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CURSO “ANALISIS DE RESULTADOS DE MONITOREO DE AGUAS”

Dra Isel Cortés NodarseCentro Nacional del Medio Ambiente

(CENMA)22-23/Septiembre-2010

[email protected] Fono: 02-2994173; 29941701

PROGRAMACION DETALLADADIA 1: Miércoles 22 de Septiembre de 2010

8:30 am – 8:45 am APERTURA OFICIAL Y PRESENTACION DE PARTICIPANTES

8:45 am – 9:00 am Encuesta de diagnóstico inicial

9:00 am – 10:00 am Módulo 1 Calidad y Contaminación del agua. Parámetros de importancia agronómica.

10:00 am – 10: 15 am CAFE

10:15 am– 11:00 am Módulo 1 –Parte 2. Calidad y Contaminación del agua. Parámetros de importancia agronómica.

11:00 am– 1:00 pm Módulo 2 Efectos de los parámetros en las actividades silvoagropecuarias.

1: 00 pm – 2:00 pm ALMUERZO

2:00 pm –3:45 pm Módulo 2 (continuación) Efectos de los parámetros en las actividades silvoagropecuarias.

3:45 pm – 4:00 pm CAFE

4:00 pm – 6:00 pm Módulo 3 Análisis estadístico de uso frecuente.


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PROGRAMACION DETALLADA

DIA 2: Jueves 23 de Septiembre de 20098:30 am – 8:45 am Inicio de actividades y formación de grupos de trabajo.

8:45 am – 10:00 am Módulo 4 Estudio de casos y problemas

10:00 am – 10: 15 am CAFE

10:15 am– 1:00 pm Módulo 4 (continuación) Estudio de casos y problemas

1:00 pm – 2:00 pm ALMUERZO

2:00 pm - 3:45 pm Módulo 4 (continuación) Estudio de casos y problemas

3:45 pm – 4:00 pm CAFE

4:00 pm – 5:45 pm Módulo 5. Evaluación final

5:45 pm – 6:00 pm CIERRE DE ACTIVIDADES


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OBJETIVOS DEL CURSO.


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Resumen de contenidos.


MODULO 1: Introducción general al curso. Revisión general al conceptode contaminación del agua. Selección de parámetros de importanciaagronómica en aguas de riego y bebida animal en correspondencia conla legislación vigente.

MODULO 2: Efectos de los parámetros perjudiciales en el agua en lasactividades silvoagropecuarias.

MODULO 3: Análisis estadístico de uso frecuente en análisis deresultados.

MODULO 4: Resolución individual de ejercicios y problemas. Exposiciónde resultados y discusión de alternativas.

MODULO 5: Evaluación escrita final

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Módulo 1: Introducción general al curso. ¿Qué es el agua?. Revisión general al concepto de contaminación del agua.

Selección de parámetros de importancia agronómica en aguas de riego y bebida

animal en correspondencia con la legislación vigente.


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CURSO “ANALISIS DE RESULTADOS DE MONITOREO DE AGUAS”


Módulo 1: Introducción.

¿Qué es el AGUA?


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• Nombre común que se aplica al estado líquido de compuesto de hidrógeno y oxígeno H2O.

• Los antiguos filósofos consideraban que el agua era uno de los cuatro “elementos” básicos o esenciales del universo.

• Del latín aqua: es un compuesto, aparentemente simple, formado por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno.

• No existe ninguna regla de la nomenclatura química que permita llamarlo de ese modo.

• Fórmula química:H2O• Peso molecular: 18 g/mol.

[email protected] Fono: 02-2994173;

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A temperatura ambiente, es mayoritariamente, un líquido que carece de olor, sabor y forma específica.

Puede existir en los tres estados de la materia:

•Líquido (el agua que conocemos)•Sólido (el hielo)•Gaseoso (el vapor de agua)

El agua alcanza su densidad máxima a una temperaturade 4 °C y se expande al congelarse.

Sus propiedades físicas se utilizan como patrones paradefinir, por ejemplo, escalas de temperatura.


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Compilación de las principales propiedades del compuesto agua

Fórmula empírica H2O Constante dieléctrica, 88,0Fórmula molecular (H2O)n Ángulo de enlace O-H 104,9

Número CAS 7.732.185 Calor latente de vaporización

540 cal/g

Acidez (pKa) 13,996 Capacidad calorífica (JK-1

mol-1)75,3 (l) ; 36,2 (s)

Constante de disociación ácida (Ka)

1,01*10-14 Entalpía de formación ΔfH0

gas

-241,83 kJ/mol

Solubilidad en agua 100% Entalpía de formación ΔfH0

líquido

-285,83 kJ/mol

Masa molar 18,016 g/mol Entropía de formación S0

gas, 1 bar

188,84 J·mol-1·K-1

Potencial estándar de reducción

H2O + e- = ½ H2(g) + OH-

-0,828 V Entropía de formación S0

líquido, 1 bar

41 J·mol-1·K-1

Densidad relativa 1,00 (líquido); 0,915 (hielo)

Viscosidad dinámica a 8,91·10-4 Pa.s

Punto de fusión 0 C Viscosidad cinemática a 8,94·10-7 m2/sPunto de ebullición 100 C Índice de refracción 1,309Momento dipolar 1,85 D Tensión superficial 72,76 dyn/cm


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• El agua natural nunca es químicamente pura.

• El agua, de acuerdo con su origen, puede contener varias sustancias en solución o suspensión.

• El agua de mar es altamente salina mientras que el agua de lluvia siempre contiene pequeñas cantidades de nitrato de amonio y trazas de otras sales.

• Las aguas subterráneas suelen contener compuestos provenientes del suelo.

• El contenido de sales presentes en el agua está vinculado con la dureza.

• También es importante el contenido de gases disueltos.12


DISTRIBUCION DEL AGUA EN EL PLANETA

• El 97% del agua del planeta es salada.

• La mayor parte del agua dulce se encuentra en los casquetes polares, glaciares y mantos freáticos.

• Sólo una pequeña parte del agua dulce es accesible para el uso humano más inmediato.


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Módulo 1: Concepto de contaminación del

agua.


Monitoreo del agua

Demostrar su calidad

Evaluar su contaminación

¿?

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CALIDADGrado en el que un conjunto de características

inherentes cumple con los requisitos. (ISO9000:2000)

CALIDAD REQUISITOS USO


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Usos y calidad del agua.

• La calidad del aguano es un términoabsoluto.

• Se relaciona con la actividad o uso al que se destina.


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http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.deh.gov.au/water/quality/nwqms/images/underwater.jpg&imgrefurl=http://www.deh.gov.au/water/quality/nwqms/&h=160&w=160&sz=7&tbnid=OaEeYHWaUFABCM:&tbnh=92&tbnw=92&hl=es&start=48&prev=/images%3Fq%3Dwater%2Bquality%26start%3D40%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26sa%3DN�

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.agr.gc.ca/pfra/water/wqcattle1.jpg&imgrefurl=http://www.agr.gc.ca/pfra/water/wqcattle_e.htm&h=186&w=282&sz=10&tbnid=Gljo5B5eLCbDxM:&tbnh=72&tbnw=110&hl=es&start=453&prev=/images%3Fq%3Dwater%2Bquality%26start%3D440%26svnum%3D10%26hl%3Des%26lr%3D%26sa%3DN�

Módulo 1: Concepto de contaminación del

agua.


Monitoreo del agua

Demostrar su calidad

Evaluar su contaminación

¿?

OK

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NCh 410. Of 96. Calidad del agua. Vocabulario• CONTAMINACION, POLUCION: presencia de materias extrañas que

alteran o modifican las propiedades físicas, químicas, biológicas y/o radiactivas del agua, tendiendo a deteriorar su calidad, lo que puede degradar su utilización y/o constituir un riesgo para la salud.


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La contaminación de las aguas puede ser producida por diferentes agentes, los cuales causan distintos efectos sobre las propiedades y/o composición de las aguas, que modifican o alteran su uso habitual (o calidad).


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• En función de los elementos afectados del medio ambiente se puede distinguir entre:– contaminación química,

– contaminación radiactiva,

– contaminación térmica,

– contaminación microbiológica.

• En función de la naturaleza del foco contaminante puede existir:– contaminación puntual,

– contaminación lineal,

– contaminación difusa.

• En función del origen de la contaminación se clasifica en:– contaminación natural (provocada por sismos, erupciones volcánicas u

otros eventos naturales)

– contaminación antropogénica (provocada por el hombre).


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De dónde vienen los contaminantes producto de la actividad humana?

• Actividades del hombre que aportan estos compuestos.– Desechos industriales (riles y rises), aguas servidas

domésticas, lixiviados de vertederos.

• Actividades del hombre que indirectamente contribuyen al deterioro del ambiente.– Pérdida de la cubierta forestal, lluvia ácida,

sobreexplotación de especies comerciales, la crisis de las ciudades, la industrialización.


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Por lo anterior:

• Es importante conocer las concentraciones naturales de los

elementos y compuestos en las aguas en sus diferentes formas

naturales: ríos, subterráneas, de lluvia, marinas.

• Es importante medir las concentraciones de los contaminantes

que eventualmente puedan presentarse en las mismas.

• Es importante conocer las fuentes que aportan los contaminantes.

• Es importante conocer las formas de reducir el aporte de

contaminantes a las aguas.


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• La detección de “contaminantes” en aguas se realiza mediante análisis de las mismas.

• Al igual que los aspectos de “calidad” los aspectos vinculados con la toma de muestras de aguas procedentes de diferentes acuatorios, está regida por una serie de normas nacionales (Serie de normas NCh 411).


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EJEMPLOS DE COMPUESTOS PRESENTES EN LAS AGUAS

• AGUAS NATURALES:– Sales

– Gases

– Compuestos orgánicos tales como sustancias húmicas y metabolitos de algas y bacterias.

• AGUAS CONTAMINADAS:– Compuestos productores de

olores y sabores.

– Compuestos fenólicos.

– Detergentes.

– Plaguicidas.

– Hidrocarburos aromáticos.

– Metales pesados.


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Concepto de Contaminación según Ley General de Bases del Medio Ambiente


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La contaminación del agua es cualquier cambio químico, físico o biológico en la calidad del agua que

tiene un efecto dañino en cualquier cosa viva que consuma esa agua.

Cuando los seres humanos y los animales, beben el agua contaminada, sufren problemas de salud.

La contaminación del agua también puede hacer a ésta inadecuada para el uso deseado.


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Implicaciones para el uso

Enfermedades

Contaminación del agua

Alteraciones de su calidad


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Módulo 1: Selección de parámetros de importancia agronómica en

aguas de riego y bebida animal en correspondencia con la

legislación vigente.


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NCh 1.333/78• Norma de Calidad para el Recurso Agua según el uso

dado en el cuerpo o masa de agua usado como receptor.

• Fija los límites máximos para los diferentes parámetros considerados como requisitos de calidad, en función del uso dado.

• Se refiere a toda situación donde un determinado cuerpo o masa de agua pueda ser utilizado como receptor de residuos líquidos o sólidos, domiciliarios o industriales, los cuales pudiesen afectar su calidad para los usos dados al recurso.


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NCh 1.333/78

• Agua destinada a la bebida de humanos: NCh 409/01.

• Agua destinada a la bebida de animales: NCh 409/01

• Agua destinada a regadío: establece estándares generales y estándares para conductividad específica y sólidos disueltos totales en aguas de regadío.


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NCh 1.333/78

• Aguas destinadas a vida acuática (aguas dulces).

• Agua destinada a uso recreativo con contacto directo.

• Agua destinada a uso recreativo sin contacto directo.

• Agua destinada a estética.


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• Tanto la norma 1333 como la 409, fijan límites máximos permitidos para diferentes parámetros de tipo físico, químico, microbiológico e incluso radiactivos.


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Parámetros NCh 1333/Of78Agua para riego

NCh 1333/Of78Agua para bebida de animales

según NCh 409/Of 2005

INDICADORES FISICOS

pH X X

Color (escala Pt-Co) X

Sabor X

Olor X

Turbiedad (NTU) X

Sólidos Disueltos Totales (mg/L)

X

INDICADORES MICROBIOLOGICOS

Coliformes fecales X X

Cloro libre residual X


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INDICADORES QUIMICOS DE ORIGEN NATURAL

Cloruros (Cl) X X

Sulfato (SO4) X X

Aluminio (Al) X X

Hierro (Fe) X X

Boro (B) X

Cobre (Cu) X X

Sodio (Na)* X

Calcio (Ca) X

Magnesio (Mg) X X

Potasio (K) X

* El sodio porcentual es la relación entre la concentración del ión sodio y la sumade las concentraciones de los iones sodio, calcio, magnesio y potasio expresadasen miliequivalentes por litro, de acuerdo a la expresión siguiente: Na% = (Na /(Na+Ca+Mg+K)) x 100


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INDICADORES QUIMICOS DE ORIGEN ANTROPOGENICO: METALES

Arsénico (As) X X

Bario (Ba) X

Cadmio (Cd) X X

Cobalto (Co) X X

Cromo (Cr) X X

Litio (Li) X

Manganeso (Mn) X X

Mercurio (Hg) X X

Molibdeno (Mo) X

Níquel (Ni) X

Plata (Ag) X

Plomo (Pb) X X [email protected] Fono: 02-2994173;

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INDICADORES QUIMICOS DE ORIGEN ANTROPOGENICO: METALES

Selenio (Se) X X

Vanadio (V) X

Zinc (Zn) X X

INDICADORES QUIMICOS DE ORIGEN ANTROPOGENICO: NO METALESCianuro (CN) X X

Amoníaco (NH3) X

Nitrato (NO3) X

Nitrito (NO2) X


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INDICADORES QUIMICOS DE ORIGEN ANTROPOGENICO: ORGANICOS

Carbaril X

Compuestos fenólicos X

Pesticidas:DDT+DDD+DDE, 2,4-D, Lindano, Metoxicloro, Pentaclorofenol

X

Orgánicos: Tetracloroeteno, Benceno, Tolueno, Xileno

X

Productos secundarios de la desinfección: Monocloroamina, Dibromoclorometano, Bromodiclorometano, Tribromometano, Triclorometano, Trihalometanos.

X


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Físicos

Alteración de aspectos organolépticos

pHFísicos

Modificación de la solubilidad de metales

Microbiológicos

Sólidos, Amoníaco, Cloruros, Sulfatos

Introducidos

NaturalesAumento ↑↑ de sus niveles

Presencia, en bajas concentra-ciones.Persistentes

Inorgánicos tóxicos

Orgánicos

Enfermedades en hombre y animales

Resumen por tipos de parámetros y sus interacciones de afectación


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MODULO 2: Efectos de los parámetros perjudiciales en el

agua en las actividades silvoagropecuarias.


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OTRA CLASIFICACION PARA LOS PARAMETROS DE INTERES, SEGÚN NORMAS 1333 Y 409:

• FISICOS: pH, color, Sólidos totales disueltos, conductividad, turbiedad, NH3.

• MICROBIOLOGICOS: Coliformes fecales, cloro libre residual

• QUIMICOS NATURALES: Cl, SO4, Mg, Na, Al, RAS, Ba, B

• QUIMICOS ESENCIALES: F, Fe, Mn, Se, Zn, Cr, Cu• QUIMICOS TOXICOS: As, CN, Cd, Hg, NO3, NO2,

Pb, Pesticidas, Herbicidas, Ag, V, Be, Ni, Co, Mo, Li


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QUIMICOS TOXICOS: As, CN, Cd, Hg, NO3, NO2, Pb, Pesticidas, Herbicidas, Ag, V, Be, Ni, Co, Mo, Li

Arsénico (As):EFECTOS PERJUDICIALES:• El As y la mayoría de sus compuestos son tóxicos para el hombre.

• Una cantidad tan pequeña como 100 mg puede ocasionar un grave envenenamiento; además pueden aparecer efectos crónicos por su acumulación en el cuerpo por la ingesta sostenida de concentraciones bajas.

• El As3+ es altamente tóxico para los invertebrados marinos, en especial ostras y otros moluscos.

• Igualmente se le atribuyen propiedades cancerígenas.

• La concentración de As en agua potable raramente excede los 10 µg/L, aunque algunas zonas del planeta como Nicaragua, México, Viet Nam, Bangladesh, Chile, España, presentan valores mucho más elevados en sus fuentes, especialmente de aguas subterráneas.


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Arsénico (As):

FUENTES PRINCIPALES DE APORTE AL AGUA:

• Disolución de minerales (natural).

• Descargas industriales:– Quema de carbón

– Fundiciones

– Fabricación de pesticidas y compuestos de arsénico.

• Aplicación de pesticidas conteniendo arsénico.


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Cadmio (Cd):EFECTOS PERJUDICIALES:• Tóxico para plantas, animales y humanos, por inhalación o en forma de vapor. • En el cuerpo existe un mecanismo que controla el nivel de Zn pero no el de Cd,

que es uno de los cinco metales más tóxicos para el hombre. • Se cree que muy pequeñas cantidades de Cd podrían ser la causa de

alteraciones adversas en las arterias renales. Se acumula en riñones, hígado y vasos sanguíneos. En humanos tiene una vida media biológica de 10 a 30 años.

• El hombre puede recibirlo por vía respiratoria (humo de cigarrillos) o por los alimentos. La enfermedad conocida como “itai-itai” se asocia a exposiciones prolongadas a excesos de Cd; la misma se caracteriza por la incorporación del Cd a los tejidos duros, fragilidad y dolorosas deformaciones del material óseo. Lo anterior parece tener relación con la capacidad del Cd de reemplazar al Ca en los tejidos óseos.

• La Organización Mundial de la Salud establece 3 µg/L como valor máximo en agua potable con efectos significativos en salud. De este modo, el Cd es uno de los elementos que con mayor frecuencia aparece regulado en las normativas nacionales.

• También destaca el hecho de que es un elemento de fácil asimilación por plantas terrestres y acuáticas.

• En concentraciones de 200 µg/L, el Cd puede resultar tóxico para ciertos peces.


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Cadmio (Cd):FUENTES PRINCIPALES DE APORTE AL AGUA:• Vertidos industriales:

– Procesos de galvanización– Fabricación de aceros– Industria de pigmentos– Industria de pinturas

• Deterioro de tuberías galvanizadas. • Envases metálicos arrojados a los cuerpos de agua.• Los moluscos bivalvos y cangrejos son los mayores

acumuladores de cadmio, mientras que en los peces se halla en pequeñas cantidades.


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Enfermedad Itai-Itai: Un ejemplo de descarga de residuos, riego

con aguas contaminadas, sobrevivencia de los cultivos y

envenenamiento en el hombre.


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• La enfermedad de Itai-Itai es el primer caso documentado deenvenenamiento total con cadmio, en la prefectura deToyama, Japón en la década de los años 40-50 del siglo XX.

• El envenenamiento del cadmio causó reblandecimiento yfractura de los huesos y de fallas de riñón, con consecuenciasfatales.

• Las compañías mineras que extraían plata, plomo, cobre y zincen las zonas montañosas, arrojaron desechos con cadmio alrío Jinzu y de sus tributarios. Este río se utilizaba para regarcampos del arroz, y también para el agua potable, el lavado,la pesca, y otras aplicaciones en las poblaciones rio abajo.

• Debido al envenenamiento del cadmio, los peces del ríocomenzaron a morir. El cadmio y otros metales pesados seacumularon en la parte inferior del río y en el agua del río.


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• El agua de la zona inferior fue utilizada para regar campos delarroz. El arroz absorbió los metales pesados, especialmente elcadmio, que llegó a las personas que comieron arrozcontaminado.

• Ante las quejas de la población y las demandas a la minera, laempresa construyó lagunas para contener las aguasresiduales. Sin embargo, ya muchas personas estabanenfermas (se reconocieron 184 víctimas). No habíaconocimiento de esta enfermedad.

• Hasta 1946, era probablemente simplemente unaenfermedad regional o se atribuía a algún tipo de bacterias.Durante casi cuatro años se realizaron exámenes buscandointoxicación por plomo.

• En 1955 se logró establecer que el origen de la enfermedadera el cadmio y en 1968 se decretó que el área afectadaabarcaba 30 km río abajo de la mina.


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Mercurio (Hg):EFECTOS PERJUDICIALES:• Es un metal altamente tóxico por adsorción y por inhalación.• Sus efectos varían con la forma química y el modo de penetración al

organismo, dosis letal oral entre 20 mg y 3 g.• El efecto tóxico se atribuye al ion metilmercurio que induce

perturbaciones irreversibles en el sistema nervioso central. • El Hg que se libera al ambiente como metal, se convierte en CH3Hg+

por metilación biológica o microbiana. • El mercurio es tóxico tanto al estado de vapor elemental como de

sales orgánicas. • Los umbrales de toxicidad se cifran en 0,01-0,03 mg/L para el

fitoplancton, 0,01-0,05 mg/L para el zooplancton y 0,25-0,5 mg/L para los peces.

• El valor máximo recomendado por la Organización Mundial de la Salud para agua potable es de 0,006 mg/L como mercurio inorgánico.


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Mercurio (Hg):EFECTOS PERJUDICIALES:• Diferentes regulaciones nacionales incorporan restricciones especiales para los

niveles de mercurio en alimentos por su facilidad para incorporarse en las cadenas alimenticias.

• De este modo, por ejemplo la concentración máxima de mercurio tolerable en el pescado:

– 1 mg/kg en Suecia y en España;– 0,5 mg/kg en USA, Canadá y Gran Bretaña; – 0,4 mg/kg en Japón – 0,7 mg/kg en Italia y Francia.

Los peces que con mayor facilidad pueden asimilar mercurio son, en orden decreciente, los túnidos, pez espada, escuálidos, ráyidos, anguilas y salmónidos.

• En cuanto al mecanismo toxicológico, los compuestos mercuriales inhiben las enzimas con grupos tioles y la mitosis por fijación en los radicales -SH, acumulándose en estructuras ricas en aminoácidos azufrados como escamas, dentículos dérmicos, etc. Así mismo se han observado aberraciones cromosómicas, efectos teratógenicos y, sobre todo, lesiones en las células nerviosas. En humanos se acumula irreversiblemente en el hígado.


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Mercurio (Hg):


• Descargas industriales:– Manufactura del PVC

– Industria química

– Incineradores

– Plantas de generación de energía

– Laboratorios y hospitales

– Producción de soda cáustica y cloro

– Minería de oro y plata.51


Enfermedad de Minamata: Otro ejemplo de descarga de residuos,

sobrevivencia de especies y envenenamiento en el hombre.


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• Se conoce como Enfermedad de Minamata al síndrome neurológico severo causado por el envenenamiento con mercurio. Los síntomas incluyen ataxia (disminución de la capacidad de coordinar los movimientos), entumecimiento de manos y pies, debilidad de músculo general, estrechamiento del campo visual, daño al habla y la audición. En casos extremos, puede provocar locura, parálisis, seguidas de coma y muerte en algunas semanas desde el inicio de síntomas. Los fetos pueden ser afectados y desarrollar la enfermedad de manera congénita.

• Fue descubierta en la ciudad de Minamata en la prefectura de Kumamoto, Japón en 1956 . Fue originada por la descarga de residuos ricos en metilmercurio en las aguas residuales de la fábrica química de Chisso Corporation, que emitió desechos entre 1932 a 1968.


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• La fábrica de Chisso Minamata produjo un compuesto llamado acetaldehído (utilizado como reactivo en la síntesis de plásticos, pinturas, lacas) desde 1932, con 210 toneladas por año y para 1951 había alcanzado 6,000 toneladas por año.

• La reacción química utilizaba consideraba el uso de mercurio como catalizador. Una reacción secundaria del ciclo catalítico llevó a la producción de una pequeña cantidad de metilmercurio . Este compuesto altamente tóxico fue lanzado en la Bahía de Minamata entre 1932 y 1968.

• El metilmercurio que fue asimilado y bioacumulado por crustáceos y peces de la Bahía de Minamata y del mar de Shiranui, que eran consumidos por la población local lo que originó el envenenamiento con mercurio.

• El envenenamiento se extendió también a gatos y provocó la muerte de muchos peces y el deterioro de la industria pesquera de la zona.


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• Hasta marzo de 2001 se habían reconocido oficialmente 2.265 víctimas (1.784 fallecidos) y sobre 10.000 personas habían recibido remuneración financiera de Chisso.

• Un segundo brote de la enfermedad de Minamata ocurrió en la prefectura de Niigata en el 1965 .

• La enfermedad de Minamata original y la enfermedad de Niigata Minamata se consideran dos episodios graves de la contaminación en Japón .


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Plomo (Pb):EFECTOS PERJUDICIALES:• El plomo es quizás, el metal más estudiado desde el punto de vista de sus

efectos adversos. • Su toxicidad fue descrita por los griegos, los árabes y los romanos desde la

antigüedad. • Es un importante veneno que se acumula en el organismo. • Es tóxico por ingestión y por inhalación. • Largas exposiciones producen daños en el cerebro, los riñones y defectos

de nacimiento. • El uso de tetraetilplomo como antidetonante de la gasolina ha

incrementado significativamente las cantidades de Pb en la atmósfera. • Su toxicidad se vincula directamente con sus propiedades químicas que le

permiten actuar como interferente prácticamente en todas las etapas de la síntesis de ferroporfirinas; afecta la deshidratación del ácido δ-aminolevolínico que controla una de las etapas claves de la formación del anillo porfirínico y a la ferroquelatasa que estabiliza la incorporación del Fe(II) a la porfirina.

• La toxicidad aguda al plomo produce vómitos, falta de apetito, mal funcionamiento renal y desórdenes nerviosos. Estos efectos se ven potenciados en pacientes con deficiencias de Ca y Fe. 57



• Plomo:• Las aguas naturales rara vez contienen por encima de 5 µg/L. • Los umbrales tóxicos de las sales como el nitrato de plomo, son del

orden de:– 3-7 mg/L para el fitoplancton, – 125-250 mg/L para el zooplancton – 375-750 mg/L para los peces; – en aguas con pH bajo, concentraciones de 0,33 mg/L de plomo

disuelto resultan letales para las truchas.

• El nivel estipulado por la Organización Mundial de la Salud como máximo, con consecuencias en salud, es de 0,01 mg/L.

• Conjuntamente con el cadmio, forma parte de los metales que con mayor frecuencia aparece en las regulaciones nacionales tanto para controlar su presencia en aguas de uso en humanos como para regular su vertido desde desechos industriales.


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Plomo:FUENTES PRINCIPALES DE APORTE AL AGUA:• Fundiciones.• Minería extractiva.• Tuberías conductoras de aguas. • Industrias de barnices, plásticos y pinturas.• Dispersión atmosférica del plomo orgánico, utilizado

como aditivo antidetonante en los carburantes bencénicos, que alcanza los medios acuáticos a través de la atmósfera.

• El plomo orgánico en forma de tetraetilo y tetrametiloes mucho más peligroso que el plomo mineral aunque ambos tienen efectos acumulativos. 59



Plata(Ag):EFECTOS PERJUDICIALES:• La plata puede causar argiria, una decoloración azul-gris de piel y

ojos, que imparte apariencia fantasmal. • Concentraciones de 0,4 a 1 mg/L han ocasionado cambios

patológicos en los riñones, el hígado y el bazo de ratas.• Se han observado efectos tóxicos sobre peces de agua dulce en

concentraciones tan bajas como 0,17 µg/L. • Sin embargo, no ha sido posible establecer con claridad los efectos

adversos de la plata en la salud humana a partir de los experimentos en animales.

• Los informes sobre la concentración de plata en aguas potables de Estados Unidos de América indican que ésta varia entre 0 y 2 µg/L con una media de 0,13 µg/L.

• Cantidades relativamente pequeñas de plata son bactericidas o bacteriostáticas y se aplican limitadamente en la desinfección de aguas de piscinas.


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Plata(Ag):


• Minería extractiva del oro.

• Industria química.

• Industria fotográfica.


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Vanadio (V):EFECTOS PERJUDICIALES:• El vanadio es un oligoelemento escaso, presente en la dieta y en el

organismo humano. • Es esencial para algunos animales. • Los síntomas de deficiencia en estos animales son: crecimiento

retardado, deformidades óseas e infertilidad. Sin embargo, no se ha demostrado que el vanadio sea un mineral esencial para el hombre.

• La información acerca de la toxicidad del vanadio es limitada. • Los trabajadores expuestos al polvo de vanadio pueden presentar

efectos tóxicos. • Los niveles elevados de vanadio en sangre se han asociado con

psicosis maniaco depresiva (enfermedad bipolar), pero la importancia de esta observación es incierta.

• Se ha asociado la presencia de vanadio con un aumento de malformaciones congénitas en fetos y de la incidencia de cáncer, pero el alcance de estos estudios es aún muy limitado.


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Vanadio:FUENTES PRINCIPALES DE APORTE AL AGUA:

Manufactura de tintes y cerámicas, Fabricación de aceros y aleaciones,Uso de catalizadores para la refinación

catalítica del petróleo. El Vanadio es un elemento naturalmente presente en petróleos de diferentes composiciones y su presencia en aguas naturales se asocia frecuentemente a la extracción y refinación de petróleo.


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Berilio (Be):EFECTOS PERJUDICIALES:• El Berilio y sus compuestos son muy tóxicos y en

concentraciones elevadas pueden causar la muerte. • La inhalación de polvo de Be origina una enfermedad

denominada beriliosis, la cual puede manifestarse como dermatitis, conjuntivitis, neumonía aguda y beriliosis pulmonar crónica.

• FUENTES PRINCIPALES DE APORTE AL AGUA:• Desechos de reactores atómicos, industria de aviación,

cohetes y combustible de misiles.• Desechos de industrias químicas procesadoras de berilio y sus

compuestos.64



Níquel: EFECTOS PERJUDICIALES:• El níquel se presenta en la corteza terrestre combinado con otros

elementos. Se encuentra en todos los suelos y es liberado por las erupciones de los volcanes.

• Se encuentra principalmente combinado con oxígeno o azufre en forma de óxidos o sulfuros.

• El níquel también se encuentra en meteoritos y en el fondo del océano formando masas de minerales llamadas nódulos del fondo del mar.

• La concentración de níquel en el agua de ríos y lagos es muy baja, siendo el promedio generalmente menor de 10 µg/L.

• A menudo el nivel de níquel en el agua es tan bajo que no se puede medir a menos que se usen instrumentos muy sensibles. La concentración promedio de níquel en el agua potable es entre 2 y 4,3 µg/L.

• Sin embargo, puede presentarse una exposición mayor en las personas que viven cerca de industrias que procesan o usan níquel. El efecto adverso más común de la exposición al níquel en seres humanos es una reacción alérgica. La Organización Mundial de la Salud, recomienda el nivel de 0,07 mg/L como valor máximo permitido en agua potable.


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Níquel: FUENTES PRINCIPALES DE APORTE AL AGUA:• Aguas de desecho desde faenas mineras que extraen y procesan níquel.• Industrias de fabricación de compuestos de níquel y sus aleaciones.• Fabricación de aceros especiales.• Galvanotecnia.• Plantas de energía que queman petróleo o carbón • Incineradores de basura.• Como el vanadio, el níquel es un elemento naturalmente presente en

petróleos de diferentes composiciones y su presencia en aguas naturales se asocia frecuentemente a la extracción y refinación de petróleo.

DATO: Ver reportes de monitoreo de aguas en el Golfo de México, realizado por EPA con relación al derrame de petróleo desde la plataforma de BP.


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• Cobalto: Se encuentra en las aguas naturales en concentraciones bajas (< 10 µg/L). En las aguas residuales puede presentarse concentraciones mayores como consecuencia de su empleo en variados procesos industriales.


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• Molibdeno: Habitualmente se encuentra en aguas naturales en concentraciones traza. No obstante, en aguas que drenan áreas mineralizadas o en aguas residuales de procesos en los que se emplea Mo, las concentraciones pueden ser mucho más elevadas.

• FUENTES DE APORTE AL AGUA:

– Plantas de energía nuclear.

– Productos eléctricos

– Industria del vidrio y las cerámicas.


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• Litio: Es un componente menor de minerales, se encuentra en el agua dulce en concentraciones inferiores a 0,2 mg/L. Las aguas salobres y termales pueden contener proporciones más altas de Li.

• FUENTES DE APORTE A LAS AGUAS:• El empleo del litio o sus sales en unidades de

deshumidificación, aguas medicinales, procesos metalúrgicos y manufactura de algunos tipos de vidrio y baterías de acumuladores puede contribuir a su presencia en aguas residuales.

• El hipoclorito de litio se encuentra en el mercado como fuente de cloro, pudiendo utilizarse en piscinas. 70



• CIANURO: El término incluye a todos los grupos CN en compuestos de cianuro que se pueden determinar como ion cianuro CN-; y se clasifican en cianuros simples y complejos. En la mayoría de las aguas naturales predomina la forma HCN.

• Es bien conocida la toxicidad del HCN molecular para la vida acuática.

• La toxicidad del CN- es menor que la del HCN pero normalmente carece de importancia porque al ser el pH de las aguas naturales más bajo que el pKadel HCN, ésta es la forma predominante.

• La toxicidad para los peces de la mayoría de las soluciones de cianuros complejos analizadas es atribuible al HCN resultante de la disociación de los complejos.

• El grado de disociación de los diferentes cianuros metálicos complejos aumenta al disminuir su concentración y disminuir el pH y está inversamente relacionado con su estabilidad muy variable.


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• La presencia de cianuros en aguas indica siempre una contaminación de origen industrial, procedente de efluentes de:– galvanoplastia,

– aguas de lavado de gases de altos hornos,

– de la producción de carbón coque,

– Industria química y del plástico.


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• El nitrato se presenta generalmente como trazas en el agua de superficie, pero puede alcanzar niveles elevados en las subterráneas.

• En cantidades excesivas, contribuye a una enfermedad infantil denominada metahemoglobinemia.

• Para evitarlo se ha establecido un límite de 10 mg de NO3- como N/L

para agua de bebida.

• El nitrato se encuentra sólo en pequeñas cantidades en las aguas residuales domésticas recientes, pero en el diluyente de las plantas de tratamiento biológico nitrificante, el nitrato puede encontrarse en concentraciones de hasta 30 mg de NO3

- como N/L.

• Es un nutriente esencial para muchos autótrofos fotosintéticos, y en algunos casos ha sido identificado como el determinante del crecimiento.


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• El nitrito es un estado intermedio de la oxidación del nitrógeno, tanto en la oxidación del amoníaco a nitrato como en la reducción del nitrato. Ambos procesos pueden ocurrir en las plantas de tratamiento de aguas residuales, sistemas de distribución del agua y aguas naturales.

• El nitrito puede pasar al sistema de suministro de agua debido a su uso como inhibidor de la corrosión en el agua para procesos industriales.

• El nitrito es el agente causal real de la metahemoglobinemia. El ácido nitroso, formado a partir del nitrito en soluciones ácidas, puede reaccionar con aminas secundarias (RR´NH) dando lugar a nitrosaminas (RR´N-NO) muchas de las cuales son agentes carcinógenos reconocidos.

• Los nitritos, resultantes de la oxidación bacteriana del amoníaco, son particularmente tóxicos aunque con carácter transitorio ya que, a su vez, son oxidados rápidamente hasta convertirse en nitratos mucho menos peligrosos.

• El mecanismo tóxico de los nitritos es similar al de los cianuros, ya que bloquean a los glóbulos rojos por formación de metahemoglobina.


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QUIMICOS TOXICOS: As, CN, Cd, Hg, NO3, NO2, Pb, Pesticidas,Herbicidas, Ag, V, Be, Ni, Co, Mo, Li

PESTICIDAS ORGANOCLORADOS:

• Por lo general se encuentran presentes en aguas afectadas por evacuaciones agrícolas.

• Un grupo importante de los pesticidas son bioacumulativos y relativamente estables así como agentes tóxicos y carcinogénicos, por lo cual requieren un seguimiento exhaustivo.

• Las concentraciones tóxicas de los pesticidas organoclorados varían según el producto de que se trate.

• Para el ejemplo representativo del DDT cabe señalar que la dosis letal para los peces y moluscos oscila alrededor de 0,05 mg/L, variable según tamaños y especies ya que dicha dosis provoca una mortalidad del 90 % en las ostras.

• Por su parte los crustáceos y en particular los cangrejos y camarones, son más sensibles que peces y moluscos pues 0,01 mg/L de DDT y 0,0033 mg/L de HCH-lindano- originan una mortalidad del 50 % en 48 horas a 15ºC.

• La sensibilidad de los seres acuáticos, en orden creciente es:

moluscos – peces - crustáceos - algas monocelulares.


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HERBICIDAS CLORADOS FENOXIACIDOS:

• Están presentes en aguas de fuentes naturales y en aguas potables terminales que han estado en contacto con evacuaciones industriales o aguas residuales agrícolas afectadas por estos herbicidas.

• Estos compuestos se utilizan con bastante profusión en operaciones de escarda y son muy poderosos inhibidores del crecimiento de hierbas, incluso en bajas concentraciones.

• Los ésteres y las sales del 2,4-D [ácido 2,4-diclorofenoxiacético] y silvex [ácido 2-(2,4,5-triclorofenoxi)-propiónico] han sido utilizados como herbicidas acuáticos en lagos, corrientes y canales de irrigación.

• Los estudios toxicológicos han descubierto efectos nocivos de estos compuestos en la salud humana; por consiguiente debe realizarse un exhaustivo seguimiento de los mismos en todos los suministros de agua.


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HERBICIDAS CLORADOS FENOXIACIDOS:

• En Chile, por ejemplo, la dosis máxima permitida de 2,4-D en agua potable es de 30 µg/L.

• La dosis tóxica de la atrazina para la trucha arco iris se encuentra entre 3 y 5 mg/L en 96 horas mientras que para Daphnia se encuentra entre 1 y 4 mg/L en 48 horas.

• En estudios realizados con el 2,4-D y otros fenoxiacéticos se ha evidenciado una gran hiperemia cerebral e intestinal con flacidez del aparato digestivo, de reducido valor diagnóstico, ya que similares lesiones se observan en algunos procesos infecciosos.

• La dosis tóxica de 2,4-D es de 250 mg/L para la trucha arco iris y de 100 mg/L para Daphnia.

• El diquat ha demostrado su toxicidad en peces a concentraciones de 5,5 mg/L.


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HERBICIDAS CLORADOS FENOXIACIDOS: • El verdadero peligro de los herbicidas para los seres acuáticos reside, no obstante, en

que su aplicación va seguida de:– reducción de oxígeno,

– incremento de anhídrido carbónico,

– disminución de pH,

– Disminución de nutrientes

– Disminución de comunidades vegetales y, como consecuencia, la alteración de la fauna.

Los compuestos metaldehído y el pentaclorofenol y sus sales suelenusarse como molusquicidas y los mismos son igualmente tóxicos para lospeces.

Así el pentaclorofenolsódico se utiliza frecuentemente para restringir lapresencia de moluscos gastrópodos en los implementos de pesca, en unaconcentración de 8 mg/L; sin embargo la trucha puede morir a los 20minutos y la carpa a los 70 minutos.

De modo general la dosis letal depende de la dureza, temperatura yoxigenación del agua.


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QUIMICOS ESENCIALES: F, Fe, Mn, Se, Zn, Cr, CuCobre:EFECTOS AMBIENTALES:• Los animales y el hombre poseen mecanismos homeostáticos para

la adsorción, transporte, utilización y eliminación de Cu. • En las plantas existen proteínas de un átomo de Cu cuya función es

ser agente de transferencia de un solo electrón. • Concentraciones de Cu normalmente presentes en el agua no

presentan efectos adversos para el hombre. • El valor estándar establecido por la Organización Mundial de la

Salud es de 2 mg/L. • El cobre es esencial para los seres humanos; se calcula en 2,0 mg la

necesidad diaria de cobre para una persona adulta. • Sin embargo, presenta toxicidad para la vida acuática en

dependencia del pH, la existencia en el medio de compuestos orgánicos y la alcalinidad.

• Las formas juveniles de peces son las más sensibles a los efectos tóxicos del cobre.


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QUIMICOS ESENCIALES: F, Fe, Mn, Se, Zn, Cr, CuCobre:FUENTES DE APORTE A LAS AGUAS:• Minería extractiva de cobre.• Fabricación de productos cobre como cables eléctricos y aleaciones.• El sulfato de cobre se utiliza como alguicida, fungicida y

molusquicida. Preservante de la madera.• Restos de compuestos de cobre utilizados en conducciones y

recipientes metálicos de latón o bronce• Industria farmacéutica.• Como aditivo de pinturas y pigmentos, especialmente como

antifouling en acuicultura. • El cobre y sus derivados disueltos en el agua son extremadamente

tóxicos para los peces sobre todo con pH bajo y déficit de carbonatos. Una concentración de 0,5 mg/L mata a las truchas en pocas horas, mientras que las Daphnias y los Copépodos mueren con 20 mg/L. La muerte se debe a los efectos irritantes sobre los epitelios branquiales y a la lisis de las células sanguíneas. Esto avala su uso como controlador de plagas en ambientes marinos, pero alerta sobre sus efectos en diferentes especies acuáticas.


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QUIMICOS ESENCIALES: F. Fe, Mn, Se, Zn, Cr, CuCromo:EFECTOS AMBIENTALES:• Este elemento puede encontrarse como Cr(III) y Cr(VI). • El Cr(III) es esencial para el mantenimiento del metabolismo de la

glucosa, lípidos y proteínas. • El Cr(VI) es tóxico debido a su potencial oxidante y a su facilidad de

penetración en las membranas biológicas. Forma compuestos que son carcinogénicos y corrosivos para los tejidos.

• Los invertebrados y los peces son los más sensibles al Cr.• La toxicidad en el medio marino varía con las especies, el estado de

oxidación y el pH. • La Organización Mundial de la Salud establece que concentraciones

de Cr total de 0,05 mg/L pueden significar un efecto significativo en salud a través de su incorporación en agua potable.

• Sin embargo, las legislaciones nacionales muestran contradicciones sobre regular los niveles de cromo total o el cromo hexavalente, reconocido como la especie de mayor toxicidad.


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QUIMICOS ESENCIALES: F. Fe, Mn, Se, Zn, Cr, Cu

Cromo:

FUENTES DE APORTE A LAS AGUAS:

• Residuos industriales de la industria del cuero y las curtiembres.

• Industria de pigmentos.

• Industria de electroplatinado, donde se usa como inhibidor de la corrosión.

• Se utiliza como catalizador en múltiples procesos industriales.

• Como preservante de la madera.82


QUIMICOS ESENCIALES: F. Fe, Mn, Se, Zn, Cr, CuZinc:EFECTOS AMBIENTALES:• Es un elemento esencial y beneficioso para el crecimiento

humano. Concentraciones por encima de 5 mg/L pueden ser causa de un gusto astringente amargo y de opalescencia en aguas alcalinas.

• La concentración de zinc en aguas potables de Estados Unidos varía entre 0,06 y 7,0 mg/L con una media de 1,33 mg/L.

• Más que como contaminante natural, el zinc es peligroso para los peces en las prácticas de manejo en acuicultura, ya que disuelto en el agua es letal a la concentración entre 2 y 2,5 mg/L para las truchas, en pocas horas de exposición, y de 0,01 mg/L para las Daphnias, en 5 a 10 días de exposición.

• Aunque los peces absorben el zinc por el intestino y lo acumulan en el hígado, el efecto tóxico principal es debido a la destrucción de los epitelios branquiales. 83



Zinc:

FUENTE DE APORTE A LAS AGUAS:

• Deterioro de insumos y estructuras de hierro galvanizado y deszincado del latón.

• Residuos del proceso de galvanización.

• Industria farmacéutica y de cosméticos.

• Industria de materiales de construcción.

• Establecimiento de impresiones.

• Pilas alcalinas.


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QUIMICOS ESENCIALES: F. Fe, Mn, Se, Zn, Cr, Cu• Selenio (Se):• EFECTOS AMBIENTALES:• El selenio es un micro nutriente esencial y las enfermedades por

deficiencia de selenio son muy conocidas en medicina veterinaria. • Por encima de las concentraciones traza, el Se ingerido es tóxico

para animales y puede serlo para los seres humanos. • Las concentraciones de selenio en la mayoría de las aguas potables

y naturales son inferiores a 10 µg/L. • Sin embargo, el agua intersticial en terrenos seleníferos de áreas

semiáridas puede contener hasta cientos o miles de miligramos de Se disuelto por litro.

• Ciertas plantas que crecen en las citadas áreas acumulan grandes concentraciones de selenio que pueden envenenar al ganado al que sirven como pasto. El agua drenada de estos suelos puede ser causa de contaminación ambiental y perjudicar la naturaleza.

• El selenio soluble puede lixiviarse desde las cenizas del carbón y polvo de cenizas en las centrales eléctricas que queman carbón selenífero.


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• Selenio (Se):

• FUENTE DE APORTE A LAS AGUAS:– Residuales de la industria de fabricación de

componentes electrónicos.

– Industria del vidrio y la cerámica.

– Industria de pigmentos.

– Producción de goma.

– Industria farmacéutica.

– Fabricación de insecticidas.


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QUIMICOS ESENCIALES: F. Fe, Mn, Se, Zn, Cr, CuManganeso:EFECTOS AMBIENTALES:• El manganeso se encuentra en las aguas subterráneas.• Produce manchas en la ropa lavada y en accesorios de

instalaciones sanitarias. • Los bajos límites de Mn impuestos para un agua aceptable

derivan de lo anterior más que de consideraciones toxicológicas. La Organización Mundial de la Salud establece como valor máximo recomendado para el Mn una concentración de 0,4 mg/L; sin embargo, reconoce que a concentraciones aún menores se pueden afectar la apariencia, el olor y el sabor del agua, lo que puede ocasionar dificultades con los consumidores.

• Frecuentemente se necesitan medios especiales de eliminación, tales como precipitación química, ajuste de pH, aireación y empleo de materiales especiales de intercambio iónico.


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Manganeso:

FUENTE DE APORTE A LAS AGUAS:

• Aleaciones de hierro.

• Minería extractiva de metales como Fe, Ni y Co.

• Pilas alcalinas.

• Industria química.

• Industria farmacéutica.


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QUIMICOS ESENCIALES: F. Fe, Mn, Se, Zn, Cr, CuHierro:EFECTOS AMBIENTALES:• En las muestras filtradas de aguas superficiales oxigenadas,

el Fe raramente alcanza concentraciones de 1 mg/L. • Algunas aguas subterráneas y drenajes superficiales ácidos

pueden contener una cantidad de Fe bastante mayor. • La presencia de Fe en las aguas de consumo humano puede

ocasionar manchas en la ropa de lavado y en la porcelana así como reaccionar con los taninos del té formando un lodo negro.

• Algunas personas son capaces de detectar el gusto astringente dulce-amargo a niveles por encima de 1 mg/L. Igualmente el agua puede adquirir coloración o un sabor metálico característico.

• Sin embargo, estos niveles no causan efectos demostrables en la salud humana.


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• Hierro:

• El hierro y el manganeso en forma ionizada, de sales o de hidróxidos coagulados, se acumulan en las láminas branquiales de los peces, irritan e hiperplasian mecánicamente los epitelios, estimulan la secreción de moco y como consecuencia se altera la respiración y se produce la muerte a concentraciones de 0,9 mg/L y pH entre 6,5 y 7,5.


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QUIMICOS ESENCIALES: F, Fe, Mn, Se, Zn, Cr, Cu• Hierro:FUENTE DE APORTE A LAS AGUAS:• Desprendimiento de la herrumbre desde las

tuberías.• Procesos de potabilización de agua.• Procesos de tratamiento de aguas servidas

domésticas y algunos riles.• Minería extractiva.• Fabricación de aceros.• Drenaje ácido de minas.• Industria farmacéutica.• Industria química. 91


QUIMICOS ESENCIALES: F, Fe, Mn, Se, Zn, Cr, CuFLUORURO:EFECTOS AMBIENTALES:• Una concentración de fluoruro cercana a 1,0 mg/L en el agua para

beber reduce efectivamente las caries dentales sin efectos perjudiciales para la salud.

• El fluoruro puede aparecer naturalmente en el agua o se puede adicionar en cantidades controladas.

• Cuando se exceden los límites recomendados, puede producir una enfermedad conocida como fluorosis.

• En casos excepcionales, la concentración natural de fluoruro puede acercarse a 10 mg/L y entonces las aguas deberán defluorarse.

• Al aumentar las prácticas de fluoración del suministro de agua como medida sanitaria pública, ha crecido la importancia de la determinación exacta de los fluoruros.

• El mantenimiento de su concentración óptima es esencial para conservar la eficacia de seguridad del procedimiento de fluoración.


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• SULFATO: El sulfato se distribuye ampliamente en la naturaleza y puede presentarse en aguas naturales en concentraciones que van desde unos pocos a varios miles de mg/L.

• Los residuos del drenado de minas pueden aportar grandes cantidades de sulfatos debido a la oxidación de la pirita.

• Las aguas con elevados contenidos de sulfato no quitan la sed y tienen un sabor poco agradable y amargo.

• También en concentraciones elevadas puede ser perjudicial para algunos cultivos.


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• CLORURO:• Es uno de los principales aniones inorgánicos tanto en las aguas

naturales como en las aguas residuales. • En el agua potable, el sabor salado producido por el cloruro es

variable y depende de la composición química de la misma. • Por ejemplo, aguas potables con concentraciones de 250 mg/L de

cloruro pueden tener sabor salado detectable si el catión es el sodio. En cambio, ese gusto salado típico puede estar ausente en aguas con hasta 1000 mg Cl-/L si los cationes predominantes son Ca2+ y Mg2+.

• La concentración de Cl- es mayor en las aguas residuales que en las naturales debido a que el NaCl es común en la dieta y pasa inalterado a través del sistema digestivo, por lo que constituye un desecho natural del metabolismo humano que se incorpora a las aguas residuales.

• A lo largo de las costas, el cloruro puede estar presente en concentraciones altas debido a la intrusión del agua de mar a los sistemas de alcantarillado o debido a procesos industriales.

• Un contenido elevado de cloruro puede dañar las conducciones y estructuras metálicas y perjudicar el crecimiento de los vegetales.


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• CLORO LIBRE (RESIDUAL): La cloración del agua de suministro y de las aguas residuales tratadas, tiene el objetivo de destruir o desactivar los microorganismos causantes de enfermedades. Sin embargo, la cloración puede producir efectos adversos: – Intensificar el sabor y olor característico de los fenoles y

otros grupos de compuestos orgánicos potencialmente presentes en las aguas de suministro.

– Formar compuestos organoclorados potencialmente carcinógenos como el cloroformo.

– En combinación con amoníaco o con aminas, el cloro afecta de forma adversa algunas variedades de vida acuática.


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• BORO: • Aunque el boro es esencial para el crecimiento de las plantas, un exceso por

encima de 2,0 mg/L en agua de riego es perjudicial para determinados vegetales y puede afectar a algunos en concentraciones del orden de 1,0 mg/L o inclusive menos.

• El agua potable rara vez contiene más de 1 mg/L de B y generalmente se considera que concentraciones inferiores a 0,1 mg/L son inocuas para el consumo humano.

• El boro puede aparecer naturalmente en algunas aguas, o llegar a los cuerpos de agua procedente de compuestos para la limpieza o aguas residuales industriales.

• El agua de mar contiene aproximadamente 5 mg/L de B y se encuentra en los estuarios salinos asociado a otras sales del agua de mar.

• La ingestión de grandes cantidades de boro puede afectar el sistema nervioso central mientras que la ingestión prolongada puede dar lugar a un síndrome clínico conocido como borismo.

• Las aguas superficiales en la zona norte de Chile (Arica), son naturalmente ricas en boro, con concentraciones de hasta 40 mg/L. Con ello se limita el uso agrícola del agua, debido a que la mayoría de los cultivos presenta problemas de toxicidad a partir de una concentración superior a los 2 mg/L.

• Los métodos actuales para remover el boro del agua son de alto costo y generalmente baja eficiencia.


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• Calcio: El Ca es el quinto elemento en orden de abundancia y su presencia en las aguas proviene del paso a través o por encima de depósitos de calizas, dolomita, yeso y pizarras yesíferas.

• El contenido de Ca puede variar entre cero y varios centenares de mg/L, dependiendo del origen y tratamiento de las aguas.

• Las pequeñas concentraciones de CaCO3 evitan la corrosión de las tuberías metálicas por depositar una capa protectora.

• Sin embargo, concentraciones apreciables de sales de calcio precipitan al calentar el agua formando incrustaciones perjudiciales en calderas, tuberías y utensilios de cocina.

• El Ca contribuye a la dureza total del agua. • Para reducir el Ca y la dureza asociada a él, se aplican tratamientos

de ablandamiento químico, ósmosis inversa, electrodiálisis o intercambio iónico.


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• Magnesio:• Este ocupa el octavo lugar entre los elementos abundantes y es un

componente común de las aguas naturales. • Las sales de Mg, que contribuyen de forma independiente a la

dureza del agua, se descomponen al calentar formando costras en las calderas.

• Las concentraciones superiores a 125 mg/L pueden tener un efecto purificador y diurético.

• El ablandamiento químico, la ósmosis inversa, la electrodiálisis o el intercambio iónico reducen el Mg y la dureza asociada a él a niveles aceptables.

• La concentración de Mg puede variar desde cero hasta varios cientos de mg/L, dependiendo del origen y tratamiento del agua.


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• Sodio: El sodio ocupa el sexto lugar entre los elementos más abundantes y se encuentra en la mayoría de las aguas naturales.

• Los niveles pueden variar entre menos de 1 mg/L y más de 500 mg/L.

• En las salmueras y aguas duras ablandadas por procesos de intercambio de sodio, pueden encontrarse concentraciones relativamente altas.

• La relación del Na con el total de cationes es importante para la agricultura y patología humana.

• La permeabilidad del suelo puede ser perjudicada por una relación elevada de sodio.

• Las personas que padecen ciertas enfermedades vinculadas con el balance de electrolitos tienen que beber agua con baja concentración de sodio.

• En las aguas de alimentación de calderas de alta presión se recomienda limitar la concentración entre 2 y 3 mg/L.


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MODULO 3: Análisis estadístico de uso frecuente

en análisis de resultados.


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Implicaciones para el uso

Enfermedades

Contaminación del agua

Alteraciones de su calidad


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¿Cómo trabajar un set de datos de análisis químico, para evaluar la contaminación de un

cuerpo de agua?

• Mediciones que demuestren el estado natural o de calidad inicial del cuerpo de agua.

• Mediciones que demuestren la afectación del estado natural o de calidad inicial.

• Al menos, se necesitan DOS situaciones para comparar.

• De la comparación de las DOS situaciones se podrá inferir si hay alteración (contaminación) o no.


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Lo anterior significa:

• Mediciones realizadas en terreno.

• Mediciones realizadas en laboratorio.

• Informes de laboratorio.

• Comparaciones con:– Situación ideal, de referencia o habitual (datos

históricos?).

– Normas ambientales (acuerdo social).

COMPARAR Y DECIDIR!!107


DOS escalas o niveles para comparar:• Escala Global general:

– Las propiedades del agua y los contaminantes son semejantes en distintos continentes y regiones.

– Los efectos de los contaminantes al hombre son semejantes.

– Los efectos sobre cultivos, ecosistemas y usos están documentados.

• Escala Local:– Considera la especificidad del país en cuestión: clima, régimen

hidrológico, actividad industrial, época del año.

– Considera las regulaciones vigentes tanto para la emisión de contaminantes como para la evaluación de su calidad.

– Debería localizarse al menos, hasta el nivel de cuenca hidrográfica, para el caso e Chile.


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Para entender los informes que llegan de un

laboratorio de análisis de agua….


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Los errores más comunes que puede contener un Informe de Análisis de Aguas:

• Errores en unidades: – Verificar la correspondencia entre las unidades de los distintos

parámetros y lo establecido en las normas, por ejemplo. • La concentración expresada en ppb o µg/L es MIL veces menor que la expresada en

ppm o mg/L.

• Por el contrario, la expresada en ppm o mg/L es MIL veces mayor que la expresada en ppb o µg/L.

• Errores de escala: – Verificar que no aparezcan números que superen una escala lógica de

mediciones químicas.

– Por ejemplo: • el pH no puede superar el intervalo entre 0 y 14;

• la temperatura no debería superar los 30 °C.

• La conductividad no puede ser igual a cero.


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• Errores de tipeo o transcripción: – El informe de análisis lo elaboran personas, por lo que el error de

tipeo al transcribir datos de varios reportes individuales es relativamente frecuente.

– Consulte al laboratorio por este error y trate de corroborarlo, antes de utilizar un dato que aparentemente es “sospechoso”.

– Si logra descartar el error de tipeo, entonces un dato “sospechoso” puede indicar:

• una contaminación durante el muestreo (RESPONSABILIDAD DE QUIEN HIZO LA TOMA DE MUESTRA)

• una contaminación durante el análisis (RESPONSABILIDAD DE QUIEN HIZO EL ANALISIS)

• una alteración real de las condiciones del cuerpo de agua (RESPONSABILIDAD DE QUIEN RADICA EN EL CUERPO DE AGUA).


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• Errores en la fecha: – Podría considerarse un error de tipeo, pero por su significado lo trataremos

aparte.

– La fecha de análisis NO puede ser anterior a la fecha de la toma de muestra, o a la fecha de la denuncia o de comenzado el proyecto.

– Si se encontrara incongruencia en las fechas, deberá:• Contactar al laboratorio para descartar un error de tipeo.

• Si no ocurre lo anterior, se podría interpretar como una FALSIFICACION de los datos y todo el estudio perdería su validez legal.

• “Qué significa “-”? “:– Habitualmente se utiliza “-” para indicar un ensayo no realizado, ya sea porque

no estaba solicitado, porque se terminó la muestra, se rompió el instrumento, o incluso por confusión irreparable en el personal técnico.

– Si el espacio apareciese en blanco en el informe, se entiende que falta la información y el informe debería contrastarse por incompleto.


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• “No indica el límite de detección”: – El límite de detección de una metodología puede indicarse de varias

formas:

• Dentro de las tablas, escribiendo “<LD” y al final de la tabla se explicita cuál es el valor de LD en cuestión.

• Dentro de las tablas, escribiendo “<6,30”.

• Ningún resultado deberá ser reportado como “cero” o “no detectado”. Las metodologías analíticas siempre tienen un valor que corresponde a la menor cantidad que es posible detectar.

• Errores de redondeo y cifras significativas: – No deberían reportarse valores con cifras decimales excesivas.

– No corresponde a un mejor análisis esta práctica.

– En lo posible, solicite utilizar el mismo número de cifras decimales que se indican en las normas con las que va a comparar.


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Un ejemplo:


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115

De regreso a la comparación de

situaciones a partir de diferentes análisis

y sus respectivos informes.


116

¿Cómo comparar los datos? (Caso 1: vs Norma)

TABLA• Permite visualizar los valores

individuales.

• Comparación detallada.

• Si son muchos valores (parámetros como estaciones o puntos), la tabla será grande y resultará difícil identificar anomalías.

• Debería indicarse explícitamente el “Cumple” o “No cumple” para cada caso.

• Destaca aquellos puntos cuya medición está al nivel del límite de detección.

GRAFICO• Permite detectar situaciones

llamativas de manera más rápida y llamativa.

• Permite destacar los extremos.

• Pierde la riqueza del valor individual, especialmente cuando las diferencias son grandes, por el ajuste necesario para las escalas.

• Difícil identificar aquellos puntos cuya medición está al nivel del límite de detección.


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¿Cómo comparar los datos? (Caso 2: vs Estación de referencia)

TABLA• Permite visualizar los valores

individuales.

• Incómoda la comparación con dos tablas.

• Debería indicarse explícitamente, una columna para la Estación estudiada, otra para la Estación de Referencia y otra para indicar la diferencia relativa entre una y otra.

• Difícil establecer cuán grande o pequeña es la diferencia entre una situación y la otra.

GRAFICO• Permite detectar rápidamente

las similitudes y diferencias.

• Permite destacar los extremos.

• Pierde la riqueza de los valores individuales pero potencia la comparabilidad relativa.


2994170

Cl SO4 NO3 Na K Ca Mg Zn Cu Al Mn Ba Fe BBA-10 3,1 12,7 0,11 12,4 1,38 20,5 8,55 0,013 0,004 1,4 0,109 0,02 3,03 0,04

PA-10 0,95 5,08 ND 1,17 0,62 7,95 1,06 0,011 ND 1.331 0,037 0,0015 0,997 nd

PA-20 0,89 4,53 ND 1,04 0,69 6,23 0,759 0,0045 ND 0,210 0,006 0,0057 0,146 nd

DG-10 9,83 9,96 0,071 14,4 1,08 23,7 4,68 0,01 ND 0,177 0,026 nd 0,449 0,036

CH-10 - - - 6,26 0,97 16,9 3,7 0,014 0,005 1,039 0,060 0,0264 1,981 0,0315

CH-20 4,00 12,1 - 7,07 1,15 16,8 4,71 0,008 0,0036 0,269 0,012 0,0115 0,382 0,0369

TP-10 7,10 7,15 ND 7,52 1,02 33 5,37 0,008 ND 0,191 0,038 0,0062 0,547 0,0482

PI-10 6,96 10,4 0,109 7,69 0,48 18,8 3,62 0,014 0,00403 1,275 0,094 0,0293 2,68 0,0337

TP-20 6,60 7,36 0,048 6,86 0,88 19,3 3,81 0,007 ND 0,225 0,079 0,0073 1,043 0,0293

LAGO TOROSE-10 1,54 7,05 0,052 3,15 0,772 9,37 1,71 ND ND 0,012 0,002 0,0089 0,0173 nd

GR-10 1,03 4,01 ND 0,6 0,847 5,65 0,901 0,006 0,00241 1,304 0,049 0,024 1,183 nd

SE-30 1,83 6,86 0,089 3,61 0,996 9,28 1,74 0,005 ND 0,028 0,003 0,007 0,0298 0,0164

SE-20 2,47 6,07 0,114 1,41 0,53 10,4 1,24 0,010 ND 0,433 0,039 0,012 0,528 nd

Concentraciones en mg/L Estudio Cuenca del Río Serrano-Cenma, 2009


2994170


2994170

GRAFICO DE BARRAS.


2994170

Ejemplo de gráfico de barras.

Concentración de Cl en mg/L

0 10 20 30 40 50

Est. Chacbco.

Desc. E. Huechun

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

36

42

21

42

4,16

5,29

16

15

15

0 10 20 30 40 50

Est. Chacbco.

Desc. E. Huechun

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.


2994170

Ejemplo de gráfico de barras.


36

42

21

42

4,16 5,29

16 15 15

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45


2994170

Tabla de datos para la construcción de los gráficos anteriores.Fecha Lugar Parámetro Valor Unidad

28-Jul-08 Est. Chacbco. Cl 36 ppm

29-Jul-08 Desc. E. Huechun Cl 42 ppm

29-Jul-08 Est. Quilapilun Cl 21 ppm

29-Jul-08 Est. Sta. Mgta. Cl 42 ppm

25-Ago-08 Est. Chacbco. Cl 4,16 ppm

28-Ago-08 Est. Quilapilun Cl 5,29 ppm

29-Sep-08 Est. Chacbco. Cl 16 ppm

29-Sep-08 Est. Quilapilun Cl 15 ppm

29-Sep-08 Est. Sta. Mgta. Cl 15 ppm


2994170

GRAFICO CIRCULAR.


2994170

Ejemplo de gráfico circular.Concentración de Cl en mg/L

36

42

21

42

4,16

5,29

16

15

15Est. Chacbco.

Desc. E. Huechun

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

65,00

65,00

65,00

65,00

65,00

65,00

65,00

65,00

65,00Est. Chacbco.

Desc. E. Huechun

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

Como porcentaje Con datos originales


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GRAFICO DE LINEAS.


2994170

Ejemplo de gráfico de líneas.


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Est. Chacbco. Desc. E. Huechun

Est. Quilapilun Est. Sta. Mgta. Est. Chacbco. Est. Quilapilun Est. Chacbco. Est. Quilapilun

28-Jul-08 29-Jul-08 29-Jul-08 29-Jul-08 25-Ago-08 28-Ago-08 29-Sep-08 29-Sep-08


2994170

Ejemplo de gráfico de líneas (sin identificar puntos individuales).


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Est. Chacbco. Desc. E. Huechun

Est. Quilapilun Est. Sta. Mgta. Est. Chacbco. Est. Quilapilun Est. Chacbco. Est. Quilapilun

28-Jul-08 29-Jul-08 29-Jul-08 29-Jul-08 25-Ago-08 28-Ago-08 29-Sep-08 29-Sep-08


2994170

Ejemplo de gráfico de líneas (apilada).Concentración de Cl en mg/L

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Est. Chacbco.

Desc. E. Huechun

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

28-Jul-08 29-Jul-08 29-Jul-08 29-Jul-08 25-Ago-08 28-Ago-08 29-Sep-08 29-Sep-08 29-Sep-08


2994170

Ejemplo de gráfico de líneas (simples).Concentración de Cl en mg/L

0

10

20

30

40

50

60

70

Est. Chacbco.

Desc. E. Huechun

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Chacbco.

Est. Quilapilun

Est. Sta. Mgta.

28-Jul-08 29-Jul-08 29-Jul-08 29-Jul-08 25-Ago-08 28-Ago-08 29-Sep-08 29-Sep-08 29-Sep-08


2994170

GRAFICO DE DISPERSION.


2994170

Ejemplo de gráfico de dispersión.


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 2 4 6 8 10


2994170

Una acotación final:

• En el caso de comparar con normas vigentes, se deberá seguir el criterio establecido en la norma para evaluar su cumplimiento o excedencia.


2994170

Los percentiles, entregan la idea de "posición" de los datos, es decir avisan a partir de qué observación o intervalo de clase se ha acumulado un determinado porcentaje de observaciones. Es decir, cuando hablemos de percentil de orden k, significa que debemos identificar una observación (caso discreto) o un intervalo de clase (caso continuo) de tal manera que la frecuencia asociada a ese valor lleva acumulado el k% de las observaciones.


2994170

Ejemplo DS75/2009Fecha pH Cond O2 Cl SO4 Al Cu Fe

19-06-90 6,90 130 6,7 9,6 0,03 12,63

09-10-90 7,90 130 4,2 8,6 0,01 0,90

15-03-91 8,40 200 4,2 31,2 0,01 1,50

26-07-91 7,74 247 2,5 27,4 0,01 1,55

08-11-91 6,80 90 4,6 1,0 0,02 14,34

08-02-92 7,95 158 3,2 14,9 0,01 0,65

14-07-92 8,05 290 5,3 32,1 0,01 0,24

30-10-92 7,15 160 6,0 9,6 0,06 5,38

14-01-93 7,55 156 4,6 13,9 0,01 0,79

26-10-93 7,80 178 0,01 1,01

27-07-93 7,70 266 3,2 21,0 0,04 0,91

14-02-94 7,80 203 7,1 19,2 0,02 0,60

23-10-96 7,55 125 10,70 6,7 10,1 0,01 11,70

21-02-97 190 12,60 0,01 0,77

17-02-06 7,85 164 9,36 1,43 14,0 1,20 0,01 1,00

21-06-06 8,25 250 14,04 0,30 0,01 0,38

13-10-06 7,42 151 10,75 5,60 0,03 10,10

20-02-07 7,53 192 8,73 1,7 39,0 0,30 0,01 0,29

19-06-07 7,88 226 13,72 10,2 31,0 1,00 0,01 1,17

13-10-07 8,15 252 14,23 4,2 17,0 5,20 0,01 4,12

17-02-08 8,22 160 9,26 2,6 25,0 5,50 0,02 6,32

14-02-09 7,81 114 10,45 2,40 16,7 39,00 0,04 1,68

24-06-09 8,37 214 13,70 5,70 25,7 1,90 0,01 1,97

14-10-09 7,96 166 12,78 18,3 0,80 0,01 2,18

20-10-09 7,95 131 12,28 1,04 0,005 1,981

26-02-10 7,91 200 9,67

perc-66 7,94 200,00 12,70 5,22 23,16 3,88 0,01 1,98

Norma 7,00-8,00 300,00 7,00 8,00 56,0 10,00 0,05 12,7 [email protected] Fono: 02-2994173;

2994170

MODULO 4: Resolución individual de ejercicios y problemas. Exposición de resultados y discusión de alternativas.


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INSTRUCCIONES GENERALES:• Formar DIEZ (10) grupos de CINCO personas cada uno.

• Cada grupo recibirá el ejercicio a resolver; el mismo ejercicio para todos los grupos.

• Se dejarán 20 minutos para la resolución.

• Se sorteará el grupo que va a realizar la exposición.

• El grupo seleccionado, hará una exposición de 10 minutos.

• Se dejarán 5 minutos para preguntas por parte de los estudiantes.

• El profesor dispondrá de 10 minutos para presentar otras alternativas no identificadas en la exposición.

• Si en el sorteo de exposición del siguiente ejercicio, el grupo que expuso con anterioridad resultara elegido, será desechado y se realizará un nuevo sorteo.

• SIGNIFICA: el grupo que expone no queda facultado a no prestar atención al resto de los ejercicios. TODOS los ejemplos son diferentes, de complejidad creciente y todos serán objeto de la evaluación escrita final.


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curso “muestreo de monitoreo y toma de muestras de …cenma.cl/pagina web-lqa/8-asesoria a...

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