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Química ambiental Programa desarrollado
Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Tecnología ambiental 1
Cuarto Cuatrimestre División: Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales
Química
Ambiental Unidad 2
Química ambiental Programa desarrollado
Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales | Tecnología ambiental 2
Índice
2. Contaminantes del medio acuoso
Actividad 1. Dudas y consultas sobre Química ambiental
2.1. Tipos y toxicidad
2.1.1. Caracterización físico-química de los medios acuosos
2.1.2. Parámetros indicativos de contaminación y toxicidad
Actividad 2. Parámetros físicos y químicos del agua
Actividad 3. Práctica. Parámetros físicos y químicos en el agua
2.2. Transporte y difusión
2.2.1. Procesos de transporte de contaminantes en medios acuosos
2.2.2. Depuración de aguas
Actividad 4. Transporte y difusión de contaminantes en el medio acuoso 2.3. Muestreos en medio acuosos
2.3.1. Toma y análisis de muestras
2.3.2. Problemáticas principales de contaminantes acuosos
Actividad 5. Problemática del agua
Autoevaluación
Evidencia de aprendizaje. La problemática del proceso industrial y el agua
Actividad de Autorreflexión
Cierre
Para saber más
Fuentes de consulta
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Unidad 2. Contaminantes del medio acuoso
Presentación de la unidad
Los contaminantes presentes en el medio acuoso provienen de diversas descargas, los cuales se
encuentran en estado líquido y son: los desechos domésticos, agrícolas e industriales, en fugas de
fosas sépticas, terrenos que se utilizan de alimentación a animales, ácidos de minas, sales metálicas
solubles como; sulfatos, nitratos, fosfatos carbonatos, también los gases tóxicos, tales como el
amoniaco, cloro, dióxido de azufre. Todos éstos son mortales para la vida acuática. Estos
contaminantes también se les conoce como contaminantes químicos.
Entre los contaminantes en estado sólido se encuentran: la arcilla, cenizas, desechos sólidos, grasa,
papel, hule, madera, plásticos, y metales. A los contaminantes sólidos también se le conoce como
contaminantes físicos.
Otro contaminantes que también afectan a este medio acuoso, son los contaminantes orgánicos,
provienen de desechos domésticos, agrícolas e industriales, entre los que se encuentran desechos de
animales, desechos de mataderos, aceites e insecticidas, los contaminantes orgánicos tienden a
extinguir el oxígeno disuelto en el agua.
Por último, los contaminantes biológicos que incluyen bacterias y virus, estos afectan provocando por un
lado enfermedades a la vida acuática, por otro lado producen enfermedades al ser humano como la
tifoidea, disentería, poliomielitis, hepatitis, el cólera entre otras. En la presente unidad aprenderás como
se realiza un muestreo y los importantes parámetros que se deben realizar a las muestras de aguas,
para proponer alternativas de solución que ayuden a purificar el agua, utilizando los fundamentos de la
química ambiental y la utilidad del diagnóstico, para su control.
Propósito
En esta unidad conocerás como se analizan los contaminantes, que se
encuentran en el medio acuoso, cómo impactan al ambiente, y cómo se
transportan y difunden los contaminantes, además identificarás los
diferentes parámetros físicos y químicos, a través de simuladores, así como
la forma de llevar acabo el muestreo en aguas.
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Competencia específica
Determinar las metodologías de depuración del agua, para plantear
propuestas de saneamiento, a partir de la identificación de los contaminantes
acuosos.
2. Contaminantes del medio acuoso
Algunas actividades humanas producen residuos que en un determinado caso pueden contaminar el
agua provocando alteraciones y/o modificaciones a las condiciones naturales y dejándola deteriorada
para muchos de sus usos, como el principal que es para el consumo humano y el riego de diversos
cultivos.
Hay una diversidad de industrias que producen contaminantes, de toxicidad variable, los cuales son
vertidos al agua. Ejemplos de industrias papeleras, químicas, azucareras, mineras, entre otras, que
durante los procesos de fabricación, se producen sustancias las cuales se eliminan de forma disuelta
en agua, provocando la contaminación acuosa y dirigiéndose a un cauce natural o artificial.
Las industrias deben regirse por normatividad vigente, es decir por Normas Oficiales Mexicanas, y
cumplir con las Leyes Ambientales, estipuladas en la Ley General de Equilibrio Ecológico para la
Protección del Ambiente, que por sus siglas es LGEEPA, conociendo los parámetros y valores
necesarios para poder purificar el agua residual antes de verterla, sin embargo en ocasiones se
producen derrames de manera accidental o intencionales, que ponen en peligro los ecosistemas
acuáticos colindantes a las instalaciones de las industrias.
Actividad 1. Dudas y consultas sobre Química ambiental
Para comenzar las actividades de la asignatura, ha permanecido abierto el foro de dudas, ya que a través de él te apoyarás para resolver y consultar dudas que vayan surgiendo durante la unidad. Participa en el foro de dudas, de la siguiente forma:
Expresa las preguntas que te vayan surgiendo durante la unidad.
Comparte, tus inquietudes relacionadas con la asignatura.
Comenta las aportaciones hechas por otros de tus compañeros(as), recuerda que todos
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podemos aprender de los demás, enriquecernos colaborativamente y así podemos aportar a la
solución de las dudas.
Tu Facilitador(a) estará pendiente de las participaciones para retroalimentarte en los casos que sea
necesario.
2.1. Tipos y toxicidad
Un tóxico es una sustancia que puede producir algún efecto nocivo sobre un ser vivo, tanto animal como
vegetal. Los tóxicos son los agentes químicos o físicos capaces de generar un desequilibrio. En este
sentido un tóxico es toda radicación física o agente químico que, tras generarse internamente o entrar
en contacto, penetrar o ser absorbido por un organismo vivo, en dosis suficientemente alta, puede
producir un efecto adverso directo o indirecto en el mismo. (Jiménez, 2009).
La toxicidad puede ser aguda o crónica. La primera se caracteriza por las altas concentraciones a las
que está expuesto un ser vivo en un periodo de tiempo corto. Mientras que en la crónica los seres vivos
se exponen a bajas concentraciones por periodos de tiempo largos.
La contaminación ambiental por agentes químicos ha ocurrido de forma intencional o accidental,
principalmente a partir de la industrialización de actividades humanas. A partir de esta intensificación,
numerosos agentes químicos, son liberados rutinariamente al ambiente y transportados por diversas
vías como la atmósfera, el suelo o el agua sin importar el origen o rutas de transporte al final, estas
sustancias terminan incorporándose a los cuerpos de agua (cuerpos receptores).
Cuando se realiza la descarga de agua residual en un cuerpo receptor, los contaminantes presentes
pueden tener múltiples efectos entre ellos pueden agotar el oxígeno disuelto, o pueden estimular el
crecimiento de ciertos microorganismos como las algas. Mientras que los Sólidos suspendidos pueden
generar depósitos de sólidos dando origen a condiciones anaerobias, así como una disminución del
volumen de agua en el cuerpo receptor.
Por lo expuesto, es de fundamental importancia para el diseño de instalaciones de tratamiento de aguas
residuales conocer los constituyentes presentes y el destino una vez que son liberados al ambiente.
Los contaminantes presentes en las descargas de aguas se clasifican en tres categorías: químicos,
físicos y biológicos.
Los contaminantes químicos incluyen sustancias químicas orgánicas e inorgánicas. La presencia de
estos contaminantes orgánicos tiene como consecuencia el agotamiento de oxígeno como resultado de
su utilización en el proceso de degradación biológica. Los compuestos inorgánicos toman importancia
por su posible efecto toxico y no por el agotamiento de oxígeno. Sin embargo hay compuestos
inorgánicos ejercen una demanda de oxígeno, contribuyendo al agotamiento de oxígeno. Por ejemplo
los sulfitos y los nitritos consumen oxígeno, durante el proceso de oxidación a sulfatos y nitratos. La
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tabla siguiente presenta algunos de los compuestos orgánicos e inorgánicos presentes en las descargas
de aguas residuales.
Tabla. Compuestos orgánicos e inorgánicos indeseables y tóxicos
Sustancias indeseables Sustancias tóxicas
Nitratos Organoclorados Cadmio
Nitritos Hierro Cianuro
Amonio Manganeso Cromo
Sulfuro de hidrógeno Cobre Mercurio
Hidrocarburos Zinc Níquel
Fenoles Fósforo Plomo
Boro Flúor Antimonio
surfactantes Bario Selenio
Arsénico Pesticidas
Berilio Hidrocarburos aromáticos
policlorados (HAP)
Fuente: http://www.miliarium.com/ Ingeniería Civil y Medio ambiente Recuperado el 14 de Noviembre 2011 de
Milarium.com, Ingeniería Civil y Medio ambiente)
Algunos contaminantes físicos incluyen la temperatura (contaminación térmica). Este tipo de
contaminación se presenta en las descargas de plantas industriales después de utilizarla en los
procesos de intercambio de calor. El efecto inmediato de la temperatura en un cuerpo receptor es la
disminución del oxígeno disuelto (a mayor temperatura menor cantidad de oxígeno disuelto), causando
muerte en los organismos acuáticos ver la siguiente figura. Un segundo efecto, se ve reflejado en el
aumento de las velocidades de reacción de los contaminantes presentes. El color es otro contaminante
físico presente en las descargas de plantas químicas procesadoras por ejemplo de pulpa de papel; así
como la turbiedad causada por las descargas que tienen sólidos suspendidos; otros son las espumas
generadas por detergentes como sulfonato de alquilbencen (ABS) y radioactividad. En la siguiente tabla
se indican los contaminantes físicos que pueden estar presentes en las descargas de agua residuales.
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Figura. Comportamiento del oxígeno disuelto con la temperatura
En: http://www.lenntech.es/por-que-es-importante-el-oxigeno-disuelto-en-el-agua.htm
(Recuperado el 11 de noviembre del 2011, de Water Treatment solutions Lenntech, 1998)
Tabla. Contaminantes físicos
Contaminante Descripción
Sólidos Variedad de materiales que varían desde hilachas
hasta materiales coloidales
temperatura Se refiere a la contaminación térmica, como
consecuencia de la incorporación de agua caliente
proveniente del uso doméstico o industrial
Turbiedad Es una medida de las propiedades de la
dispersión de la luz de las aguas. Es un parámetro
usado para medir la calidad de las aguas
naturales y residuales tratadas con relación al
material en suspensión coloidal.
Color El color en las aguas residuales es causado por
los sólidos suspendidos, material coloidal y
sustancias en solución
Olor Se genera por una gran variedad de compuestos
producto de la degradación biológica bajo
condiciones anaerobias (ausencia de oxígeno)
Adaptado de Crites y Tchobanouglous (2000)
Los contaminantes biológicos son los responsables de la transmisión de enfermedades causadas por
los suministros de agua. Algunas de las enfermedades transmitidas son el cólera, la tifoidea,
paratifoidea y la esquistosomiasis.
Las características biológicas de las aguas residuales son de fundamental importancia en el control de
enfermedades causadas por organismos patógenos de origen humano, y por el papel de las bacterias y
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otros microorganismos dentro de la descomposición de la materia orgánica, por medio natural o en
plantas de tratamiento de agua residual.
Las principales clases de organismos patógenos que pueden encontrarse en aguas residuales son:
bacterias, parásitos (protozoos y helmintos) y virus. En la tabla siguiente se presentan los principales
organismos patógenos encontrados en las aguas residuales crudas. El termino agua residual cruda se
refiere a las aguas que no han sido sometidas a algún tratamiento.
Tabla Microorganismos patógenos presentes en las aguas residuales crudas.
Organismo Enfermedades
Bacterias
Campilobacter jejuni Gastroenteritis
Escherichia coli (enteropátogeno) Gastroenteritis
Salmonella typhy Fiebre tifoidea
Salmonella (˜ 2100 esp) Salmonelosis
Vibrio cholerae Cólera
Protozoos
Balantidium coli Balantidiasis
Entamoeba histolytica Amebiasis (disentería amébica)
Metazoos
Áscaris lumbrioides Ascariasis
Entorobius vermicularis Enterobiasis
Teania saginata Teniasis
T. solium Teniasis
Virus
Adenovirus (31 clases) Enfermedades respiratorias
Enterovirus (72 clases, p. ej., polio, eco y virus
coxsackie)
Gastroenteritis, anomalías cardiacas, meningitis
Hepatitis A Hepatitis infecciosa
Parvovirus (3 clases) Gastroenteritis
Rotavirus Gastroenteritis
Adaptado de Crites y Tchobanouglous (2000)
2.1.1. Caracterización físico-química de los medios acuosos
El agua es la sustancia formada por la combinación de un volumen de oxígeno y dos de hidrógeno, tiene
como características inodora, insípida, puede coexistir en los tres estados de agregación, es
considerada como el solvente universal, en pequeña cantidad incolora y verdosa o azulada en grandes
masas. Es el compuesto más abundante, cubriendo las tres cuartas partes de la superficie terrestre.
Más del 97 % del agua total del planeta se encuentra en los océanos y otras masas salinas y que
podemos considerarla como inservible, ya que apenas están disponibles para ningún propósito. Del 3 %
restante, un 2,38 % aproximadamente, se encuentra en estado sólido, resultando prácticamente
inaccesible. El resto, un 0,62 %, se encuentra en ríos, lagos y aguas subterráneas.
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El agua, como recurso natural, es manipulada por el hombre, alterando así su ciclo. El agua se extrae
de los diversos cuerpos o fuentes de suministro. Pero un mayor consumo de agua significa una mayor
descarga de aguas residuales, lo que altera la vegetación y la calidad posterior en su vertido.
Dependiendo del origen de la descarga. Será el tipo de contaminantes presentes. Las cuatro fuentes
principales de aguas residuales son:
a) Descargas domésticas, producto de las actividades diarias en los hogares;
b) Descargas industriales representan una amplia gama de descargas dependiendo del giro industrial
será el tipo de contaminante presente. Por ejemplo una industria procesadora de alimentos presentará
una alta carga de materia orgánica, grasa aceites, color, etc. Mientras que una industria cromadora de
piezas presentará en su descarga metales pesados, pH, color, etc.,
c) Agrícolas los contaminantes principales son compuestos del nitrógeno y fósforo
d) Aguas pluviales sus principales contaminantes son los materiales que arrastra desde techos y medio
ambiente.
A la hora de conocer la carga contaminante de los efluentes industriales es necesario recurrir al análisis
físico-químico más o menos exhaustivo. Los contaminantes en las aguas residuales son normalmente
una mezcla compleja de compuestos orgánicos e inorgánicos. Normalmente no es ni práctico ni posible
obtener un análisis completo de la mayoría de los efluentes.
Por las razones anteriores se han desarrollado una serie de métodos empíricos para evaluación de la
concentración de contaminantes en aguas, cuya aplicación no requiere un conocimiento completo de la
composición química específica de las aguas consideradas. Los métodos normalizados más importantes
para caracterizar y desarrollar los análisis de aguas residuales se dividen en:
Determinación de parámetros físico: turbidez, color, olor, sólidos totales, temperatura.
Determinación de contaminantes inorgánicos específicos: pH, nitrógeno, fósforo, alcalinidad,
cloruros, metales, aniones.
Determinación de contaminantes orgánicos: DQO, DBO, COT, grasas y aceites.
A continuación se describen diferentes parámetros de contaminantes del agua para la medición de
concentraciones de contaminantes presentes en agua (Adaptado del Diplomado en manejo integral de
aguas municipales, impartido por la Facultad de Ingeniería, 2002).
a) Medición del contenido orgánico (métodos del oxígeno como parámetros)
Demanda química de oxígeno (DQO). Es el método para medir el material orgánico presente
en las aguas residuales de ser susceptible de ser oxidado químicamente con una solución de
dicromato en medio ácido.
Demanda bioquímica de oxigeno (DBO). Es el método más usado en el tratamiento de las
aguas residuales, mide la cantidad de oxígeno consumido por una población bacteriana.
b) Medición del contenido orgánico (métodos del carbono como parámetros)
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Método de oxidación húmeda, carbono orgánico total (COT). Es usado para medir Carbono
orgánico total en una muestra acuosa. Los métodos para para la prueba de COT utilizan
oxígeno y calor, radiación ultravioleta, oxidantes químicos o alguna combinación para
convertir el carbono orgánico en dióxido de carbono, el cual se mide con un analizador
infrarrojo.
Para ampliar tú conocimiento sobre el agua y sus características físico-químicas, te recomendamos
consultar el documento “El agua” que lo encontrarás en la sección Para saber más.
2.1.2. Parámetros indicativos de contaminación y toxicidad
La necesidad de cuantificar las sustancias que tienen capacidad de contaminar una masa de agua
(solubles, insolubles, biodegradables o biorresistentes), tiene como consecuencia, primero, definir que
se entiende por contaminación, y en segundo lugar, el fijar los parámetros o variables que permitan
cuantificarla.
La contaminación se puede definir según el documento, el agua de Félez, como la introducción en un
medio cualquiera, en este caso el agua, de un contaminante, o combinación de agentes contaminantes,
o introducción de energía que pueda provocar efectos nocivos para la salud, la seguridad, el bienestar
en el ambiente o provocar desequilibrio en el medio, irreversible o no, de manera que se alteren
desfavorablemente las condiciones naturales.
Generalmente, los parámetros que se utilizan para determinar la calidad de un agua pueden ser:
Químicos inorgánicos: abarca todos los cationes, aniones, metales traza, etc. Pueden encontrarse de
diversas formas, como macro constituyentes, elementos traza o incluso de manera esporádica, como
consecuencia de la contaminación. La determinación va en función del parámetro a analizar,
normalmente las determinaciones se realizan a través de la absorción atómica, infrarrojos, etc.
Los parámetros químicos orgánicos son el grupo más amplio y complejo, abarcando por un lado
indicadores del contenido orgánico en general, como la Demanda Biológica de Oxígeno, Carbono
Orgánico Total, o bien otros como grasas y aceites, plaguicidas, detergentes, etc.
Los parámetros Microbiológicos abarcan dos amplios campos muy diferenciados: los bacterianos y
los de los demás organismos, vegetales o animales, susceptibles de estar presentes en las aguas. A los
primeros se refieren, entre otros, los índices de contaminación fecal, empleado para el conocimiento de
la calidad del agua.
Parámetros físicos:
Los parámetros físicos son el pH, los sólidos en suspensión y en todas sus formas, color, olor, sabor,
temperatura, turbidez, conductividad, etc. A continuación describiremos y explicaremos cada uno de
éstos.
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Sólidos en todas sus formas, la veremos en la siguiente tabla, así como describiremos la
clasificación de los diferentes tipos de sólidos
Tabla. Sólidos presentes en las aguas residuales.
Parámetro Descripción
Sólidos totales (ST) Residuo remanente después que la muestra
ha sido evaporada y secada a una
temperatura de 103-105 0C
Sólidos Volátiles Torales (SVT) Son los sólidos que se volatilizan cuando se
incineran los ST a 500 ± 500C
Sólidos Fijos Totales (SFT) Residuo que permanece Parámetros
después de incinerar los ST a 500 ± 500C
Sólidos Suspendidos Totales (SST) Fracción de ST que queda retenido en un
filtro de fibra de vidrio
Sólidos Suspendidos Volátiles (SSV) Sólidos que son volatilizados cuando los SST
se calcinan a 500 ± 500C
Sólidos Suspendidos Fijos (SSF) Residuo remanente después de calcinar los
SST a 500 ± 500C
Sólidos Disueltos Totales (SDT) Son los Sólidos que pasan a través del filtro
de fibra de vidrio y luego son evaporados y
secados.
Sólidos Disueltos Volátiles (SDV) Sólidos que se volatilizan cuando se
incineran los SDT a 500 ± 500C
Sólidos Disueltos Fijos (SDF) Residuo remanente después de calcinar los
SDT a 500 ± 500C
Sólidos Sedimentables (SSe) Sólidos Suspendidos expresados en ml por
litro
Adaptado de Crites y Tchobanouglous (2000)
Color: el color causado por sólidos suspendidos se llama color aparente mientras que el
color causado por sustancias disueltas y coloidales se denomina color verdadero.
Olor: el principal compuesto causante del olor desagradable es el sulfuro de hidrógeno,
producto de las condiciones anaerobias de las aguas residuales.
Densidad: se define como la masa por unidad de volumen y se expresa como Kg/m3
Turbiedad: la medición de la turbiedad se realiza por comparación entre la intensidad de luz
dispersa en una muestra y la luz dispersa por una suspensión de referencia bajo las mismas
condiciones.
Conductividad: es la medida de una solución para conducir la corriente eléctrica. Es usado
para determinar la posibilidad de uso de un agua para riego.
Parámetros químicos:
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Orgánicos biodegradables (materia orgánica): se miden con mayor frecuencia a través de la
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DB5). El periodo de incubación estándar es de 5 días a 20 0C
Orgánicos refractarios (detergentes, solventes, etc.): se miden compuestos que son de difícil
estabilización por procesos biológicos.
Inorgánicos:
o Metales: son de interés en el tratamiento, reutilización y vertido de efluentes, así como en
la disposición de lodos estabilizados. Todos los organismos vivos requieren para su
adecuado crecimiento elementos como el hierro, cobre, cromo, cinc, etc. Estos elementos
pueden llegar a ser peligrosos cuando se encuentran en cantidades elevadas. En la
siguiente tabla se presentan los principales metales presentes en las aguas residuales.
Tabla. Metales que pueden estar presentes en las aguas residuales crudas.
Metal Símbolo Arsénico As
Cadmio Cd Calcio Ca Cromo Cr Cobalto Co Cobre Cu Hierro Fe Plomo Pb
Magnesio Mg Manganeso Mn
Mercurio Hg Molibdeno Mo
Níquel Ni Potasio K Selenio Se Sodio Na
Tungsteno W Vanadio V
Cinc Zn Adaptado de Crites y Tchobanouglous (2000)
o Acidez: Se define como la concentración del ión hidrógeno (H+), es decir en una solución.
o Alcalinidad: se define como la capacidad para neutralizar ácidos en aguas residuales, la
alcalinidad se debe a la presencia de hidróxidos (OH), carbonatos (CO3) y bicarbonatos
(HCO3)
o Nutrientes: el nitrógeno y el fósforo son esenciales para el crecimiento biológico, estos
reciben el nombre de nutrientes o bioestimulantes. El nitrógeno es esencial para la
síntesis de proteínas, el contenido total de nitrógeno está compuesto por nitrógeno
amoniacal, nitritos, nitratos y nitrógeno orgánico. Mientras que el fósforo es importante
para el crecimiento de algas y otros organismos biológicos.
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o Cloruros: es un parámetro importante relacionado con la reutilización del agua. Los
cloruros en aguas naturales provienen de los cloruros lixiviados de las rocas y los suelos
con los que hace contacto.
o Sulfatos: Los sulfatos se encuentran casi en todas las aguas naturales. El sulfato es uno
de los constituyentes principales de la lluvia.
o Gases: la determinación de gases disueltos tales como amoniaco, dióxido de carbono,
sulfuro de hidrógeno, metano y oxígeno, se realiza para ayudar en la operación de
sistemas de tratamiento de aguas residuales.
Parámetros microbiológicos:
Bacterias: son microorganismos procarióticos unicelulares. El interior de la célula contiene
una suspensión coloidal de proteínas, carbohidratos y otros compuestos orgánicos
complejos, llamado citoplasma.
Virus: están compuestos de un ácido nucleico (ADN o ARN) ubicado en el centro y rodeado
por una capa externa de proteína llamada capsid.
Algas: son eucarióticas unicelulares o multicelulares. Son importantes en los procesos de
tratamiento biológico, especialmente en los procesos de tratamiento de aguas residuales con
lagunas de estabilización, en donde su habilidad para producir oxígeno por fotosíntesis es
vital para el ambiente ecológico del agua.
La figura muestra los principales contaminantes presentes en un agua residual, mismos que fueron
descritos en los apartados superiores.
Figura. Contaminantes presentes en las aguas residuales.
Tomados de apuntes de Fuentes
La siguiente tabla presenta un resumen con los parámetros comúnmente empleados en la
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caracterización del agua residual.
Tabla. Análisis comunes usados para estimar los constituyentes en aguas residuales
Prueba Características Físicas
Abreviatura Significado del resultado
Sólidos totales ST Determinan la clase de proceso u operación más apropiada para su tratamiento
Sólidos volátiles totales SVT Sólidos fijos totales SFT
Sólidos suspendidos totales SST Sólidos suspendidos volátiles SSV
Sólidos suspendidos fijo SSF Sólidos disueltos totales SDT Estimar la reutilización potencial
del agua residual Sólidos disueltos volátiles SDV Sólidos disueltos fijos totales SDF
Sólidos sedimentables SSe Determinar aquellos sólidos que se sedimentan por gravedad en un tiempo específico
Distribución de partículas por tamaño DPT Evaluar el desempeño de los procesos de tratamiento
Turbiedad UNT Evaluar la calidad del agua residual tratada
Color Café claro, gris, negro
Estimar la condición de lagua residual (fresca o séptica)
Transmitancia %T Estimar si el efluente tratado es apropiado para desinfección con radiación UV
Olor NUO Determinar si el olor puede ser un problema
Temperatura oC u oF Importante en el diseño y operación de instalaciones de tratamiento con procesos biológicos
Densidad Estimar si el efluente tratado e apto para uso agrícola Conductividad
Características químicas inorgánicas Amonio libre NH+4 Usado como medida de
nutrientes y para establecer el grado de descomposición del agua residual; las formas oxidadas pueden tomarse como una medida del grado de oxidación
Nitrógeno orgánico N-org Nitrógeno total Kjeldahl NTK
(Norg+NH+4) Nitritos NO2- Nitratos NO3-
Fósforo inorgánico Pinorg Fósforo total FT
Fósforo orgánico Porg pH pH=log1/[H+] Medida de la acidez o basicidad
de una solución acuosa Alcalinidad HCO3
-+CO3-
2+OH- - H+ Medida de la capacidad amortiguadora del agua residual
Cloruros Cl- Evaluar la posibilidad de ser
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empleada en el uso agrícola Sulfatos SO4-2 Estimar la formación potencial de
olores y de tratamiento apropiado de lodos residuales
Metales As, Cd, Ca, Cr, Co, Cu, Pb, Mg, Hg, Mo, Ni, Se,
Na, Zn
Estimar la posibilidad de reutilizar el agua residual y los posibles efectos tóxicos en el tratamiento. Las cantidades de metales son importantes en el tratamiento biológico
Compuestos y elementos inorgánicos específicos
Evaluar la presencia o ausencia de un constituyente específico
Gases O2, CO2, NH3, H2S,
CH4
Presencia o ausencia de un gas específico
Características químicas orgánicas Demanda bioquímica de oxígeno a
cinco días DBO5 Medida de la cantidad de
oxígeno requerido para estabilizar biológicamente un residuo
Demanda bioquímica de oxígeno última
DBOu Medida de la cantidad de oxígeno requerido para estabilizar biológicamente un residuo
Demanda de oxígeno nitrogenácea DON Medida de la cantidad de oxígeno requerido para oxidar biológicamente el nitrógeno amoniacal de un agua residual a nitratos
Demanda química de oxígeno DQO Usado con frecuencia como sustituto de la prueba de DBO
Carbono orgánico total COT Usado con frecuencia como sustituto de la prueba de DBO
Compuestos y clases de compuestos orgánicos específicos
Determina la presencia de compuestos orgánicos específicos y estimar la necesidad de medidas especiales en el diseño para su remoción
Características biológicas Coliformes NMP
Microorganismos específicos Bacterias, protozoos, helmintos,
virus
Toxicidad UTA y UTC Unidad tóxica aguda, unidad tóxica crónica
Fuente: Crites & Tchobanoglous; (2000)
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Actividad 2. Parámetros físicos y químicos del agua
El conocer los parámetros físicos y químicos del agua nos puede apoyar en el análisis de calidad del agua y determinar el uso posible, como por ejemplo, el doméstico, público, agricultura y ganadería para su vertido. Con el objetivo principal de reconocer los valores de estos parámetros, de saber si se encuentran en los rangos permitidos por las normas y si posteriormente requerirá algún tratamiento. Para realizar esta actividad es importante revisar los parámetros físicos y químicos más importantes del agua. Esta actividad se desarrollará en dos etapas y entregas. En la primera etapa (E1), la cual se desarrolla de forma individual, deberás realizar los siguiente: Instrucciones de la primera etapa:
1. Investiga sobre los parámetros físicos y químicos del agua bajo las Normas Oficiales
Mexicanas.
2. En la primera etapa (E1) utilizando la herramienta de base de datos, en un documento
elabora un mapa conceptual de forma individual. Si necesitas guiarte sobre cómo hacer
un mapa conceptual consulta el documento Como elaborar un mapa conceptual escrito
por el Dr. Jaime Square, este documento se encuentra en el aula.
3. En este mapa conceptual describe cada uno de los parámetros físicos y químicos del
agua.
4. Guarda y envía a la base de datos como primera entrega con la siguiente
nomenclatura QAM_U2_A2E1_XXYZ a tu Facilitador(a).
* Recuerda que para esta herramienta sólo podrás realizar una entrada y subir 2 archivos, por lo cual en la segunda etapa deberás editar tu entrada hecha anteriormente, para subir la segunda entrega. Instrucciones de la segunda etapa:
5. En la segunda etapa (E2) se trabaja de forma colaborativa. Revisa y comenta 2 trabajos
de tus compañeros(as), verifica si alguno de ellos/ellas tiene diferentes parámetros y
complementa la información en tu mapa conceptual. Recuerda que debes aportar datos
a dos trabajos de tus compañeros(as).
6. Guarda y sube como segunda entrega a la base de datos con la siguiente
nomenclatura. QAM_U2_A2E2_XXYZ.
*No olvides que tienes el foro de Dudas y consultas sobre Química ambiental, por si se presenta algún cuestionamiento el cual quieras consultar.
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Actividad 3. Práctica 1. Parámetros físicos y químicos en el agua
Es importante que reconozcas los parámetros físicos y químicos que se deben realizar a las diversas muestras de agua, la forma de llevar a cabo el muestreo, pero sobre todo que estés consciente que todo se realiza bajo normas, las Normas Oficiales Mexicanas (NOM´s), las cuales nos dictan los pasos a seguir para las determinaciones de estos. Por lo que te invitamos a que interactúes con los diversos programas de simulación, donde podrás intercambiar variables y de esta manera conocer el comportamiento, para que posteriormente realices lo siguiente:
1. Descarga el documento Cuadernillo de prácticas, consulta la Practica 1. Parámetros físicos y químicos en el agua y realiza los que se te indica. Recuerda que es aquí donde utilizarás el simulador y que en dicho cuadernillo se incluye la estructura que deberá tener tu reporte.
2. Sigue las instrucciones que se encuentran en el simulador. Recuerda que puedes
hacer diferentes pruebas en el simulador para que domines su uso, antes que empieces tu práctica.
3. Guarda y envía a la sección de Tareas, tu documento con la nomenclatura QAM_U2_A3_XXYZ espera la retroalimentación de tu Facilitador(a)
*Recuerda que puedes consultar el foro Dudas y consultas sobre la Química ambiental, en el cuál te podrás apoyar para resolver esta actividad a través de tu Facilitador(a) y compañeros(as).
2.2. Transporte y difusión Existen principalmente dos mecanismos mediante los cuales se da el transporte de compuestos
químicos en el agua: la advección y la difusión.
La advección (Oyarzun, 2007) define que es el proceso debido al movimiento del fluido, ya sea aire o
agua. Un elemento químico presente en el aire o en el agua, será llevado por este movimiento advectivo
de masas (la convección es un término similar, que normalmente se asocia al movimiento vertical de
advección debido a las diferencias de densidad.
El movimiento advectivo es descrito matemáticamente por la dirección y la magnitud de su velocidad,
dado que a pesar de la ocurrencia de dispersión, el centro de masa del elemento que es transportado
por advección, se mueve a la velocidad promedio del fluido, siempre y cuando no se produzca adsorción
y retardo, es decir, el movimiento advección va estar marcado por la dirección que siga el contaminante
dependiendo del contaminantes, la velocidad del recorrido del agua, siempre que no se quede
precipitado en las orillas de su recorrido o se incorpore a otro contaminante.
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La tasa de transporte de un elemento químico por unidad de área, perpendicular a la dirección del
movimiento se expresa generalmente en términos de densidad de flujo (J) de acuerdo con:
J=C*V
Donde: J es la densidad de flujo (masa/longitud2 Tiempo),
C es la concentración del químico (masa/longitud3
V es la velocidad del fluido (longitud/Tiempo).
El segundo proceso es el transporte difusivo o “Fickiano” (Oyarzún, 2007) este elemento químico se
mueve desde una concentración relativamente alta hacia una de menor concentración, por efecto del
movimiento aleatorio del aire o agua que acarrea al elemento químico (difusión turbulenta) o por una
combinación de ambos.
La primera ley de Fick es usada para describir la densidad de flujo debido a la difusión turbulenta (y
también para difusión molecular), y se expresa, para una dimensión, como:
J=-D (dc/dx)
Donde: J es la densidad de flujo (masa/longitud2 Tiempo),
D es el coeficiente de transporte de masa de Fick (longitud2/tiempo),
C es la concentración del elemento o compuesto químico (masa/longitud3) y X la distancia sobre la cual
se consideran cambios en la concentración (longitud).
2.2.1. Procesos de transporte de contaminantes en medios acuosos
Las aguas de los lagos, mares y ríos libres de contaminación antrópica tienen, de todos modos,
impurezas, las que no están incluidas dentro del concepto de contaminación, de una o de otra forma han
sido transportados o difundidos en el agua, en la siguiente tabla se describen las impurezas.
Tabla. Transporte de contaminantes en medio acuático
Origen Clasificación de las partículas por tamaño
Suspendidas
>2x10-4
mm
Coloidales
<2x10-4
mm
Disueltas
>4x10-6
mm <4x10-6
mm
Atmósfera Polvos Moléculas de
Bióxido de
carbono, CO2
Anhídrido
Sulfuroso, SO2,
Oxígeno, O2
Nitrógeno, N2
Iones positivos
Hidrógeno, H+
Iones negativos
Bicarbonato,
HCO3
Sulfato SO4
Suelo mineral y
piedra
Tierra, Arcillas,
Partículas de
tierra mineral
Bióxido de
carbono, CO2
Sodio, Na+
Potasio, K+
Calcio, Ca 2+
Cloruros, Cl-
Fluoruros, F-
Sulfato, SO42-
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Magnesio, Mg 2+
Hierro,Fe2+
Manganeso, Mn 2+
Carbonatos,
CO32-
Bicarbonatos,
HCO3-
Nitrito NO3-
Organismos
vivos y sus
productos de
descomposición
Algas
Diatomeas
Bacterias
Tierra orgánica
Peces y otros
organismos
Virus
Materia
colorante
orgánica
Bióxido de
carbono, CO2
Oxígeno, O2
Nitrógeno, N2
Sulfuro de
hidrógeno, H2S
Metano, CH4
Residuos
orgánicos,
algunos
producen color
y olor
Hidrógeno, H+
Sodio, Na+
Amonio, NH4 +
Cloruros, Cl-
Bicarbonatos,
HCO3 –
Nitratos, NO2-
Fuente: Méndez Ángel N. Transporte de contaminantes en medio acuático. Universidad Tecnológica Nacional,
2010
Además del consumo humano, el agua ha sido utilizada para diversas actividades, convirtiendo las
aguas usadas en vehículo de desechos, la siguiente Figura presenta las diversas fuentes que aportan
componentes físicos y/o químicos a las corrientes o cuerpos receptores. Pueden distinguirse dos clases
de aguas residuales:
1) Aguas Blancas o de lluvia: Esta clase de agua proviene principalmente de drenajes, contando
con un gran cauce y de contaminación escasa.
2) Aguas negras o urbanas: Esta clase de agua emanan de las actividades humanas, como pueden
ser doméstica, agrícola, industrial, química, alimentos, entre otras, donde sus caudales son
menores y presenta una contaminación mayor que las aguas blancas.
Los mecanismos de transporte mencionados en el apartado anterior, se pueden presentar en una o
varias de estas fuentes o etapas, incluyendo la corriente receptora.
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Figura. Corriente receptora
Adaptado de Méndez Ángel N. Transporte de contaminantes en medio acuático. Universidad Tecnológica Nacional, 2010
El destino de los contaminantes en sistemas acuáticos está determinado por:
El tipo y clase de fuentes externas. Es decir el tipo de descarga y concentración de
contaminantes; por ejemplo descargas industriales o domésticas.
El transporte de las sustancias a través de los varios elementos del ciclo hidrológico,
escorrentía o fuente generadora, es decir que depende de los mecanismos de transporte de
advección o difusión.
La transformación química, biológica o bioquímica de estas sustancias de una a otra forma.
El análisis se deberá hacer a través de generalizaciones esquemáticas, debido a la cantidad de contaminantes presentes en las descargas y medios, a través de los cuales ocurren los fenómenos de transporte. Por otro lado hay que tener en cuenta que cada día se incrementan los compuestos químicos nuevos y que la mayoría de los cuales de una o de otra forma encuentran el camino hasta los recursos superficiales o subsuperficiales de agua afectando las formas de vida acuática y humana.
2.2.2. Depuración de aguas
La depuración del agua implica remover los contaminantes físicos, químicos y biológicos que fueron
adicionados como producto de las actividades humanas. Con el objetivo de:
Proteger la salud pública y los ecosistemas.
Reducir el uso de agua de calidad potable al reusar agua tratada en aplicaciones donde se
requiere agua de una menor calidad.
Evitar el efecto negativo en la calidad de los cuerpos receptores (agua o suelo).
Cumplir con la legislación ambiental vigente.
Recuperar, sanear o rehabilitar cuerpos de agua contaminados (ríos, lagos, etc.).
Descargas industriales
Origen doméstico
Escorrentía de carreteras
Precipitación atmosférica
Escorrentía agrícola
Plantas de tratamiento de agua residual
Corriente receptora
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En las empresas reutilizar agua en los procesos de enfriamiento.
La depuración de las aguas residuales y/o el acondicionamiento de aguas para la industria incluyen
las siguientes etapas (Tomados de apuntes de Tecnología del agua, de la Universidad Tecnológica de
Nezahualcóyotl, 2010).
Muestreo
Caracterización o medición de la concentración de los contaminantes presentes en el agua
residual (apartados previos de este documento)
Propuesta de alternativas de tratamiento
El grado de tratamiento requerido para un agua residual depende principalmente de los requerimientos
de la descarga del efluente de la normatividad ambiental y calidad final para reuso.
Los sistemas de tratamiento se pueden clasificar en primarios, secundarios o terciarios, los cuales
dependen del objetivo de la purificación es decir, el tratamiento primario se utiliza para eliminar todos los
materiales de gran tamaño, como pueden ser palos, ropa, animales muertos, basura, etc., esto para que
al entrar a los equipos que purifican el agua de manera más fina no se vean dañados en su interior,
posteriormente si se quiere una agua de mayor calidad entonces pasa al tratamiento secundario, esta
agua que sale de este tratamiento se puede utilizar para riego, y si se quiere purificar el agua potable
para consumo humano, entonces se pasa el agua por los tratamientos terciarios, en la siguiente tabla
muestra las diferentes operaciones y procesos unitarios empleados en el tratamiento de agua.
Tabla. Procesos y operaciones unitarias en el tratamiento de agua
Clasificación Operación unitaria Descripción
Tratamiento Primario
Tamizado Remueve sólidos en suspensión. Rejillas Remueve sólidos en suspensión como
plásticos, piedras, pedazos de madera, etc. Sedimentación Tiene por objetivo la remoción de sólidos
suspendidos y sedimentables, así como materia orgánica presente en el agua residual.
Flotación Emplea una corriente de aire para separar sólidos, grasas y aceites.
Igualación Permite amortiguar las variaciones en pH y carga orgánica del agua residual cruda que será alimentada al proceso de tratamiento.
Tratamiento secundario
Lodos activados Remueve materia orgánica a través de una población heterogénea de microorganismos en presencia de oxígeno
Discos biológicos Remueve materia orgánica a través de una población de microorganismos soportada en un medio inerte en presencia de oxígeno
Filtros percoladores Remueve materia orgánica a través de una población de microorganismos soportada en un medio inerte, en presencia de
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oxígeno Lagunas de estabilización Son procesos naturales de oxidación de la
materia orgánica que emplean una población de microorganismos para realizar el proceso de depuración
Procesos biológicos anaerobios La estabilización de la materia orgánica se lleva a cabo por bacterias anaerobias. El resultado de la reacción de estabilización es metano,CO2 y nuevos microorganismos
Tratamiento terciario o avanzado
Precipitación y coagulación Proceso físico-químico, para la remoción de contaminantes orgánicos e inorgánicos
Adsorción en carbón activado Permite la remoción de compuestos orgánicos que producen color y olor
Intercambio iónico Elimina sales de calcio y magnesio, reduciendo de esta forma la dureza presente
Osmosis inversa Proceso físico para remover sólidos disueltos, iones, virus. Comúnmente usado para la desalinización de agua de mar
Electrodiálisis Remueve iones presentes en las corrientes de agua a tratar, mediante la aplicación de un campo eléctrico
Remoción de nutrientes Principalmente se realiza a través de procesos biológicos de película en suspensión
Ozonolisis Proceso de oxidación por ozono empleado, para remoción de compuestos solubles
Filtración en arena Proceso físico para la remoción de sólidos en suspendidos
Desinfección Empleado para la eliminación de microorganismos patógenos. Comúnmente se emplea como desinfectante hipoclorito de sodio o gas cloro
Adaptado de apuntes. Fuentes, 2010
La combinación de procesos o la propuesta de operaciones unitarias que integraran la planta de
tratamiento es una función de la calidad de agua cruda a tratar y de la calidad requerida del efluente.
Los estándares de calidad seleccionados dependerán del uso que se pretenda dar al agua. Algunos de
estos estándares incluyen oxígeno disuelto, pH, temperatura, DBO5, SST, SDT, metales, grasas y
aceites, sólidos sedimentables, coliformes, etc.
Actividad 4. Transporte y difusión de contaminantes en el medio acuoso
En esta actividad te permitirá conocer el cómo se transportan y difunden los contaminantes en el agua. Con el objetivo de saber el nivel de impacto que tendrá algún contaminante en el medio acuoso y así conocer la preservación del equilibrio ecológico. Esta actividad se desarrollará en dos etapas y entregas. En la primera etapa (E1), la cual se desarrolla de forma individual, deberás realizar los siguiente:
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Instrucciones de la primera etapa:
1. Investiga sobre el transporte y difusión de contaminantes en el medio acuoso. Puedes apoyarte con los contenidos abordados o a través de revistas científicas, sitios web, etc.
2. Elabora una presentación y describe cómo se lleva a cabo la transportación y difusión de contaminantes en el medio acuoso y su importancia en el impacto ambiental.
3. Guarda y sube a la base de datos como primera entrega con la nomenclatura
QAM_U2_A4E1_XXYZ.
* Recuerda que para esta herramienta sólo podrás realizar una entrada y subir 2 archivos, por lo cual en la segunda etapa deberás editar tu entrada hecha anteriormente, para subir la segunda entrega. Instrucciones de la segunda etapa:
4. En la segunda etapa (E2), la desarrollarás de forma colaborativa, para ello revisa por lo menos 2 de los trabajos de tus compañeros(as) y compara la información, si lo crees pertinente, incluye esta información. Recuerda que también debes aportar comentarios a tus compañeros(as) y no olvides hacerle comentarios a sus trabajos con el fin de enriquecer el trabajo de ellos/ellas.
5. Una vez incluida la información pertinente. Guarda y sube como segunda entrega con la
nomenclatura QAM_U2_A4E2_XXYZ para que te sea evaluado.
*No olvides que tienes el foro de Dudas y consultas sobre Química ambiental, por si se presenta algún
cuestionamiento el cual quieras consultar.
2.3. Muestreo en medio acuoso
El muestreo permite determinar si la calidad del agua es la apropiada para un uso final, o para saber si
se cumple con la reglamentación relativa a la descarga de aguas residuales.
Se tiene varios tipos de muestras. En la siguiente figura se representan los diversos tipos de muestra.
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Figura. Contaminantes en las aguas residuales
Adaptado de apuntes Fuentes, 2010
Muestra simple:
Permite conocer la concentración de los constituyentes en el lugar y hora en que se realiza el muestreo.
Son muestras puntuales de una descarga específica.
Muestra compuesta:
Permite valorar los efectos de descarga y operaciones especiales, variables o irregulares. Se forma de
varias muestras simples. El volumen a tomar de cada una de las muestras simples, para formar la
compuesta, está en función del flujo que presente la descarga.
Muestra integrada:
Permite proponer tratamientos combinados para varias corrientes de aguas residuales.
Muestra de sondeo:
Representan la amplitud, frecuencia y duración de variaciones en la fuente generadora. Una de las
variables a considerar en la toma de muestras son las horas de operación de los procesos que
contribuyen a las descargas de agua residual.
Durante el proceso de muestreo es importante medir el caudal de la descarga de agua residual, de tal
forma se puede estimar el volumen de muestras simples para formar la muestra compuesta. Esta etapa
es parte fundamental de la cadena para la toma de muestras.
2.3.1. Toma y análisis de muestras
Los programas de muestreo se desarrollan por una serie de razones como son: obtener datos de
operación sobre el desempeño de una planta de tratamiento, datos que refleja el desempeño de una
operación o equipo específico, datos para implementar nuevos programas, y datos para dar
cumplimiento a la normatividad vigente. Para alcanzar las metas del programa de muestreo, los datos
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obtenidos deben ser: (Crites & Tchobanoglous, 2000).
Representativos: los resultados deben representar las características o calidad del agua
residual.
Reproducibles: los resultados deben ser reproducidos por otros siguiendo el mismo muestreo y
protocolos analíticos.
Sustentados: la documentación debe estar disponible para validar el plan de muestreo. Los
datos deben tener un grado conocido de exactitud y precisión.
Útiles: los resultados deben usarse para cumplir con los objetivos del plan de muestreo.
Antes de desarrollar un programa de muestreo, debe realizarse un protocolo detallado y se deberá
establecer una cadena de custodia que garantice la confiabilidad de los resultados. A continuación se
mencionan los puntos principales del protocolo y cadena de custodia.
Plan de muestreo: determina el número de puntos de muestreo, número y clase de muestras,
intervalo de tiempo entre la toma de muestras.
Tamaño de las muestras: define el volumen de cada una de las muestras a tomar así como si
es una muestra simple, compuesta, o integrada.
Rotulado y cuidado de las muestras: la identificación de cada una de las muestras es de suma
importancia, se deberá llevar un registro en bitácora de campo, registro de cuidado en el
transporte (preservación de la muestra en refrigeración y/o en medio ácido), desarrollo de la
orden de solicitud de análisis, entrega de la muestra en laboratorio, recepción de la muestra, y
orden del análisis de la muestra.
Métodos de muestreo: Técnicas y equipos específicos usados en el muestre; muestreo manual
o automático.
Almacenamiento y preservación de la muestra: se refiere al tipo de recipientes (plástico o
vidrio), métodos de preservación, y tiempo máximo permitido para almacenamiento (ver tabla 9).
Constituyentes de la muestra: Lista de parámetros a ser medidos.
Métodos analíticos: Lista de métodos y procedimientos usados en campo y laboratorio y límites
de detección de los diferentes métodos individuales.
La siguiente tabla presenta los principales parámetros que integran la caracterización de una agua
residual. Indicando el tipo de preservación y el máximo periodo en días que puede mantenerse una
muestra antes de realizar el análisis de laboratorio.
Tabla. Preservación de muestras
Parámetro Preservación Máximo periodo
Aceite y Grasas 2 ml H2SO4/litro, 4oC 24 días
Acidez- alcalinidad Refrigeración a 4oC 24 días
Cianuros NaOH a pH=10 24 días
Calcio No requerida 7 días
Carbón orgánico 2 ml H2SO4/litro, pH=2 7 días
Cloruros No requerida 7 días
Color Refrigeración a 4oC 24 días
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DBO Refrigeración a 4oC 6 horas
DQO 2 ml H2SO4/litro 7 días
Dureza No requerida 7 días
Fluoruro No requerida 7 días
Fenoles 1 mg CuSO4/litro + H3PO4, pH=4, 4oC 24 días
Fósforo 40 mg HgCl2/litro, 4oC 7 días
Metales totales 5 ml HNO3/litro 6 meses
Metales disueltos Filtrar, 3 ml HNO3/litro, pH=2 6 meses
Nitrógeno, NH3 40 mg HgCl2/litro, 4oC 7 días
Nitrógeno Kjedahl 40 mg HgCl2/litro, 4oC 24 días
Nitrógeno, NO2, NO3 40 mg HgCl2/litro, 4oC 7 días
Olor Refrigeración a 4oC 7 días
Oxígeno disuelto Determinación en sitio
pH Determinación en sitio
Sólidos No necesaria 7 días
Sulfatos Refrigeración a 4oC 7 días
Sulfuros 2 ml de acetato Zn/litro 7 días
Turbiedad No necesaria 7 días
Fuente: Martínez Pereda P. Diplomado en manejo integral de aguas municipales, Facultad de Ingeniería, 2001
Para desarrollar el muestreo y las determinaciones analíticas podemos tomar como referencia las
Normas Oficiales Mexicanas. A continuación se listan algunas de acuerdo a los parámetros a realizar. El
listado completo de normas se puede consultar en la página de la Secretaría de Economía la cuálla
podrás consultar en la sección Para saber más.
Muestreo:
NMX-AA-003-1980 aguas residuales.- muestreo
NMX-AA-014-1980 aguas residuales.- muestreo en cuerpos receptores
Parámetros analíticos
NMX-AA-004-SCFI-2000 Determinación de Sólidos Sedimentables en Aguas Naturales, Residuales y
Residuales Tratadas
NMX-AA-005-SCFI-2000 Determinación de Grasas y Aceites Recuperables en Aguas Naturales,
Residuales y Residuales Tratadas
NMX-AA-006-SCFI-2000 Determinación de Materia Flotante en Aguas Residuales y Residuales
Tratadas
NMX-AA-028-SCFI-2001 Determinación de la Demanda Bioquímica de Oxígeno En Aguas Naturales,
Residuales (DBO5) y Residuales Tratadas
NMX-AA-030-SCFI-2001 Determinación de la Demanda Química de Oxígeno en Aguas Naturales,
Residuales y Residuales Tratadas
NMX-AA-034-SCFI-2001 Determinación de Sólidos y Sales Disueltas en Aguas Naturales, Residuales y
Residuales Tratadas
NMX-AA-051-SCFI-2001 Determinación de Metales por Absorción Atómica en Aguas Naturales,
Potables, Residuales y Residuales Tratadas
NMX-AA-072-SCFI-2001 Determinación de Dureza Total en Aguas Naturales, Residuales y Residuales
Tratadas
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2.3.2. Problemáticas principales de contaminantes acuosos
El efecto que produce la contaminación, en los cuerpos de agua, a partir de descargas de agua residual
se refleja en la disminución del oxígeno disuelto y la formación de depósitos de lodo. Con lo anterior se
lleva a cabo una alteración de los recursos hídricos, disminución de la calidad del agua para consumo
humano y una reducción en la capacidad en el proceso de auto depuración de los cuerpos de agua.
La siguiente tabla presenta algunos de los efectos de los contaminantes presentes en las descargas de
aguas residuales.
Tabla. Efectos de los contaminantes
Contaminantes Efectos Sólidos suspendidos Pueden generar depósitos de lodo y
condiciones anaerobias cuando el agua residual es descargada en cuerpo acuático.
Orgánicos biodegradables Están compuestos principalmente de proteínas, carbohidratos y grasas. Son medidos comúnmente en términos de la DBO y DQO. Si se descargan sin tratar, su estabilización puede reducir el oxígeno disuelto en el cuerpo receptor y desarrollar condiciones sépticas.
Patógenos Pueden ser transmisores de enfermedades. Nutrientes Tanto el N2 y P, junto con el C, son nutrientes
esenciales de la tierra. Cuando se descargan a un cuerpo acuático, pueden originar el crecimiento de vida acuática indeseable. Si se descargan en exceso pueden contaminar el cuerpo receptor
Orgánicos refractarios
Son compuestos que tienden a resistir los métodos convencionales de tratamiento de agua residual, incluyen surfactantes, fenoles y pesticidas
Metales pesados
Son usualmente adicionados después de alguna actividad comercial o industrial, deberán ser removidos si el agua va a ser para reuso
Adaptado de apuntes Fuente, 2010
Actividad 5. Problemática del agua
El agua es fundamental para todas las formas vivientes, siendo así uno de los recursos esenciales
para la naturaleza. Por lo tanto es de suma importancia el identificar cualquier problemática que
contenga, conllevando así a la implantación de una pronta solución. En esta actividad conocerás
cuáles son las principales problemáticas del agua, así como su tratamiento de remediación.
Por lo tanto deberás realizar lo siguiente:
1. Tu Facilitador(a) te enviará una problemática del agua, espérala.
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2. Lee con atención la problemática proporcionado por tú Facilitador(a).
3. Elabora un reporte a través de un documento de texto en donde analices la problemática
dada en el medio acuoso. Recuerda que este reporte deberá contener las siguientes características:
Portada
Introducción de la problemática del agua.
Justificación del estudio de caso.
Marco teórico de los contaminantes, transporte y difusión así como de metodologías
a usar.
Desarrollo, el cuál contendrá ciertas características: o Identificación de los tipos de contaminantes. o Transporte y difusión de dichos contaminantes. o Metodologías de remediación que se pueden aplicar. o Normas utilizadas para la determinación de la muestra de agua.
Hipótesis de la solución al tratamiento de remediación a dicha problemática del medio acuoso para evitar o disminuir el impacto ambiental.
Resultados
Análisis de resultados
Conclusiones
Fuentes consultadas, estilo APA.
4. Guarda y sube a la sección de Tareas con la nomenclatura QAM_U2_A5_XXYZ y espera la
retroalimentación de tu Facilitador(a).
*No olvides que puedes apoyarte con el foro de Dudas sobre la Química ambiental para resolver y
consultar dudas que te vayan apareciendo en el desarrollo de esta actividad
Autoevaluación
Deberás realizar dentro del aula la actividad de Autoevaluación, en ésta podrás observar que has
aprendido y cuales han sido tus avances cognitivos de esta unidad.
Esta actividad la podrás realizar a través de la herramienta de cuestionario que se encuentra en el
aula.
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Evidencia de aprendizaje. La problemática del proceso industrial y el agua
Para esta actividad el/la Facilitador(a) te proporcionará un caso tipo sobre las implicaciones de un proceso industrial en el ambiente, éste será a partir tu ubicación geográfica, para posteriormente analizarlo y plantear posibles metodologías para depurar el agua de esta industria. Basándote en este caso, desarrolla lo siguiente:
1. Una vez proporcionado el caso por tu Facilitador(a) revísalo con atención.
2. Elabora mediante un reporte en un documento de texto y describe lo siguiente: o Identifica y describe cual es la problemática encontrada en dicho caso. o Identifica y enlista los tipos de contaminantes encontrados en la problemática del
agua. o Reconoce y describe el transporte y difusión de dichos contaminantes en el agua. o Menciona y justifica qué metodología a utilizarías para identificar estos
contaminantes. o Realiza una propuesta de planteamiento de posibles tratamientos para depurar el
agua del proceso industrial, dicha propuesta debe estar justificada teóricamente.
3. Descarga el documento Reporte para que consultes las características de tu trabajo.
4. Guarda y envía tu reporte al Portafolio de evidencias con la nomenclatura QAM_U2_EA_XXYZ y espera la retroalimentación de tu Facilitador(a), atiende sus comentarios y reenvía la nueva versión para que te sea evaluada.
5. Consulta la Escala de evaluación para conocer los criterios con que será evaluado tu trabajo.
*Recuerda que para realizar esta actividad podrás ayudarte del foro de Dudas sobre la Química
ambiental, para poder consultar y resolver dudas que vayan surgiendo en el desarrollo de la
misma.
Actividad de Autorreflexión
Además de enviar tu trabajo de la Evidencia de aprendizaje. La problemática del proceso industrial y el agua, como parte de cada unidad, es importante que ingreses al foro Preguntas de Autorreflexión y leas los cuestionamientos que formuló tu Facilitador(a), a partir de ellos, debes elaborar tu Autorreflexión y enviarla mediante la herramienta Autorreflexiones. No olvides que también se toman en cuenta para la calificación final. * Recuerda que deberás realizar un archivo por unidad, por lo tanto deberás participar en todas éstas y posteriormente tu Facilitador(a) deberá establecer la calificación al final del cuatrimestre.
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Cierre de la unidad En esta segunda unidad has aprendido los principales parámetros físicos, químicos y microbiológicos,
que se deben realizar a una muestra de agua y como se caracteriza un muestreo de acuerdo a las
Normas Oficiales Mexicanas, recuerda que las normas oficiales tienen una vigencia las cuales tendrás
que checar en el diario oficial los cambios y actualizaciones, así como las derogaciones, en ellas
encontraras la forma de cómo se debe llevar acabo cada uno de los parámetros, es decir se describen
los pasos a seguir dentro del laboratorio o en el lugar donde se levanta la muestra, en el caso de las
muestras que se tratan en el laboratorio se necesitan preservar; ya que a veces las distancias del sitio al
primer laboratorio de prueba son retiradas, una vez que ya se tienen en el laboratorio se hacen cada
uno de los parámetros de acuerdo a cada norma, ejemplo si tienes que determinar color, haces uso de
la norma vigente correspondiente para el valor de color, y así sucesivamente para todos los parámetros
que te puedan solicitar quien te contrate o si tú quieres investigar algunos de interés personal. Una vez
que ya conoces estos resultados conoces los contaminantes presentes en esta agua, como están
impactando estos al entorno y en ese momento puedes tomar la decisión de qué tipo de tratamiento de
aguas puedes utilizar dependiendo para que vas a usar esa agua.
Para saber más
1. Félez, M. S. Situación actual del estado de la depuración biológica. Explicación de los métodos y sus
fundamentos. Capitulo 1: El agua. Recuperado de
http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/6263/4/03_Mem%C3%B2ria.pdf
En esta liga encontrarás las características fundamentales del agua como por ejemplo sus proiedades
físico-químicas, su clasificación, su composición, los parámetros que se utilizan para medir la
contaminación en su medio, la autodepuración como proceso de purificación, etc.
2. Economía, S. d. (2011). Secretaría de economía. Recuperado el 18 de Noviembre de 2011, de secretaría de economía: http://www.economia-noms.gob.mx/noms/inicio.do
En esta liga encontraras todas las Normas Oficiales Mexicanas, que necesitas conocer, para la
determinación de diversos parámetros; ya sea Físicos, Químicos, Y Microbiológicos, que se realizan a
las muestras de agua.
3. Agua, F. C. (2011). Lenntech. Recuperado el 18 de Noviembre de 2011, de Lenntech:
http://lenntech.es/faq-contaminantes-del-agua.htm#ixzz1eOFlM6nN.
En este artículo menciona acerca de las propiedades de los contaminantes, así como los peligros de los
contaminantes en el agua, además como se introducen en el medio ambiente y los diversos efectos a la
salud, tanto humana como animal.
4. Lenntech. (2011). Lenntech. Recuperado el 18 de Noviembre de 2011, de Lenntech: http://www.lenntech.com Si quieres conocer como son las plantas para purificar el agua, por ejemplo un tratamiento terciario
como la Ozonolisis, osmosis inversa, entre otras.
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5. Profesorenlinea. (s.f.). Profesorenlinea. Recuperado el 18 de Noviembre de 2011, de Profesorenlinea:
http://www.natureduca.com
Existen convenios para prevenir la contaminación del agua del mar, principalmente por hidrocarburos,
es decir contaminantes orgánicos; ya que desde 1920 se tiene interés de evitar seguir contaminando los
mares, para ellos consulta las siguientes páginas para conocer acerca de los convenios
6. Microinmuno. (s.f.). Recuperado el 18 de Noviembre de 2011, de
http://www.microinmuno.qb.fcen.uba.ar/seminarioAguas.htm
En el artículo encontrarás los principales parámetros Físicos, químicos y microbiológicos que se realizan
a las muestras de agua, además algunas representaciones de las muestras tal y como se ven en el
laboratorio.
7. González Herrera Roger, R. C. (Enero-marzo de 2007). Revista internacional de contaminación
ambiental. Recuperado el 18 de Noviembre de 2011, de Scielo:
http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0188-499920070001000001&script=sci_arttext
El siguiente artículo menciona un estudio realizado en el basurero municipal de la ciudad de Mérida,
Yucatán, México, para saber el comportamiento de la contaminación en el agua por desechos
domiciliarios.
8. Cristina, N. d. (2011). Etsav. Recuperado el 18 de Noviembre de 2011, de etsav:
http://www.etsav.upc.es/personals/monclus/cursos/1301.htm
Las actividades humanas son susceptibles a provocar cambios en el entorno, para ello se hace uso de
diversos tratamiento de purificación de agua, para seguir dañando el medio ambiente, para conocer más
de los tratamientos primarios, secundarios y terciarios.
Fuentes de consulta
Association, A. P. (2003). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. En A.
P. Association, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Washington:
Joint Editorial Board.
Association, A. W. (2002). Agua su calidad y tratamiento. En J. M. Verrey, Agua su calidad y
tratamiento. México: Union tipográfica editorial Hispoano Americana.
Carrillo, R., & González, M. d. (2003). Educación ambiental. México: Publicaciones diamante.
Crites, R. T. (2000). Sistemas de manejo de aguas residuales para núcleos pequeños y
descentralizados. Colombia: Mc Graw Hill.
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