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

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

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

96

2/7

/19

97

2/7

/19

98

2/7

/19

99

2/7

/20

00

2/7

/20

01

2/7

/20

02

2/7

/20

03

2/7

/20

04

2/7

/20

05

2/7

/20

06

2/7

/20

07

2/7

/20

08

2/7

/20

09

2/7

/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/

2002

2/7/

2003

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

10/18/199

3

8/21

/1995

6/30

/1997

5/4/19

99

3/6/20

01

1/7/20

03

11/23/200

4

9/26

/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

1/1/19

90

1/1/19

91

1/1/19

92

1/1/19

93

1/1/19

94

1/1/19

95

1/1/19

96

1/1/19

97

1/1/19

98

1/1/19

99

1/1/20

00

1/1/20

01

1/1/20

02

1/1/20

03

1/1/20

04

1/1/20

05

1/1/20

06

1/1/20

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

1/10

/200

1

5/29

/200

1

10/16/20

01

2/19

/200

2

7/9/20

02

11/26/20

02

4/1/20

03

8/19

/200

3

5/11

/200

4

9/28

/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

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

/200

1

5/29

/200

1

10/16/20

01

2/19

/200

2

7/9/20

02

11/26/20

02

4/1/20

03

8/19

/200

3

5/11

/200

4

9/28

/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)