, en la movilidad de los iones disueltos y en su valencia, implica un cambio en la conductividad, y por ello el valor de la conductividad es muy usado en el análisis de aguas para obtener un estimativo rápido del contenido de sólidos disueltos.

Los conductivímetros miden en µmohos/cm a 25ºC con errores menores a 1%, la conductividad eléctrica de la muestra medida entre caras opuestas de un cubo de 1 centímetro.

III.8. TURBIDEZ DEL AGUA

De una muestra de agua, es la reducción de su transparencia ocasionada por el material articulado en suspensión. Este material puede consistir de arcillas, limos, plancton o material orgánico finamente dividido, que se mantiene en suspensión por su naturaleza coloidal o por la turbulencia que genera el movimiento.

La turbidez también representa algún tipo de contaminación para el agua potable especialmente bactereologica.

La turbidez se expresa en “Unidades de Turvidez (UT)”, DONDE UNA unidad de turbidez equivale igual a 1,0ppm.

IV. EQUIPOS, MATERIALES Y CARACTERISTICAS

a) Botellas estelarizadasb) Tubo de ensayoc) Anaranjado de Metilod) Acido Clorhídrico: e) Bafferf) Negro de Dicromog) Matraz pequeñoh) Cámara digitali) Libreta de apuntes

V. PROCEDIMIENTO (INCLUYE DIBUJO)

Los alumnos de Ing. Ambiental VII ciclo, el día viernes primero de Junio nos dirigimos al Área De Conservación Municipal “Bosque Señor de Huamantanga”, para realizar nuestra practica correspondiente.

"El Bosque Huamantanga" se ubica en el Distrito y Provincia de Jaén entre las comunidades de La Virginia, San José de la Alianza, la Rinconada Lajeña y San Luis del Nuevo Retiro, Geográficamente se ubica a 05º41'30'' de latitud Sur y a 78º55'30'' de Longitud Oeste y entre los 1800 a 3000 msnm, dentro de un ramal interno de la cordillera occidental andina.

Es un escenario natural que abarca una superficie de 3 840.72 Hás, distribuidas entre los sectores La Virginia, San José de la Alianza, Nuevo Jerusalén, Rinconada Lajeña y San Luis del Nuevo Retiro.

Nos hospedamos en el caserío San José de la Alianza ubicado a 30km de la ciudad de Jaén, y a 45 minutos se encuentra el bosque.

Al día siguiente nos dirigimos del caserío San José de la Alianza a la catarata “Rinconada”, la misma que queda a 30 minutos del caserío la Rinconada Lajeña. Y se ubica al oeste del caserío, en la parte baja de la cordillera Huamantanga, con una altitud de 975 m.s.n.m.

Una vez establecidos en la Microcuenca procedimos realizar la práctica:

RECOLECCIÓN DE MUESTRAS DE UNA CORRIENTE DE AGUA.

Destapamos cuidadosamente el frasco esterilizado de vidrio para llenarlo con la muestra.

Se sostiene el frasco por la parte inferior y se sumerge hasta una profundidad de aproximadamente 20 centímetros, con la boca del frasco ligeramente hacia arriba. Luego hemos colocado la boca del frasco en sentido contrario a la corriente del agua.

Una vez obtenida la muestra se deja un espacio de aire (aproximadamente un tercio del frasco) para facilitar la agitación de la muestra antes del análisis bacteriológico.

Luego colocar el tapón al frasco. Enroscar la tapa y fijar con el cordón la cubierta protectora de papel.

Posteriormente trasladamos las muestras cuidadosamente para ser analizadas, para ello hemos guardado las muestras en un refrigider hasta su analisis.

VI. ANALISIS DE RESULTADOS

VI.1.CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS DEL AGUA A MUESTREAR

Sabor: A materia orgánica y algo terroso a metálico oxidado. Olor: A humedad

Color: Amarillenta por la descomposición de vegetales y la presencia de arcillas

Turbidez: Un poco tedioso porque el agua es de color amarillento y presenta algunos sedimentos.

VI.2.ORIGEN DE CONTAMINANTES DE EFLUENTES

VI.2.1. Ganadería

Porque en la zona hay mucha presencia de esta actividad, tanto asi que los animales defecan a orillas de los cauces de agua superficial y estos desechos son arrastrados por las aguas.

VI.2.2. Agricultura

Por el uso de fertilizantes para la mejora de su producción.

VI.2.3. Residuos sólidos

Vierten algunos residuos sólidos domiciliarios en los causes de agua, sumándose a ello la contaminación vertida por los turistas ya que estos son los que vienten mas estos contaminantes que los pobladores de la zona, debido a que estos no están concientizados y más aun comprometidos con el cuidado del medio ambiente.

VI.3.Análisis Fisicoquímico

Para realizar este análisis nos dirigimos a la planta de tratamiento de agua de la EPS- MARAÑON.

Donde obtuvimos los siguientes resultados:

VI.3.1. ALCALINIDAD

Para obtener la alcalinidad del agua, agregamos a la muestra el reactivo Anaranjado de Metilo ya que este es un indicador titular, luego agregamos acido clorhídrico o grasella anaranjado. Cada mililitro por 50.

Muestra 1: Catarata Rinconada

0.5ml x 50 = 25ppm

Muestra 2: Catarata Cola de Ardilla

0.3ml x 50 = 15ppm

VI.3.2. pH

Colocamos las muestras en el Baffer y obtuvimos lo siguiente:

Muestra 1: Catarata Rinconada

pH: 7.3

Muestra 2: Catarata Cola de Ardilla

pH: 7.4

VI.3.3. HACH

Se utiliza dos o tres gotas cada 50ml, lo que es igual a 1mol de baffer, osea:

2 o 3gotas x 50 = 1mol de Baffer

Primero el Baffer estabiliza el Ph.

Segundo el Negro de Dicromo color grasella.

Tercero EDTA titular

Muestra 1: Catarata Rinconada

2 x 17.1 = 34.2ppm

Muestra 2: Catarata Cola de Ardilla

2 x 17.1 = 34.2ppm

VI.3.4. DUREZA

Titulante: 0.015molaridad Para estabilizar el pH se agrega gotas de Baffer. Luego se agrega el indicador Negro de Ericromo y si la muestra cambia a color grásela hay dureza.

Muestra 1: Catarata Rinconada

1.5 x 17.1 = 25.65ppm (dureza total)

Muestra 2: Catarata Cola de Ardilla

2 x 17.1 = 34.2ppm (dureza total)VI.3.5. CONDUCTIVIDAD

Muestra 1: Catarata Rinconada

Cand: 76.9usT°: 23.6°CSTD: 36ppm

Muestra 2: Catarata Cola de Ardilla

Cand: 75.2usT°: 23.9°CSTD: 36ppm

VI.3.6. TURBIDEZ

Muestra 1: Catarata Rinconada

2.97 NTU

Muestra 2: Catarata Cola de Ardilla

3.17 NTU

VII. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS

VII.1. Conclusiones

Aprendimos a obtener las muestras correctamente en las diferentes fuentes de agua del Bosque Húmedo ACM “Señor de Huamantanga”.

Hemos identificado con facilidad las características del agua a muestrear.

Identificamos el origen de contaminantes de efluentes.

Aprendimos a realizar el análisis fisicoquímico de las diferentes muestras tomadas en la práctica.

VII.2. Sugerencias

Obtener muestras de acuerdo al tipo de contaminación existente en la zona, para ello debemos llevar mas material para las muestras.

Obtener los materiales necesarios para poder realizar nuestras prácticas correspondientes, ya que no solo se aprende viendo como desarrollan la practica si no uno mismo haciéndola.

Los grupos de trabajo deben ser mas pequeños.

VIII. ANEXOS

Área de Conservación Municipal “Bosque Señor de Huamantanga”

Fotos de recorrido desde Jaén- San José de la Alianza

Vista salida de Jaén- La Antena

La Cascarilla

La Rinconada Lajeña- San José de la Alianza- Bosque Señor de Huamantanga

Catarata La Rinconada

Análisis de las muestras