contaminacion agua

5/11/2018 contaminacion agua - slidepdf.com

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FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

IMPACTO AMBIENTAL DE

AGUAS SUPERFICIALES POR

FUENTES PUNTUALES

MTRA. GLORIA BOCARDI PÉREZ

UNIVERSIDAD VERACRUZANA



ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL ...........................................................................................ÍNDICE DE FIGURAS .......................................................................................

ÍNDICE DE TABLAS .........................................................................................

I.- INTRODUCCIÓN .........................................................................................

II.-GENERALIDADES........................................................................................

2.1.-Criterios ecológicos que la LGEEPA establece para la prevención y

control de la contaminación del agua y de los sistemas acuáticos...........

2.2.- Hidrología de las aguas superficiales........................................................

2.3.- Parámetros de calidad de las aguas superficiales....................................

2.4.- Origen de las aguas residuales.................................................................

2.5.- Características físicas...............................................................................

2.6.- Características químicas...........................................................................

2.7.- Características biológicas.........................................................................

2.8.- Composición del agua residual urbana....................................................

2.9.- Herramientas de legislación federal en Estados Unidos de América.......

2.10.- Herramientas de legislación federal en Estados Unidos Mexicanos.......

2.11.- Planteamiento conceptual para estudiar los impactos ambientales sobre

las aguas residuales........................................................................

2.12.- Etapa 1: Identificación de los impactos de cantidad o calidad de las

aguas superficiales......................................................................................

2.13.- Etapa 2: Descripción de las condiciones existentes en las aguas

superficiales................................................................................................

2.14.- Recopilación de información sobre cantidad y calidad del agua.................2.15.- Indice Ambiental: Calidad del agua.............................................................

2.15.1.- Cálculo de la calidad del agua WQI..........................................................

2.16.- Identificación de problemas de contaminación extraordinarios...................

2.17.- Situación actual del Municipio de Poza Rica, Veracruz, México.................

2



2.18.- Conservación de los recursos

Hídricos........................................................

III.- OBJETIVOS................................................................................................

IV.- METODOLOGÍA4.1.-Diseño del método de trabajo..........................................................

V.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN..................................................................

5. 1.- Selección de estaciones de muestreo....................................................

5.1.1.-Valores de la carga transportada y crítica...............................................

5.2.-Cuantificación de los gastos de aguas residuales en la ciudad de

Poza Rica, Veracruz.............................................................................

5.2.1.- Determinación de los gastos..................................................................5.3.- Análisis Multivariado..................................................................................

5.3.1.-Análisis estadístico descriptivo...............................................................

5.3.2.- Análisis estadístico: comparación por variables..................................

5.3.3.- Correlación por variables........................................................................

5.3.4.- Análisis de componentes principales.....................................................

5.3.5 .- Análisis Cluster......................................................................................

5.4 .- Cálculo del índice de la calidad del agua ...............................................

VI.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................

ANEXO A ........................................................................................................

ANEXO B .........................................................................................................

ANEXO C ........................................................................................................

ANEXO D .........................................................................................................

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I.- INTRODUCCIÓN

El problema de las aguas superficiales, se debe a que las aguas residualesdomésticas, comerciales e industriales son descargadas directamente sin tratamiento

alguno ya sea a ríos, lagunas, lagos y mares, causa principal de la degradación del

medio natural y el origen de focos de incubación y de transmisión de enfermedades

que representan un riesgo a la salud de la comunidad.

La realización del presente taller tiene la finalidad de determinar el impacto ambiental

de las fuentes puntuales considerando los resultados de análisis de aguas de

muestras del Río Cazones, Veracruz, México; aguas arriba (preimpacto) y aguasabajo (postimpacto); el Interés se debe a que de éste río, el municipio de Poza

Rica, Veracruz, México, se abastece del agua para uso doméstico e industrial y a su

vez descarga las mismas a dicho Río no haciendo sustentable el uso del agua

.La información correspondiente sobre los aspectos generales del medio natural y

socioeconómico en este caso del municipio de Poza Rica, Veracruz México ver

anexo C. Calidad de aguas: legislación internacional y nacional, normas, métodos de

análisis, plantear el desarrollo del muestreo, conocer el cauce del Río Cazones, a supaso por el noroeste de la ciudad de Poza Rica. Cuales son las afluentes cercanas

que desembocan al Río y en que puntos se encuentra el mayor flujo de fuentes

puntuales a este río; fijar los puntos de muestreo desde el preimpacto hasta la zona

de posimpacto.

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II. GENERALIDADES

El gobierno Federal por conducto de la SEMARNAT, ha establecido la Ley General

de Equilibrio Ecológico y Protección al Medio Ambiente (LGEEPA), en el apartado de

aguas residuales se hace necesario un control y aplicación riguroso de las normas

sanitarias y Normas Oficiales Mexicanas (NOM), así como una verdadera promoción

y apoyo a las obras de saneamiento, particularmente del tratamiento y disposición

final de las aguas residuales (LGEEPA ,1999).

2.1.-Criterios ecológicos que la LGEEPA establece para la prevención y control

de la contaminación del agua y de los sistemas acuáticos:

1. La prevención y control de la contaminación del agua es fundamental paraevitar que se reduzca su disponibilidad y para proteger los ecosistemas del

país.

2. Corresponde al estado y a la sociedad prevenir la contaminación de ríos,

cuencas, vasos, aguas marinas, y demás depósitos y corrientes de agua,

incluyendo las aguas del subsuelo.

3. El aprovechamiento del agua en actividades productivas susceptibles de

producir contaminación, conlleva la responsabilidad del tratamiento de lasdescargas, para reintegrarlas en condiciones adecuadas para su uso en otras

actividades y para mantener el equilibrio de los ecosistemas.

4. Las aguas residuales de origen urbano deben recibir tratamiento previo a su

descarga en ríos, cuencas, vasos, aguas marinas y demás depósitos o

corrientes de agua, incluyendo las aguas del subsuelo.

5. La participación y corresponsabilidad de la sociedad es condición indispensable

para evitar la contaminación del agua (LGEEPA, 1999).

Prohibición que establece la LGEEPA en el artículo 121 del capítulo III:

No podrán descargarse o infiltrarse en cualquier cuerpo o corriente de agua, o en el

suelo o subsuelo, aguas residuales que contengan contaminantes sin previo

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tratamiento y el permiso o autorización de la autoridad federal, o de la autoridad local

en los casos de descargas de aguas en jurisdicción local o a los sistemas de drenaje

y alcantarillado de los centros de la población.

Medida que garantiza una prevención eficaz de la contaminación, es el otorgamiento

de asignaciones, autorizaciones, concesiones o permisos para la explotación, uso o

aprovechamiento de aguas en actividades económicas susceptibles de contaminar

dicho recurso, estará condicionada al tratamiento previo necesario de las aguas

residuales que se produzcan, (LGEEPA,1999).

La contaminación por medios naturales se lleva a cabo por el arrastre y disolución de

sustancias a través del aire, agua, suelo, así como el uso y contacto directo de la

fauna y desarrollo de la flora en las fuentes. La contaminación por medios

antropogénicos es causa esencialmente de los centros urbanos, industriales y

recreativas ya que la mayor parte de sus desechos sólidos y líquidos son vertidos

directamente en las superficies al aire libre en los diferentes cuerpos receptores sin

previo tratamiento.

Las aguas de los ríos sufren a lo largo de su recorrido modificaciones debido a su

poder disolvente y además, de que reciben desechos humanos e industriales, por lo

que generalmente están contaminados.

Las aguas freáticas están muy expuestas a la contaminación de bacterias, parásitos

o sustancias químicas, por la facilidad de filtración hasta ellas, del contenido de:

letrinas, pozos negros, fosas sépticas, depósitos de basura o de estiércol, etc.

El arrastre de las bacterias o parásitos depende entre otros factores, de la inclinación

del terreno, del nivel de las aguas subterráneas, y de la permeabilidad del suelo, de

tal manera que desde el punto de vista sanitario, deben determinarse las distancias

máximas de migración y la dirección de las corrientes subterráneas. Por ejemplo una

letrina debe estar separada como mínimo a 30 metros, de cualquier fuente de

suministro de agua y sobre el nivel de las aguas subterráneas. Como eje articulador

de las acciones de la CNA para la administración de los recursos hidráulicos en

Diciembre de 1992 se expide la Ley de Aguas Nacionales (LAN) y en Enero de 19946



se publica su reglamento. La LAN es reglamentaria del artículo 27 de la Constitución

Política de los Estados Unidos Mexicanos en materia de aguas nacionales; es de

observancia general en todo el territorio nacional, sus disposiciones son de orden

público e interés social y tiene por objeto regular la explotación, uso yaprovechamiento de dichas aguas, su distribución y control, así como la preservación

de su cantidad y calidad para lograr su desarrollo integral sustentable.

De esta manera se pueden señalar entre otras las siguientes atribuciones de la CNA

mismas que están incluidas en la LAN:

• Ejercer las atribuciones que conforme a la presente Ley corresponden a la

autoridad en materia hidráulica dentro del ámbito de la competencia federal.

• Administrar y custodiar las aguas nacionales y los bienes nacionales y preservar,

controlar la calidad de las mismas, así como manejar las cuencas en los términos

de la LAN.

• Promover, expedir y certificar el cumplimiento de las normas de calidad de los

productos, equipos, maquinaria, materiales y servicios que se utilizan en la

infraestructura hidráulica.

Si bien la CNA es un organismo desconcentrado de la extinta SARH y ahora es laSEMARNAT, la LAN de manera específica, tiene atribuciones y responsabilidades,

que encuentran su congruencia con las acciones y políticas de la SEMARNAT.

La organización de la CNA permite ocuparse del carácter multi-sectorial del agua en

al ámbito central y en el regional a través de sus Gerencias Regionales mismas que

progresivamente se establecen conforme a cuencas hidrológicas.

2.2.- Hidrología de las aguas superficiales

Cuando se considera la cantidad o calidad del agua superficial es importante

comprender los procesos que crean las masas de agua superficial ( ríos, arroyos,

lagos y similares) el agua superficial se surte de tormentas de lluvia que generan las

aguas de escorrentía y del agua subterránea que vierte en ella. La lluvia puede

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infiltrarse en el terreno , ser captada por la vegetación (capacidad inicial) u originar el

agua de escorrentía. Los caudales de escorrentía fluyen aguas abajo hasta

riachuelos, arroyos lagos y ríos y eventualmente hasta los océanos.

El caudal freático justifica el caudal de los arroyos, ríos, cuando no existe escorrentía

de lluvia. Una vez que la lluvia llega a los océanos puede volver a la atmósfera por

evaporación para volver a caer en forma de precipitación y el ciclo vuelve a

empezar; este sistema se llama ciclo hidrológico ver figura 1. Debido a la naturaleza

dinámica de los procesos que influyen en la cantidad y calidad, las variaciones

naturales tienen lugar sobre el caudal y las características de calidad,

respectivamente (Canter, 2000)

Las aguas superficiales difieren considerablemente de las aguas subterráneas,

principalmente debido a la solubilización de especies o al arrastre de materiales en

las aguas superficiales pero también porque las aguas superficiales permiten el

desarrollo de algas y de bacterias, según el grado de orgánicos disueltos en el agua.

Así, la calidad de las aguas superficiales puede variar , conforme un río baja hacia el

mar. En tiempos de alta actividad industrial, la calidad de las aguas de los ríos se

deteriora conforme avanza hacia el mar ( Kiely, 1999).

Figura 1.- Ciclo hidrológico (Linsley y Franzini, 1990)

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2.3.- Parámetros de calidad de las aguas superficiales.

Las aguas superficiales comprenden el agua de lluvia, escorrentía, caudal freático

que aflora. Cada una de estas entradas y salidas puede contribuir con diferentes

compuestos en la calidad del agua superficial. Por ejemplo el agua de lluvia en

regiones con un alto grado de industrialización puede originar precitaciones ácidas

que se incorporan al agua superficial; la escorrentía puede arrastrar compuestos

orgánicos naturales, sedimentos, etc., y el caudal freático puede contener elevados

niveles de dureza procedentes del flujo del agua a través de la superficie o viceversa.

Las actividades humanas pueden aumentar la concentración de los compuestos

existentes en un agua superficial o pueden incorporar compuestos adicionales a la

misma. Por ejemplo, el vertido de agua residual (tratada o no ) que añade grandes

cantidades de carga orgánica al agua superficial, pueden dar como resultado una

mayor erosión y carga de sedimento en el agua superficial. Por lo tanto, es

importante reconocer la calidad natural (en origen) de las aguas superficiales y los

impactos producidos por las actividades humanas sobre esta calidad, (Kiely, 1999).

La contaminación del agua superficial puede definirse de muchas formas; sin

embargo, la mayoría de las definiciones contemplan las máximas concentraciones de

sustancias concretas durante periodos de tiempo suficientes para provocar efectos

identificables. La calidad de agua puede definirse en base a su caracterización física,

química y biológica. Los parámetros físicos incluyen color, olor, temperatura, sólidos,

turbidez y contenido en aceites y grasas. Cada parámetro físico puede

descomponerse en otras categorías,

En el análisis de sólidos, éstos pueden dividirse en sólidos en suspensión y sólidos

disueltos (según tamaño y sedimentabilidad) así como en fracciones orgánica (volátil)

e inorgánica (fija). Los parámetros químicos asociados con el contenido de materia

orgánica del agua incluyen la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), demanda

química de oxígeno (DQO), carbono orgánico total (COT) y demanda total de oxigeno

(DTO). Debe observarse que la DBO es una medida del contenido de materia

orgánica del agua; se determina midiendo el oxigeno necesario para estabilizar por

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vía biológica la materia orgánica (el oxígeno equivalente a la materia orgánica

biodegradable presente). La curva de la DBO se muestra en la figura 2

Figura 2.- Curva de DBO

Los parámetros químicos inorgánicos incluyen la salinidad, dureza, pH y presencia

de sustancias como el hierro, manganeso, cloruros, sulfatos, sulfuros, metalespesados (mercurio, plomo, como, cobre, zinc), nitrógeno (orgánico, amoniaco, nitrito

y nitrato) y fósforo, (Eckenfelder, 1989).

Las propiedades biológicas incluyen parámetros bacteriológicos como presencia de

coliformes, coliformes fecales, patógenos específicos y virus. La tabla 1 da una

visión de las diferentes características de calidad del agua y sus fuentes, (Metcalf y

Eddy, 1996).

Al evaluar los impactos de la contaminación en las aguas superficiales, asociadoscon la construcción y funcionamiento de un futuro proyecto, deben considerarse dos

tipos principales de fuentes contaminantes: no puntuales y puntuales. Las fuentes no

puntuales también se denominan de “área” o “difusa”. Los contaminantes difusos se

refieren a aquellas sustancias que pueden introducirse en los cauces receptores

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como consecuencia de zonas urbanas, zonas industriales o escorrentía rural, por

ejemplo, sedimentos, pesticidas o nitratos que llegan al agua superficial por

escorrentía agraria, es decir, todas aquellas fuentes que no tengan un punto

localizado de vertido. (Degremont, 1991).

Las fuentes puntuales están relacionadas con vertidos específicos municipales o

industriales, por ejemplo, compuestos orgánicos o metales que acceden al agua

superficial como consecuencia de los vertidos de aguas residuales de una industria.

En una masa de agua superficial, la contaminación difusa contribuye

significativamente a la carga contaminante total, particularmente en lo que se refiere

a los nutrientes y pesticidas. Algunas características generales de la contaminación

difusa son las siguientes (Novotny y Chesters, 1981):

1) Vertidos no puntuales que acceden a las aguas superficiales de forma difusa y

a intervalos intermitentes, relacionados en la mayoría los casos con fenómenos

meteorológicos

2) La contaminación se presenta sobre una extensa área de terreno y está en

tránsito terrestre antes de alcanzar las aguas superficiales.

3) Los vertidos difusos generalmente no pueden controlarse en el punto de origen,

y es difícil o imposible localizar su fuente exacta.

4) La eliminación o control de estos contaminantes debe dirigirse hacia lugares

específicos.

5) En general, los controles más eficaces y económicos son las técnicas de

gestión del terreno y la conservación de costumbres en zonas rurales y el

control arquitectónico o hidrológico en zonas urbanas.

Los efectos de la contaminación sobre la calidad de los cauces receptores sondiversos y dependen del tipo y concentración de contaminante (Nemerow y

Dasgupta, 1991).

Los compuestos orgánicos solubles, representados por residuos con alta DBO,

provocan el agotamiento del oxígeno en el agua superficial. Esto puede ocasionar la11



muerte de los peces y la aparición de organismos acuáticos y olores indeseables,

debido a las condiciones anaerobias. Incluso cantidades traza de ciertos compuestos

orgánicos pueden ocasionar sabores y olores indeseables, y otros compuestos

orgánicos pueden aumentar en cadena alimenticia acuática.

Los sólidos en suspensión disminuyen la transparencia del agua y dificultan los

procesos fotosintéticos; si los sólidos sedimentan y forman depósitos de fango, se

producen cambios en el ecosistema béntico.

El color, la turbidez, los aceites y los materiales flotantes son preocupantes por

su indeseable efecto antiestético y posible influencia en la transparencia del agua y

procesos fotosintéticos.

El exceso de nitrógeno y fósforo pueden producir el desarrollo masivo de algas,

asociado con problemas en el tratamiento del agua, resultantes de la descomposición

de las algas y de las interferencias con los sistemas de tratamiento. El exceso de

nutrientes (nitrógeno y fósforo) desencadena el proceso de eutrofización, que

comienza con un crecimiento desmesurado de algas (productores primarios), lo que

provoca un aumento de la turbidez del agua, (Degremont, 1991. )

Cuando las aguas están turbias se dificulta la fotosíntesis y, por tanto, se produce

una muerte masiva de esas algas, que dejan de producir oxígeno. En último término

las aguas entran en condiciones de anoxia, idóneas para microorganismos

anaerobios que degradan la materia orgánica liberando gases de olor desagradable

(metano, sulfhídrico) como productos de su metabolismo. (Fair 1988).

Los cloruros transmiten un sabor salado al agua, y en concentraciones suficientes,

pueden limitar el uso del agua.

Los ácidos, álcalis y sustancias tóxicas pueden provocar la muerte de los peces ycrear otros desequilibrios en los ecosistemas acuáticos.

Los vertidos térmicos también pueden causar desequilibrios, así como reducciones

en la capacidad de auto depuración del cauce. Los caudales estratificados de

vertidos térmicos reducen los modelos normales de mezcla en los cauces receptores

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y embalses. En la Tabla 2 muestra un resumen de los contaminantes más

importantes de las aguas superficiales y sus impactos (Canter, 2000)

2.4.- Origen de las aguas residuales

Se define el agua residual como la combinación de los residuos líquidos, o aguas

portadoras de residuos, procedentes tanto de residencias como de instituciones

públicas y establecimientos industriales y comerciales, a los que pueden agregarse,

eventualmente, aguas subterráneas, superficiales y pluviales.

Si se permite la acumulación o estancamiento de agua residual, la descomposición

de la materia orgánica que contiene puede conducir a la generación de grandes

cantidades de gases malolientes. A este hecho cabe añadir la frecuente presencia en

el agua residual, de numerosos microorganismos patógenos, causantes de

enfermedades del aparato digestivo humano o que pueden estar presentes en ciertos

residuos industriales. También suele contener nutrientes, que pueden estimular el

crecimiento de plantas acuáticas, y puede incluir también compuestos tóxicos.

Agua residual doméstica o urbana (también llamada sanitaria): es el agua residual

procedente de residencias, instalaciones comerciales, públicas y similares.

Agua residual industrial: es el agua residual en la cual predominan residuosindustriales.

Infiltraciones y conexiones incontroladas: agua que penetra de forma no

controlada en la red de alcantarillado, precedente del subsuelo por distintos medios,

y agua pluvial que es descargada (Metcalf y Eddy, 1996).

2.5.- Características físicas:

2.5.1.- Temperatura

El agua residual urbana presenta una temperatura bastante uniforme a lo largo del

año. Aunque existen diferencias entre poblaciones, la temperatura suele ser de unos

15ºC durante el invierno y 20ºC durante el verano.

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2.5.2.- Olor .

El agua residual urbana no debe presentar olores desagradables. Para ello es

necesario que llegue a la planta en condiciones no sépticas, es decir, que no se

hayan iniciado procesos de degradación.

2.5.3.- Color

El color de agua residual fresca es gris, con sólidos en suspensión o flotantes

fácilmente reconocibles. El agua puede llegar a estar séptica, la cual presenta

problemas de olores, y color negro y los sólidos no se distinguen.

2.5.4.- Sólidos

Uno de los objetivos fundamentales de las plantas de tratamiento es la eliminación de

los sólidos contenidos. Estos sólidos son de varios tipos: sólidos totales, sólidos

disueltos, sólidos en suspensión o filtrables, sólidos sedimentables, sólidos no

sedimentables.

2.5.5.- Conductividad

Esta medida indica la facilidad con la que la corriente eléctrica pasa a través del agua

residual. Puesto que el agua contaminada es muy mala conductora de la corriente

eléctrica, las conductividades elevadas indican la presencia de impurezas, y más

concretamente de sales disueltas (Canter, 2000).

2.6.- Características químicas:

2.6.1.- Materia Orgánica

El objetivo más importante del tratamiento de aguas residuales urbanas es la

eliminación de la materia orgánica. Cuando se vierte directamente al ambiente el

agua residual sin tratar la materia orgánica que ésta contiene es responsable de ladegradación que se aprecia en las corrientes de aguas receptoras. Esta materia

puede tener origen vegetal o animal, y normalmente se aporta al agua como

productos de desecho de la actividad humana.

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Las medidas más extendidas de materia orgánica son la demanda bioquímica de

oxígeno y la demanda química de oxígeno.

• Demanda biológica de oxígeno (DBO5) representa la cantidad de oxígeno

necesaria para estabilizar biológicamente la materia orgánica contenida en una

muestra de agua incubada durante cinco días a 20ºC.

• Demanda química de oxígeno (DQO) con esta medida se estima al oxígeno

necesario para oxidar químicamente la materia orgánica contenida en el agua.

(Nalco,1992)

2.6.2.-Materia Inorgánica

Como se mencionó anteriormente el agua residual contiene materia orgánica, comotambién está compuesta con especies inorgánicas, las cuales tienen gran

repercusión en su tratabilidad por métodos biológicos (Canter, 2000).

2.7.- Características biológicas

El agua residual urbana contiene microorganismos de muchas clases; los tipos más

abundantes son bacterias, protozoos y virus.

2.7.1.- Bacterias

Las bacterias son microorganismos unicelulares que se multiplican por escisión

celular, es decir, dividiéndose en dos partes. Entre las bacterias presentes hay que

prestar mayor atención a las bacterias patógenas o causantes de enfermedades.

Dado que el tiempo y esfuerzo necesario para identificar cada una de las especies

bacterianas presentes en el agua residual es muy elevado, normalmente se

determinan otras especies patógenas, fáciles de identificar, y que dan una idea de la

importancia de la contaminación fecal. Las bacterias que suelen utilizarse con este fin

son los coliformes totales y fecales, y los estreptococos fecales, (Pelczar,1995).

La presencia de coliformes fecales indica que el agua presenta contaminación fecal y

por tanto, puede contener también bacterias patógenas. Por otra parte, el número de

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estas bacterias y su reducción a lo largo del tratamiento indica la calidad general del

agua desde el punto de vista bacteriológico. (Canter, 2000)

2.7.2.- Protozoos

Los protozoos son microorganismos unicelulares, que se consideran la base del reino

animal. Pueden resultar útiles en el tratamiento de agua residual, ya que se

alimentan bacterias y contribuyen así a la purificación del efluente.

2.7.3.- Virus

Los virus son la forma de vida más simple que se conoce. Son parásitos obligados, lo

que quiere decir que dependen de otros seres vivos, a los que infectan y utilizan para

su reproducción (Carpenter 1998).

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Tabla 1.- Características físicas, químicas y biológicas de calidad de agua y susfuentes

Características ProcedenciaPropiedades físicas:Color Aguas residuales domésticas e industriales, degradación

natural de materia orgánicaOlor Agua residual en descomposición, residuos industrialesSólidos Agua de suministro, aguas residuales domésticas e

industriales, erosión del suelo, infiltración y conexionescontroladas

Temperatura Aguas residuales domésticas e industrialesConstituyentes químicos: Orgánicos:

Carbohidratos Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesGrasas y aceites Aguas residuales domésticas , industriales y comerciales

Pesticidas Residuos agrícolasFenoles Vertidos industrialesProteínas Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesContaminantes prioritarios Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesAgentes tensoactivos Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesCompuestos orgánicos volátiles Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesOtros Degradación natural de materia orgánica

Inorgánicos:Alcalinidad Aguas residuales domésticas, aguas de suministro,

infiltración de agua subterráneaCloruros Aguas residuales domésticas, aguas de suministro,

infiltración de agua subterráneaMetales pesados Vertidos industriales

Nitrógeno Residuos agrícolas y aguas residuales domésticaspH Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesFósforo Aguas residuales domésticas, industriales y comerciales;

aguas de escorrentíaContaminantes prioritarios Aguas residuales domésticas, industriales y comercialesAzufre Agua de suministro; aguas residuales domésticas,

comerciales e industrialesGases:

Sulfuro de hidrógeno Descomposición de residuos domésticosMetano Descomposición de residuos domésticosOxígeno Agua de suministro; infiltración de agua superficial

Constituyentes biológicos:Animales Cursos de agua y plantas de tratamiento

Plantas Cursos de agua y plantas de tratamientoProtistas:

Eubacterias Aguas residuales domésticas, infiltración de aguasuperficial, plantas de tratamiento

Arqueobacterias Aguas residuales domésticas, infiltración de aguasuperficial, plantas de tratamiento

Virus Aguas residuales comercialesFuente: Metcalf y Eddy, 1996.

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Tabla 2.- Contaminantes importantes de las aguas superficiales y sus impactos

Contaminantes Razón de la importanciaSólidos en

suspensión

Los sólidos en suspensión pueden dar lugar al desarrollo de

depósitos de fango y de condiciones anaerobias cuando sevierte agua residual sin tratar el entorno acuático.Materia orgánicabiodegradable

Compuesta principalmente por proteínas, carbohidratos, grasasanimales, la materia orgánica biodegradable se mide, en lamayoría de las ocasiones, en función de la DBO (demandabioquímica de oxígeno) y de la DQO (demanda química deoxígeno). Si se descargan al entorno sin tratar su estabilizaciónbiológica puede llevar al agotamiento de los recursos naturalesde oxígeno y al desarrollo de condiciones sépticas.

Patógenos Pueden transmitir enfermedades contagiosas por medio de losorganismos patógenos presentes en el agua.

Nutrientes Tanto el nitrógeno como el fósforo, junto con el carbono, sonnutrientes esenciales para el crecimiento. Cuando se vierten alentorno acuático, estos nutrientes pueden favorecer elcrecimiento de una vida acuática no deseada. Cuando sevierten al terreno en cantidades excesivas, también puedenprovocar la contaminación del agua subterránea.

Contaminantesprioritarios

Son compuestos orgánicos o inorgánicos determinados enbase a su carcinogenicidad, mutagenicidad, teratogenicidad otoxicidad aguda conocida o sospechada. Muchos de estoscompuestos se hallan presentes en el agua residual.

Materia orgánica

refractaria

Esta materia orgánica tiende a resistir los métodos

convencionales de tratamiento. Ejemplos típicos son losagentes tensoactivos, los fenoles y los pesticidas agrícolas.Metales pesados Los metales pesados son, frecuentemente, añadidos al agua

residual en el curso de ciertas actividades comerciales eindustriales, y puede ser necesario eliminarlos si se pretendereutilizar el agua residual.

Sólidosinorgánicosdisueltos

Los constituyentes inorgánicos tales como el calcio, sodio y lossulfatos se añaden al agua de suministro como consecuenciadel uso del agua, es posible que se deban eliminar si se va areutilizar el agua residual.

Fuente: Metcalf y Eddy, 1996, pag.58

2.8.- Composición del agua residual urbana

La composición del agua residual indica el contenido de los distintos constituyentes

que se han tratado en el apartado anterior. Cuando más completos son los análisis

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efectuados sobre una muestra de agua residual, es más fácil proyectar la planta de

tratamiento y anticipar posibles problemas derivados de la composición del agua

residual a tratar.

A continuación se presentan los resultados en la Tabla 3 que se consideran típicos

para el contenido en materia orgánica del agua residual urbana. Según cuál sea la

carga contaminante, se puede hablar de concentración muy fuerte, fuerte, media o

débil. La carga contaminante depende fundamentalmente de la cantidad de agua

utilizada por la población. En general, cuanto mayor es el consumo de agua por

habitante menor es la carga del agua residual.(Metcalf y Eddy1996)

Tabla 3.- Valores típicos del agua residual urbana

Componente (mg/l) Intervalo típicoSólidos totales 350-1,200Disueltos totales 250-850Inorgánicos 145-525Orgánicos 105-325Sólidos en suspensión 100-350Inorgánicos 20-75Orgánicos 80-275Nitrógeno total 20-85Orgánico 8-35

Amoniacal 12-50Nitratos 0-10Fósforo total 4-15Orgánico 1-5Ortofosfatos 3-10Conductividad (µS/cm) 1,000-2,000Oxígeno disuelto 1.0-3.0pH 6.0-9.0Temperatura (oC) 10-20Coliformes (colonias/100ml)

Totales 10

6

-10

7

Fecales 105-108

Estreptococos fecales(colonias/100 ml)

106-107

Fuente: Journal Ingeniería Ambiental

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2.9.- Herramientas de legislación federal en Estados Unidos de América

La legislación de calidad de aguas superficiales se considera desde el punto de vista

del control de la contaminación y posibles usos del agua en la tabla 4, se muestran

ejemplos de las principales legislaciones de Estados Unidos sobre calidad de lasaguas superficiales centradas en el control de la contaminación.

Las enmiendas de la Ley Federal de Control de la Contaminación del agua de 1972

establecían objetivos y normas básicas sobre calidad del agua para Estados Unidos

de América. El objetivo fundamental de la Ley del Agua Limpia de 1987 (también

conocida como “Ley de Calidad del Agua de 1987) es establecer y mantener la

integridad física, química y biológica del agua de la nación; éste también era un

objetivo de las leyes anteriores (Dennison 1992).Las leyes federales han difundido los requisitos y programas estatales. Puede ser

necesario considerar diferentes estándares de calidad según los distintos usos del

agua. Por ejemplo, la Ley de Seguridad del Agua Potable de 1986, que incluye

enmiendas de la ley anterior de 1974, se centra en establecer los estándares

mínimos nacionales para el agua de bebida.

En la tabla 5 se muestran ejemplos de los niveles máximos de contaminantes,

incluyendo compuestos químicos inorgánicos, compuestos químicos orgánicos,

turbidez y radiactividad. Los estándares primarios protegen la salud pública, mientras

que los estándares secundarios protegen frente a los efectos no sanitarios.

Los tres componentes clave de la Ley del Agua Limpia de 1987 de importancia para

los estudios de impacto son los estándares de calidad de agua y planificación, las

licencias de vertido y las limitaciones de los efluentes. (Canter, 2000).

20



Tabla 4.- Ejemplos de legislación federal sobre calidad de las aguas superficiales

Ley Fecha Características seleccionadasLey de Ríos y Puertos 1899 Prohíbe el vertido de basura en los cursos de agua, sin

permiso del cuerpo de ingenieros de la Armada de Estados

Unidos de América, ya que podría interferir en lanavegación.Ley de Control de laContaminación delAgua

1948 Proporciona asistencia financiera limitada a los gobiernoslocales para construir depuradoras de aguas residualesmunicipales.

Ley federal de Controlde la Contaminacióndel Agua

1956 Aumenta la asistencia financiera federal para lasdepuradoras de aguas residuales.

Ley de Calidad delAgua

1965 Requiere a los estados a desarrollar estándares estatales decalidad de agua para las aguas interestatales y crea laAdministración Federal del Control de la Contaminación paraestablecer directivas amplias y aprobar los estándares de

calidad. Aumenta la asistencia financiera federal para lasdepuradoras de aguas residuales.

Enmiendas a LeyFederal de Control dela Contaminación delAgua

1972 Incrementa enormemente la asistencia financiera federalpara las depuradoras de aguas residuales. Establecetecnología uniforme basada en las limitaciones de losefluentes para los vertidos industriales y un sistema delicencias nacionales para todos los vertidos puntuales.Designa al cuerpo de Ingenieros de la Armada de EstadosUnidos de América, como la autoridad que otorga el permisoy concesión del vertido de materiales dragados o de rellenoa las aguas de Estados Unidos de América.

Ley de Agua Limpia 1977 Estimula a los estados para que acepten la delegación del

sistema de licencias nacionales y asuman la gestión delprograma de concesiones de la construcción. Añade elcontrol de contaminantes tóxicos principales al programafederal.

Enmiendas a la conce-sión de construccionesde depuradoras deaguas residualesmunicipales.

1981 Reduce la asistencia financiera para las depuradoras deaguas residuales municipales.

Ley del Agua Limpia oLey de Calidad delAgua

1987 Reduce las concesiones para la construcción dedepuradoras de aguas residuales municipales; proporcionaconcesiones de capitalización para los fondos de rotación

estatales. Exigen a la EPA (Agencia de ProtecciónAmbiental) que desarrolle reglamentaciones para el controlde la escorrentía del agua de tormenta Exige a los estadosque preparen programas de gestión de los vertidos difusos.

Fuente: Según “News Update” 1992.

21



Tabla 5 .- Niveles máximos de contaminantes en sistemas de aguas comunitarios

Categoría decontaminante

Contaminante Nivel máximo decontaminante

Estándares primariosQuímicos inorgánicos Arsénico

BarioCadmioCromoFluoruroPlomoMercurioNitrato (como N)SelenioPlata

0.05 mg/l10.0100.054.00.050.002100.010.05

Químicos orgánicos Hidrocarburos clorados- Endrín- Lindano- Metoxicloro- ToxafenoClorofenoxis- ácido2,4-D(2.4-diclorofenoxiacético- ácido 2,4,5TP(2,4,5-triclorofenoxipropiónico)Trihalometanos totales (la suma de lasconcentraciones de bromodiclorometano ,dibromoclorometano, (bromoformo) y triclorometano (cloroformo)

0.0002 mg/l

0.0040.10.005

0.10.0010.10

Turbidez Turbidez 1.0 UTJ u.de turb.Radioactividad Radio 226 y Radio 238 combinados

Actividad alta total (incluyendo Radio 226 pero

excluyendo radón y uranio)

5 pCi/l15 pCi/l

Bacteriológicos Coliformes totales 1/100mlEstándares secundarios

Varios AluminioCloruroColor CobreCorrosividadFluorurosAgentes espumantesHierroManganesoOlor

pHPlataSulfatoSólidos disueltos totalesZinc

0.05-0.2 mg/l250 mg/l15UC(u.de color)mg/lNo corrosiva2.0 mg/l0.5 mg/l0.3 mg/l0.05 mg/l3 Ton *

6.5-8.50.1 mg/l250 mg/l500 mg/l5 mg/l

*Umbral de olor Fuente: Environmental Protección Agency (EPA), 1991e y 1991f.

22



2.10.- Herramientas de legislación federal en Estados Unidos Mexicanos

La Secretaría de Medio Ambiente, Recursos Naturales, con fundamento en lo dispuesto

por los artículos 32 bis fracciones I, IV y V de la Ley Orgánica de la Administración

Pública Federal; 85, 86 fracciones I, III y VII, 92 fracciones II y IV y 119 de la Ley de

Aguas Nacionales; 5o. fracciones VIII y XV, 8o. fracciones II y VII, 36, 37, 117, 118

fracción II, 119 fracción I inciso a), 123, 171 y 173 de la Ley General del Equilibrio

Ecológico y la Protección al Ambiente; 38 fracción II, 40 fracción X, 41 45, 46 fracción II,

y 47 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización, he tenido a bien expedir la

Norma Oficial Mexicana NOM-001-ECOL-1999.

Objetivo y campo de aplicación: esta Norma Oficial Mexicana establece los límites

máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en

aguas y bienes nacionales, con el objeto de proteger su calidad y posibilitar sus

usos, y es de observancia obligatoria para los responsables de dichas descargas.

Esta Norma Oficial Mexicana no se aplica a las descargas de aguas provenientes de

drenajes separados de aguas pluviales

Al responsable de la descarga de aguas residuales que antes de la entrada en vigor de

esta Norma Oficial Mexicana se le hayan fijado condiciones particulares de descarga,

podrá optar por cumplir los límites máximos permisibles establecidos en esta Norma,

previo aviso a la Comisión Nacional del Agua.

1. Los responsables de las descargas de aguas residuales vertidas a aguas y bienes

nacionales deben cumplir con la presente Norma Oficial Mexicana de acuerdo con lo

siguiente:

a. Las descargas municipales tendrán como plazo límite las fechas de

cumplimiento establecidas en la Tabla 6. El cumplimiento es gradual y

progresivo, conforme a los rangos de población. El número de habitantes

corresponde al determinado en el XI Censo Nacional de Población y Vivienda,

correspondiente a 1990, publicado por el Instituto Nacional de Estadística,

Geografía e Informática.

23



b. Las descargas no municipales tendrán como plazo límite hasta las fechas de

cumplimiento establecidas en la Tabla 7. El cumplimiento es gradual y

progresivo, dependiendo de la mayor carga contaminante, expresada como

demanda bioquímica de oxígeno5 (DBO5) o sólidos suspendidos totales (SST),según las cargas del agua residual, manifestadas en la solicitud de permiso de

descarga, presentada a la Comisión Nacional del Agua.

T A B L A 6Descargas municipales

Fecha de cumplimiento a partir Rango de población1 de enero de 2000 mayor de 50,000 habitantes1 de enero de 2005 de 20,001 a 50,000 habitantes1 de enero de 2010 de 2,501 a 20,000 habitantes

Fuente.- NOM-001-ECOL-1999

T A B L A 7

Descargas no municipalesFecha de cumplimiento a

partir Carga contaminante

Demanda Bioquímica deOxígeno5

t/d (toneladas/día)

Sólidos SuspendidosTotales

t/d (toneladas/día)1 de enero de 2000 mayor de 3.0 mayor de 3.0

1 de enero de 2005 de 1.2 a 3.0 de 1.2 a 3.01 de enero de 2010 menor de 1.2 menor de 1.2 Fuente.- NOM-001-ECOL-1999

2. Las fechas de cumplimiento establecidas en las Tablas 6 y 7 de esta Norma Oficial

Mexicana podrán ser adelantadas por la Comisión Nacional del Agua para un

cuerpo receptor en específico, siempre y cuando exista el estudio correspondiente

que valide tal modificación.

3. Los responsables de las descargas de aguas residuales municipales y no

municipales, cuya concentración de contaminantes en cualquiera de los

parámetros básicos, metales pesados y cianuros, que rebasen los límites

máximos permisibles señalados por esta Norma Oficial Mexicana, multiplicados

por cinco, para cuerpos receptores tipo B (ríos, uso público urbano), quedan

24



obligados a presentar un programa de las acciones u obras a realizar para el

control de la calidad del agua de sus descargas a la Comisión Nacional del Agua,

en un plazo no mayor de 180 días naturales, a partir de la publicación de esta

Norma en el Diario Oficial de la Federación. Los demás responsables de lasdescargas de aguas residuales municipales y no municipales, que rebasen los

límites máximos permisibles de esta norma, quedan obligados a presentar un

programa de las acciones u obras a realizar para el control de la calidad de sus

descargas a la Comisión Nacional del Agua, en las fechas establecidas en las

Tablas 8 y 9. Lo anterior, sin perjuicio del pago de derechos a que se refiere la

Ley Federal de Derechos y a las multas y sanciones que establecen las leyes y

reglamentos en la materiaT A B L A 8

Descargas municipales

Rango de poblaciónFecha límite para presentar

programa de accionesmayor de 50,000 habitantes 30 de junio de 1997de 20,001 a 50,000 habitantes 31 de diciembre de 1998de 2,501 a 20,000 habitantes 31 de diciembre de 1999

Fuente.- NOM-001-ECOL-1999

T A B L A 9Carga contaminante de las descargas no municipalesDemanda Bioquímica de Oxígeno5 y/o

Sólidos Suspendidos Totalest/d (toneladas/día)

Fecha límite para presentar programa de acciones

mayor de 3.0 30 de junio de 1997de 1.2 a 3.0 31 de diciembre de 1998

menor de 1.2 31 de diciembre de 1999 Fuente.- NOM-001-ECOL-1999

4 El responsable de la descarga queda obligado a realizar el monitoreo de las

descargas de aguas residuales para determinar el promedio diario y mensual. Laperiodicidad de análisis y reportes se indican en la Tabla 10 para descargas de tipo

municipal y en la Tabla 11 para descargas no municipales. En situaciones que

justifiquen un mayor control, como protección de fuentes de abastecimiento de agua

para consumo humano, emergencias hidroecológicas o procesos productivos fuera

25



de control, la Comisión Nacional del Agua podrá modificar la periodicidad de análisis

y reportes. Los registros del monitoreo deberán mantenerse para su consulta por un

período de tres años posteriores a su realización

T A B L A 10Rango de población Frecuencia de

muestreo y análisisFrecuencia de

reportemayor de 50,000 habitantes MENSUAL TRIMESTRALde 20,001 a 50,000 habitantes TRIMESTRAL SEMESTRALde 2,501 a 20,000 habitantes SEMESTRAL ANUAL

Fuente.- NOM-001-ECOL-1999T A B L A 11

DemandaBioquímica de

Oxígeno 5t/d (toneladas/día)

SólidosSuspendidos

Totalest/d(toneladas/día)

Frecuencia deMuestreo y

Análisis

Frecuencia deReporte

mayor de 3.0 mayor de 3.0 MENSUAL TRIMESTRALde 1.2 a 3.0 de 1.2 a 3.0 TRIMESTRAL SEMESTRAL

menor de 1.2 menor de 1.2 SEMESTRAL ANUALFuente.- NOM-001-ECOL-1999

5 El responsable de la descarga estará exento de realizar el análisis de alguno o

varios de los parámetros que se señalan en la presente Norma Oficial Mexicana,

cuando demuestre que, por las características del proceso productivo o el uso que le

dé al agua, no genera o concentra los contaminantes a exentar, manifiesta ante la

Comisión Nacional del Agua, por escrito y bajo protesta de decir verdad. La

autoridad podrá verificar la veracidad de lo manifestado por el usuario. En caso de

falsedad el responsable quedará sujeto a lo dispuesto en los ordenamientos legales

aplicables.

6 En el caso de que el agua de abastecimiento registre alguna concentración

promedio mensual de los parámetros referidos en la presente Norma Oficial

Mexicana, la suma de esta concentración al límite máximo permisible promedio

mensual, es el valor que el responsable de la descarga está obligado a cumplir,

siempre y cuando lo notifique por escrito a la Comisión Nacional del Agua.

26



7 Cuando se presenten aguas pluviales en los sistemas de drenaje y alcantarillado

combinado, el responsable de la descarga tiene la obligación de operar su planta de

tratamiento y cumplir con los límites máximos permisibles de esta Norma Oficial

Mexicana, o en su caso con sus condiciones particulares de descarga, y podrá através de una obra de desvío derivar el caudal excedente. El responsable de la

descarga tiene la obligación de reportar a la Comisión Nacional del Agua el caudal

derivado.

8 El responsable de la descarga de aguas residuales que, como consecuencia de

implementar un programa de uso eficiente y/o reciclaje del agua en sus procesos

productivos, concentre los contaminantes en su descarga, y en consecuencia

rebase los límites máximos permisibles establecidos en la presente Norma, deberásolicitar ante la Comisión Nacional del Agua se analice su caso particular, a fin de

que ésta le fije condiciones particulares de descarga.( NOM-001-ECOL-1999)

2.11.- Planteamiento conceptual para estudiar los impactos ambientales sobre las

aguas residuales

Como base para estudiar los impactos ambientales sobre las aguas superficiales, se

propone un modelo de seis etapas para planificar y llevar a cabo los estudios de

impacto. Este modelo es flexible y el objetivo en este modelo serán los proyectos y sus

impactos en las aguas superficiales; sin embargo, el modelo puede aplicarse también a

planes, programas y acciones regulatorias.

Las cinco etapas genéricas son:

1. Identificación de los impactos sobre la cantidad o calidad de las aguas

superficiales, tipos y calidad de contaminantes que se introducen, cantidad de

agua vertida u otros factores que causan impactos.

2. Descripción del entorno medioambiental; características de calidad del agua

problemas de contaminación existentes o históricos; factores metereológicos

pertinentes (por ejemplo: precipitación, evaporación y temperatura); relaciones

con los recursos de agua subterránea de la zona; fuentes de contaminación

27



puntuales y difusas existentes, cargas contaminantes y vertidos de agua

existente.

3. Obtención de información sobre estándares de calidad de aguas, consecución de

leyes, reglamentaciones o criterios relevantes relacionados con la calidad del

agua y cualquier acuerdo importante (convenios) entre estados, u otras

entidades relacionadas con las aguas nacionales.

4. Se utilizarán sistemas de predicción de impactos, incluyendo el uso de balance

de masa en términos de cambios de cantidad de agua y/o carga contaminante,

modelos matemáticos para contaminantes pertinentes (conservativos, no

conservativos, bacterianos, nutrientes y térmicos).

5. Finalmente, se usará la información obtenida en la etapa tres para valorar el

significado de los impactos infecciosos y perjudiciales anticipados, la figura 2.3

describe la relación entre las etapas.,

Etapa 1Identificación de los impactos de:

cantidad/calidad de las aguas superficiales

Etapa 2Descripción del estado de los recursos de

agua superficial existente

Etapa 3Consecusión de los estándares de

cantidad/calidad de las aguas superficiales

Etapa 4 Predicción de impactos

Etapa 5 Valorar el significado de los impactosFigura 3.- Planteamiento conceptual para estudios centrados en los impactos

ambientales de las aguas superficiales, (Canter, 2000).

2.12.- Etapa 1: Identificación de los impactos de cantidad o calidad de las aguas

superficiales

28



El objetivo de esta etapa es identificar los impactos potenciales, exige la descripción de

la cantidad de agua superficial utilizada, los tipos y cantidades de contaminantes

potenciales de las aguas superficiales utilizados o generados durante el proyecto y/o

las actividades que alterarán la cantidad y calidad del agua de escorrentía

2.13.- Etapa 2: Descripción de las condiciones existentes en las aguas

superficiales.

Esta etapa comprende la descripción de las condiciones (antecedentes) existentes para

el (los) recurso(s) de las aguas superficiales potencialmente impactadas por el

proyecto. Las actividades oportunas incluyen la recopilación de información sobre

cantidad y calidad de agua, identificación de problemas de contaminación

extraordinarios, puntos principales de información climatológica, línea de ejecución,

control y resumen de la información sobre fuentes puntuales y difusas.

2.14.- Recopilación de información sobre cantidad y calidad del agua

Se debe recopilar información sobre la cantidad (variaciones de caudal) y calidad del

agua superficial en el río (tramo de interés) y en tramos relevantes aguas abajo, se

deber considerar la evolución histórica de la cantidad y características de calidad de las

aguas superficiales en el área de estudio.

Una forma de resumir la información básica sobre cantidad y calidad es utilizando los

índices medioambientales, el índice de calidad de agua o Water Quality Index (WQI),

se han utilizado las técnicas de análisis estadístico multivariado para unir los

parámetros de calidad de aguas a un índice de calidad que permite analizar los efectos

de los incrementos de explotaciones mineras, pastoreo y explotaciones forestales

(Mahmood y Mecer, 1982). Se han desarrollado cuatro WQI aptos para utilizar en

Nueva Zelanda; estos índices se refieren al uso general, uso recreativo, abastecimiento

de agua y desove de peces (salmónidos) (Smith, 1987)

Pueden emplearse los estándares de calidad de agua para interpretar los datos

recopilados. Puesto que estos estándares varían según los usos específicos asignados

29



a cauces o tramos de cauces concretos, es necesario evaluar la calidad de agua

existente en relación con distintos estándares.

Uno de los aspectos clave relacionados con el cauce es su frecuencia, que se utiliza

para el cálculo de acuerdo con los estándares de calidad de agua. En algunos casos

debe utilizarse el caudal mínimo semanal de dos años. La frase “caudal mínimo

semanal de dos años” indica que es el mínimo caudal que se produce durante un

periodo de siete días con una frecuencia de dos años.

2.15.- Indice ambiental del medio: Calidad del agua

Existen numerosos índices de calidad del agua que se han desarrollado en los últimos

años. A continuación se describirá el ejemplo de un índice conocido como “índice de

calidad del agua” (WQI) desarrollado por la Fundación de Sanidad Nacional (NSF:

National Sanitation Foundation) de los Estados Unidos. El WQI se desarrolló mediante

un Delphi, usando un panel de 142 investigadores de todo el país con experiencia en

diversos aspectos de la gestión de la calidad del agua, identificaron los parámetros de

mayor importancia:

Oxígeno disuelto (OD)

Coliformes fecales pH

Demanda Bioquímica de Oxígeno DBO

Nitratos (NO-3)

Fostatos (PO-³4),

Variación térmica,

Turbidez

Sólidos totales (ST).

Los pesos de importancia basados en las puntuaciones de cada variable se

muestran en la tabla 12.

30



Las curvas de las relaciones resultantes (“relaciones funcionales” o “curvas

funcionales”) de los niveles de WQI de 0 a 100 se representaron en las ordenadas

de cada gráfico, mientras que los distintos niveles (o intensidades) de cada

variable se dispusieron sobre la abscisa., se muestran en las siguientes figuras4 a 11. En cada figura la línea sólida representa la media aritmética de todas las

curvas de los encuestados, mientras que las líneas de puntos que bordean el

área sombreada representan el ochenta por ciento de los límites de seguridad.

2.15.1 .- Cálculo del índice de la calidad del agua WQI

Para calcular el índice WQI agregado, se puede utilizar o una suma lineal

ponderada de los subíndices (WQIa) o una función ponderada de agregación

producto (WQIm) estas agregaciones se representan matemáticamente; (Ott, 1978)

∑=

=n

i

WiIi NSFWQIa1

Ec. (1)

n

i

Wi

i I NSFWQ1

Im

=

= Ec. (2)

La tabla 12, muestra un ejemplo de cálculo usando ambas agregaciones, WQI a y WQIm

la interpretación del índice resultante puede desarrollarse a partir de los descriptorespropuestos en la tabla 13.

Los pasos a seguir para aplicar el WQI en un estudio de impacto son los

siguientes:

1. Reunir los datos medios y extremos de cada parámetro (publicados o mediante

seguimiento)

2. Usar las figuras 4 a 11 para determinar (Ii) en condiciones medias y extremas

3. Calcular WQIa y/o WQIm para condiciones medias y condiciones extremas, e

interpretar los resultados apropiadamente

Algunos comentarios generales sobre el WQI:

1. Se ha utilizado en Estados Unidos de América

31



2. Se usan métodos conceptualmente similares en otros países para calcular

índices de calidad de las aguas

3. El énfasis está en los indicadores de contaminantes “convencionales”, no en los

tóxicos.

Tabla 12.- Ejemplos de los cálculos para el índice de calidad del agua (WQI)Variable Medida Ii Wi Ii Wi Ii

Wi

DO 60 60 0.17 10.2 2.01Coliformes fecales 103 20 0.15 3.2 1.57pH 7 90 0.12 10.8 1.72DBO5 10 30 0.10 3.0 1.41NO3 10 50 0.10 5.0 1.48PO4 5 10 0.10 1.0 1.26

Desviación temperatura 5 40 0.10 4.0 1.45Turbidez 40NTU 44 0.08 3.5 1.35Sólidos totales ST 300 60 0.08 4.8 1.39

WQIa= 45.3 WQIm =38.8

Los valores de los subíndices son de las figuras 4 a 11, los pesos de importancia de variables son Wi

Tabla 13.- Descriptores y colores propuestos para el índice general WQIDescriptores Ámbito numérico Color Muy malo 0-25 RojoMalo 26-50 NaranjaMedio 51-70 Amarillo

Bueno 71-90 VerdeExcelente 91-100 Azul

Fuente: Ott, 1978.

32



Figura 4.- Función de subíndice para DO (demanda de oxígeno) en el índice generalde calidad del agua NSF WQI (para DO > 140%, I1=50) (Ott,1978)

Figura 5.- Función de subíndice para Coliformes fecales (número medio deorganismos por 100 ml en el índice general de calidad del agua NSF WQI (paracoliformes fecales > 105/100 ml, I2 = 2) (Ott, 1978)

33



Figura 6.- Función de subíndice para pH en el índice general de calidad del agua NSFWQI (Ott, 1978)

Figura 7.- Función de subíndice para DBO5 (demanda bioquímica de oxígeno) en elíndice general de calidad del agua NSF WQI (para DBO > 30 mg/l, (I4 = 2) (Ott,1978)

34



Figura 8.- Función de subíndice para nitratos en el índice general de calidad del aguaNSF WQI (para nitratos > 100 mg/l, I5=50) (Ott, 1978)

Figura 9.- Función de subíndice para fosfatos en el índice general de calidad del aguaNSF WQI (para fosfatos totales > 10 mg/l, I6=2) (Ott,1978)

35



Figura 10.- Función de subíndice para desviación de temperatura del equilibrio (DT) enel índice general de calidad del agua NSF WQI (para DT > 15°C, I7=5) (Ott,1978)

Figura 11.- Función de subíndice para turbidez ( Unidades de Turbidez Jackson) en elíndice general de calidad del agua NSF WQI (para turbidez > 100 JTU=5) (Ott, 1978)

36



Figura 12.- Función de subíndice para sólidos totales en el índice general de calidaddel agua NSF WQI (para sólidos totales > 500 mg/l, I8 = 20) (Ott, 1978)

2.16.- Identificación de problemas de contaminación extraordinarios

La identificación de cualquier problema de contaminación extraordinario que se ha

producido en la zona de estudio es un requisito previo si se tiene que describir de forma

adecuada el entorno medioambiental, para familiarizarse con la zona y establecer

credibilidad, y para localizar los parámetros medioambientales sensibles. Pueden

utilizarse muchas fuentes para obtener información sobre estos problemas de

contaminación. Las agencias de recursos de agua locales y estatales constituyen una

de ellas y los grupos de conservación otros. Los periódicos locales también pueden

proporcionar documentación histórica sobre los temas de contaminación (Canter,

2000).

2.17.- Situación actual del Municipio de Poza Rica, Veracruz, México.

El área ocupada por la Ciudad de Poza Rica es de 230.31 Km2, siendo una zona

contaminada por la presencia de la industria petrolera que ha afectado tanto a los

suelos como a los recursos hidráulicos y al aire de tal manera que se ha provocado la

inutilización, el envenenamiento y el deterioro parcial o total de los ecosistemas, tanto

terrestres como acuáticos.37



De acuerdo con el Plan Ecológico del Estado de Veracruz 1994, la Ciudad de Poza

Rica se encuentra en un estado crítico en cuanto a la problemática ambiental solo

comparable con la ciudad de Coatzacoalcos y la de Minatitlán.

En la publicación referida se menciona que Poza Rica presenta niveles críticos y muy

altos de degradación debido a la contaminación del agua, aire y suelo. Problemas de

aguas negras en cuanto a su tratamiento, ya que no existe ninguna planta de este

tipo, los problemas de inundabilidad debido por una parte a la falta de drenajes

pluviales y a la insuficiencia de los drenajes sanitarios que se les da uso de drenaje

combinados.

Las aguas residuales de la Ciudad de Poza Rica, vertidas a los Arroyos del

Huéleque, Salsipuedes, Cocinero, Mollejón y del Maíz, es uno de los problemas más

importantes que se presenta para el desequilibrio ecológico de esta ciudad; sin

embargo este problema se incrementa cuando estas aguas contaminadas y

transportadas por los arroyos antes mencionados son vertidas directamente al Río

Cazones sin recibir un tratamiento previo, ocasionando con ello una severa

contaminación a dicho río y que hasta ahora ha ocasionado un daño tal que en el

tramo Poza Rica-Barra de Cazones es considerado un río muerto( PE del estado de

Veracruz 1994)

En la Ciudad de Poza Rica se localizan asentamientos irregulares en los márgenes

del Río Cazones y de los arroyos, se producen desperdicios los cuales son arrojados

a cielo abierto y generan severos problemas sanitarios.

La disponibilidad de agua en el estado de Veracruz, es una gran oportunidad para el

desarrollo sustentable del estado. Se debe evitar la contaminación de este importante

recurso.

Tomando en cuenta el Plan Veracruzano de Desarrollo 1999-2004 se plantea:

Revertir el deterioro ambiental y revalorar significativamente el medio ambiente y la

ecología Veracruzana con énfasis en zonas ya contaminadas y de alto riesgo, en

ámbitos de población indígena y en general en zonas de pobreza y marginación . Los

38



aspectos generales del medio natural y socioeconómico del municipio de Poza Rica,

Veracruz, México, se presentan en el Anexo C.

2.1.8.- Conservación de los recursos hídricos.

Los arroyos que cruzan la Ciudad de Poza Rica, están convertidos en canales de

aguas negras y aguas con residuos producto de la industria petrolera, generalmente

están azolvados por enormes cantidades de basura que van acumulando los vecinos

a través de su curso y que en época de lluvias son arrastradas y vertidas al Río

Cazones, ocasionando con ello mayor contaminación, en la tabla 14, se muestran

las características de ellos. La Contaminación por materia orgánica y

microorganismos se presentan en el anexo D.

Tabla 14.- CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFÍCASCuenca río y/o arroyo Longitud cauce

principal (m)Área cuenca de

drenaje(Km2)

Pendiente mediacauceprincipal(m)

Cazones hasta la descarga 205 232.00 2 896.00 0.00389Cazones hasta Poza Rica 140 618.00 1 740.00 0.00747Salsipuedes 3 698.88 3.44 0.00131Hueleque 11 448.50 28.63 0.00344Del maíz 4 873.73 10.55 0.00521Mollejón 6 960.00 13.36 0.00441

Sin nombre 1 443.24 1.31 0.01197Fuente.- Plan de desarrollo urbano de Poza Rica, Ver. 1994

39



III. OBJETIVOS.

Objetivo general

Determinar la afectación, alteración y modificación de las aguas residuales por

fuentes puntuales en el Río Cazones, Veracruz, México, localizado en el tramo entre

96.5 Km a 32 Km de la barra de Cazones, y su relación con los riesgos a la salud de

las comunidades aledañas.

Objetivos particulares

1) Identificar los impactos de cantidad/calidad de las aguas del Rio Cazones

aguas arriba (preimpacto) y aguas abajo (postimpacto)

2) Localizar los afluentes y descargas al río

3) Localizar los puntos o estaciones de muestreo

4) Seleccionar los métodos para analizar la calidad del agua

5) Caracterizar las aguas muestreadas del Río Cazones

6) Comparar los resultados con los parámetros que marca la normatividad

7) Analizar el comportamiento del río a lo largo de los puntos de muestreo

8) Analizar los posibles efectos a la salud por estas descargas

40



IV.- METODOLOGÍA

4.1.-Diseño del método de trabajo

Después de contar con la información correspondiente sobre los aspectos

generales del medio natural y socioeconómico del municipio de Poza Rica,

Veracruz México ver anexo C; calidad de aguas: legislación internacional y

nacional, normas, métodos de análisis, se procede a plantear el desarrollo del

muestreo, éste consiste en conocer el cauce del Río en este caso el Río

Cazones, a su paso por el noroeste de la ciudad de Poza Rica Veracruz,

México. Cuales son las afluentes cercanas que desembocan al Río Cazones y

en que puntos se encuentra el mayor flujo de fuentes puntuales a este río;

posteriormente se fijan los puntos de muestreo desde el preimpacto hasta la

zona de posimpacto, ver figura 12

En una segunda etapa se procede al muestreo del agua en las estaciones

seleccionadas del Río Cazones, tomando la muestra en cada estación de

muestreo, procediendo a la determinación de las variables principales:

temperatura, pH, conductividad, coliformes fecales, coliformes totales, oxígeno

disuelto (OD), nitratos, fosfatos, demanda química de oxígeno (DQO), sólidos

suspendidos totales (SST), cloruros, y demanda bioquímica de oxígeno (DBO),

mediante el análisis fisicoquímico y biológico de las muestras en tres

repeticiones, tomando como referencia las técnicas que señalan las normas

oficiales mexicanas NMX-AA- SCFI para análisis de aguas ver anexo A.

Los resultados obtenidos en los puntos de muestreo seleccionados, en el Río

Cazones, ver figura 12, éstos se concentran en las tablas, las que se muestran

en el Anexo B.

Así mismo, los resultados se utilizan para hacer el Análisis Multivariado

(Ojeda,1998) utilizando el Sofware Statistica para análisis estadístico; con los

valores obtenidos se construyó la tabla X ver Anexo B, donde se concentraron

por variables antes descritas, de cada una de las muestras de agua de los

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diferentes puntos de muestreo seleccionados, se procedió al análisis

comparativo por variable, el que se calcula con los valores obtenidos, se

agrupan por variable y por estaciones de muestreo, obteniendo la tabla

correspondiente así como los gráficos de caja y los histogramas respectivos ver tablas y figuras

Por último utilizando las estadísticas descriptivas multivariadas se obtuvo:

La matriz de varianzas y covarianzas junto con el vector de medias, permite

construir una tabla comparativa de las distribuciones de cada variable; la matriz

de correlaciones permite hacer una primera interpretación de la forma y la

intensidad de la relación lineal entre pares de variables, se puede complementar

con un análisis gráfico utilizando el diagrama de escalera, el cual presenta

diagramas de dispersión por pares de variables, ver tablas y figuraS.

El análisis de componentes principales se aplica cuando algunas variables están

en una escala amplia y otras en una escala reducida, darán mayor importancia a

las variables que tiene mayor varianza, se complementa con un gráfico de los

valores característicos que permite observar la contribución relativa de los

sucesivos componentes principales también permite explorar patrones de

agrupación en un conjunto de objetos, obteniendo un correlograma de los dos

primeros componentes y caracterizando los componentes menores en cada

área de la gráfica, ver tablas y figuras.

El análisis Cluster es un método de agrupación jerárquica y medidas de

distancia en el sentido que cumplen las propiedades de una métrica, una vez

realizado el proceso de agrupación se resume la información en un gráfico

llamado diagrama de árbol o dendograma, usando ligamiento simple (vecino

más cercano) y distancia euclidiana o ligamiento completo (vecino más lejano) y

distancia euclidiana, (Seber,1990), ver figuras y tablas

El índice de calidad del agua WQI se calcula con los resultados obtenidos por

cada variable concentrados en las tablas I a IX del anexo B, con dichos

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resultados se procedió a calcular el índice de calidad del agua WQI, utilizando

los datos de Wi por cada variable de la tabla 12, se obtienen los valores de la

función subíndice ( Ii ) para cada variable usando las figuras 4 a 11,

posteriormente con los resultados de la función subíndice para cada variable (I i)se calcula el índice de calidad del agua WQIa utilizando la ecuación 1, y WQIm

utilizando la ecuación 2 y por último la interpretación del índice resultante puede

desarrollarse a partir de los descriptores y colores para el WQI que propone la

tabla 13; los valores calculados se concentraron en las tablas 38 a 46.

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contaminacion agua

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