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CAPITULO

CALIDAD DE AGUA

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La calidad del agua está determinada por la hidrología, la fisicoquímica y la biología de la masa de agua. Las características hidrológicas son importantes indicando el origen, la cantidad y el tiempo de permanencia. Estas condiciones tienen relevancia, según los tipos de substratos del viaje del agua, cargándose de ciertas sustancias en función a la composición y la solubilidad de algunos materiales.

3.1 PARÁMETROS DE CALIDAD DEL AGUA La calidad del agua está determinada por un conjunto de valores limites de las propiedades físicas, químicas y biológicas, de acuerdo a la procedencia y uso. Los componentes a controlarse para la evaluación de la contaminación del recurso hídrico son indudablemente los que pueden tener repercusiones directas en la salud pública.

3.1.1 Parámetros físicos Este ítem ha sido desarrollado sobre la base del Manual de Procedimientos Simplificados de Análisis Químicos de Aguas Residuales, Dra. Castro, M; 1995. 3.1.1.1 Color El color del agua puede estar condicionado por la presencia de iones metálicos naturales ( hierro y manganeso), plancton, restos vegetales y residuos industriales dándole al agua una coloración amarillo-café. El agua pura es incolora, pero las aguas naturales son a menudo coloreadas por sustancias extrañas. El color del agua se debe a materiales en suspensión, determinando un color aparente. La contribución del color por los sólidos disueltos que permanecen luego de la remoción de la materia en suspensión es conocida como color real. 3.1.1.2 Transparencia La presencia de materiales en suspensión y colorantes disminuye la transparencia del agua. La energía luminosa disponible para la fotosíntesis puede encontrarse considerablemente reducida. La perdida de transparencia afecta negativamente a su aspecto estético.

3.1.1.3 Turbiedad Es la presencia de partículas, debido a un tratamiento insuficiente o como consecuencia de la suspensión de un material extraño en el sistema de distribución. 3.1.1.4 Olor El olor de las aguas residuales recientes es peculiar y algo desagradable. Los olores a podrido, así como los del ácido sulfhídrico son indicadores de que las aguas servidas son sépticas. Las aguas servidas dan olores característicos a las aguas residuales domesticas.

3.1.2 Parámetros Físico-químicos 3.1.2.1 Temperatura Muchas industrias utilizan el agua como fluido de refrigeración en circuitos abiertos, como por ejemplo las centrales térmicas, siderúrgicas, industrias agrícolas, etc; dichos procesos vierten en el cuerpo receptor cantidades importantes de calor. El régimen térmico de las aguas depende, en cierta medida, de la actividad humana. La peculiar relación existente entre temperatura y densidad del agua (máximo de densidad a 4°C) explica la formación, en masas de agua en calma, de una estratificación térmica estacional. Las modificaciones del régimen térmico de las aguas dan lugar a importantes repercusiones ecológicas, por otra parte, la descomposición de la materia orgánica presente en el agua experimenta una aceleración por efecto del incremento de la temperatura. Un vertido de agua caliente en un río ya contaminado por materia orgánica, agrava el déficit de oxigeno producido por esta polución, reduciendo la longitud del recorrido necesario para la auto depuración de las aguas.

3.1.2.2 pH Es una medida convencional de la acidez o basicidad de soluciones acuosas. Por definición el pH de una solución es igual al logaritmo negativo de la concentración de los iones hidrógeno en la solución. 3.1.2.3 Potencial Redox – Eh Los potenciales redox controlan los procesos químicos naturales e indican los cambios en las propiedades del agua debido a los procesos biológicos aerobios o anaerobios.

Los potenciales menores de –200 mV se dan en procesos anaeróbicos, entre 0 y – 200mV son transicionales y los valores positivos indican procesos aeróbicos. La medición del potencial redox representa la relativa intensidad de la condición oxidante reductora de la solución y su valor es proporcional al valor del pH. Este potencial se mide con un electrodo indicador inerte y de referencia.

3.1.2.4 Conductividad Eléctrica La conductividad especifica es una medida de la capacidad como muestra de transmitir la corriente eléctrica. Este parámetro depende de la concentración total de sustancias iónicas disueltas en el agua y la temperatura a la cual se hace la medida. En aguas residuales domésticas, la conductividad puede demostrar el grado de degradación de las características del servicio de abastecimiento del lugar. Algunas aguas industriales pueden llegar a tener conductividad sobre los 1000 milisiems / metro.

3.1.2.5 Sólidos Los sólidos se dividen en: (a) sólidos no filtrables o en suspensión, son los sólidos presentes en un agua residual, excepto los solubles y los sólidos en fino estado coloidal. En general estos sólidos en suspensión son aquellos que tienen partículas superiores a 1 micrón, (b) sólidos filtrables o sólidos disueltos, que son aquellos obtenidos después de la evaporación de una muestra previamente filtrada. Comprende sólidos en solución verdadera y sólidos en estado coloidal no retenidos en la filtración, ambos con partículas inferiores a 1 micrón. Los sólidos filtrables y los no filtrables conforman los sólidos totales.

3.1.2.6 Alcalinidad La alcalinidad de un agua es su capacidad para neutralizar ácidos constituyendo la suma de todas las bases titulables. La alcalinidad es generalmente impartida por los iones carbonato, bicarbonato e hidróxido, componentes de un agua natural por lo que suele tomarse como una indicación de estos componentes. Las determinaciones de alcalinidad se utiliza en la interpretación y el control de los procesos de tratamiento de aguas limpias y residuales.

3.1.2.7 Calcio El calcio contribuye a la dureza total del agua. El contenido de Calcio puede encontrarse en un rango de 0 a varios cientos de miligramos por litro.

3.1.2.8 Dureza total La dureza es un parámetro de interés en el agua y las cantidades relativas de dureza de calcio y magnesio, dureza carbonatada y bicarbonatada, son factores determinantes en la selección del tipo mas económico de proceso de ablandamiento cuando se diseña un sistema de tratamiento de agua. 3.1.2.9 Dureza Se define como la capacidad de los cationes de una muestra de agua, para reemplazar los iones de sodio o potasio de los jabones y formar productos poco solubles. La determinación de la dureza es útil como una medida analítica de la calidad del agua, siendo de particular interés en procesos industriales debido a la posibilidad de causar la precipitación del carbonato de calcio obstruyendo las tuberías. 3.1.2.10 Cloruros El ión cloruro es uno de los aniones inorgánicos principales en el agua. La concentración de cloruros es mayor en aguas residuales, antes del desarrollo de la bacteriología, las pruebas químicas de cloruros y nitrógeno son aplicadas para determinar probable contaminación de las aguas. 3.1.2.11 Sulfatos En presencia de materia orgánica, ciertas bacterias pueden reducir el sulfato a sulfito. Para evitar esto, las muestras altamente contaminadas deben almacenarse a baja temperatura o tratarse con formaldehído. El sulfito puede ser oxidado a sulfato por el oxigeno disuelto a pH mayores de 8.

3.1.3 Nutrientes 3.1.3.1 Fosfatos El fósforo se presenta en el agua natural y residual en varias formas que comúnmente son clasificadas como ortofosfatos, fosfatos condensados y fosfatos orgánicos. Estas formas de fosfatos pueden presentarse en forma soluble, en partículas de detritos o en los cuerpos de organismos acuáticos. Los fosfatos orgánicos se forman principalmente en procesos biológicos, de ahí la importancia de las aguas servidas y residuos de alimentos, también pueden formarse a partir de ortofosfatos en procesos de tratamiento biológico o por acción de organismos acuáticos en aguas receptoras.

3.1.3.2 Nitrógeno Las aguas contaminadas se purifican por si solas conforme pasa el tiempo, el peligro o riesgo de salud en contraer enfermedad al beber el agua decrece con el tiempo y la temperatura. En las aguas residuales domésticas y contaminadas, el nitrógeno presente esta bajo las formas de nitrógeno orgánico y amoniacal posteriormente, según las condiciones aerobias, se oxidaría a nitritos y nitratos, este proceso de nitrificación depende de la temperatura, oxigeno disuelto y pH.

3.1.4 Indicadores de contaminación Bioquímica 3.1.4.1 Oxigeno Disuelto El oxigeno disuelto en las aguas residuales indican el grado de frescura o ranciedad de estas aguas, así como también necesidades de proveerlas o no, de un adecuado control de sus olores. En efecto indica entre otros, el estado de septización y potencialidad de las aguas residuales para producir malos olores.

3.1.4.2 Demanda Química de Oxigeno (DQO) Corresponde al volumen de oxigeno requerido para oxidar la fracción orgánica de una muestra susceptible de oxidación al dicromato o permanganato, en medio ácido. La oxidación llevada a cabo en un laboratorio de análisis de DQO no será correspondiente a la estequiométria. La DQO representa casi un valor límite de posibilidad de oxidación total de un residuo; por ello generalmente el valor de la DBO última o la DBO 20 se debe aproximar a la DQO.

3.1.4.3 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) Se usa como una medida de la cantidad de oxigeno requerido para la oxidación de la materia orgánica biodegradable presente en la muestra de agua y como resultado de la acción de oxidación bioquímica aerobia. La demanda de oxigeno de las aguas residuales es resultado de tres tipos de materiales: (1) materiales orgánicos carbónicos, utilizables como fuente de alimentación por organismos aeróbicos; (2) nitrógeno oxidable, derivado de la presencia de nitritos, amoniaco, y en general compuestos orgánicos nitrogenados que sirven como alimentación para bacterias especificas (Nitrosomonas y Nitrobacter); y (3) compuestos químicos reductores (ión ferroso, sulfitos, sulfuros, que se oxidan por oxigeno disuelto).

En las aguas residuales domésticas, casi toda la demanda de oxigeno se debe a materiales orgánicos carbónicos. Para los efluentes que van a estar sometidos a tratamientos biológicos una parte considerable de la demanda de oxigeno puede deberse a la nitrificación. Los valores de la DQO serán siempre mayores que los valores de la DBO para una misma muestra y esta diferencia puede hacerse mas grande cuanto mas resistencia a la degradación biológica tengan los materiales presentes. Pueden existir compuestos que sean oxidados químicamente en la prueba de DQO y que no sean oxidados biológicamente en la prueba de DBO, debido a la no existencia de bacterias capaces de asimilarlos.

3.1.4.4 Aceites y grasas Los compuestos grasos son de origen vegetal o animal, hidrocarburos minerales compuestos, hidrocarbonados de Cloro, Nitrógeno y Azufre y otras especies orgánicas. Su eliminación en el tratamiento de un agua residual o efluente debe ser completa porque alteran los procesos aerobios y anaerobios, forman películas que impiden el desarrollo de la fotosíntesis y cubren los fondos de lechos de ríos y lagos degradando el ambiente durante el proceso de descomposición.

3.1.5 Hidrocarburos Los hidrocarburos de petróleo se encuentran en las aguas residuales y conjuntamente con otros compuestos orgánicos, como los aceites y grasas de origen vegetal y animal, son extractables en solventes como el cloroformo. Los hidrocarburos provenientes del petróleo de uso industrial y los derivados hidrocarbonados de cloro, nitrógeno y azufre presentes en aguas residuales industriales y efluentes se determinan por espectrofotometría UV previa extracción con cloroformo.

3.1.6 Metales Este ítem ha sido desarrollado sobre la base del libro, Introducción a la Toxicología, Albert, L; 1997.

3.1.6.1 Plomo Es un metal pesado, cuyas concentraciones normales en los suelos no contaminados están entre los 10 y los 50 mg/L, sin embargo las actividades humanas elevan estos niveles en 10 a 200 veces. La mayor fuente de plomo en el agua son las tuberías y las uniones de plomo.

3.1.6.2 Mercurio En el agua el Hg se encuentra principalmente en forma inorgánica, la cual puede pasar a compuestos orgánicos por acción de los microorganismos presentes en los sedimentos, afectando al plancton, algas y sucesivamente, a los organismos de niveles tróficos superiores como los peces, aves e incluso al hombre.

3.1.6.3 Cadmio La minería de metales no ferrosos es la fuente principal de liberación de cadmio al medio acuático. La contaminación puede provenir del agua de drenado de minas, del procesamiento de los minerales, derrames de los depósitos de desechos en el proceso del mineral, del agua de lluvia al caer en el área general de la mina y de las partículas mas ligeras de mineral.

3.1.6.4 Cromo Normalmente, las concentraciones de cromo total en el agua para beber son inferiores a 2 g/l (2 ppb). Sin embargo, en agua de pozo puede tener concentraciones mayores si esta contaminada con cromo (VI) de fuentes industriales o si la zona tiene depósitos importantes de minerales de cromo. Los efluentes de industrias que utilizan cromo, son de curtiembre, protección de maderas, textiles, etc.

3.1.7 Otros 3.1.7.1 Cianuros Los cianuros se encuentran en aguas naturales por efectos de las descargas de efluentes industriales y mineros. Su presencia en aguas superficiales es a nivel de trazas, en su determinación se deben usar métodos sensibles. En el tratamiento de aguas residuales se destruyen ciertos grupos de cianuros por cloración, entre estos de mencionan a los cianuros alcalinos y los complejos de Zinc, Cadmio, Cobre, Plata y Níquel en concentraciones mayores de 1000 mg/L. 3.1.7.2 Fenoles Los fenoles producto de las descargas industriales al llegar a las plantas de tratamiento de agua potable pueden formar clorofenoles, dando un sabor desagradable al agua y son perjudiciales en la salud.

3.1.7.3 Pesticidas Muchos pesticidas y/o sus productos de transformación llegan eventualmente a los ecosistemas acuáticos. Conforme a sus características químicas, pueden ser degradados parcial o totalmente, permanecer sin cambios, regresar a la atmósfera por la volatilización, o bioconcentrarse en los organismos de dichos ecosistemas. Los efectos adversos de los plaguicidas en los ecosistemas acuáticos ocurren sobre el agua, el sedimento y la biota del sistema y no solo dependen de las características del toxico y de su concentración, sino también de la naturaleza del ecosistema.

3.1.8 Parámetros Biológicos del agua 3.1.8.1 Coliformes Los Coliformes son bacterias de origen entérico que normalmente son capaces de fermentar la lactosa con producción de gas. Sin embargo este comportamiento dista mucho de ser indiscutible. Existen Coliformes que no acumulan gas e incluso no fermentan la lactosa. Los géneros de enterobacterias incluidos en el grupo de Coliformes a efectos de análisis de aguas son: Salmonella, Vibrio, Citrobacter, Klebsiella y enterobacter. Para la calidad del agua se miden los Coliformes totales y Fecales con la referencia del Número Mas Probable (NMP).

3.1.8.2 Virus Los virus pueden vivir y reproducirse solamente cuando están en el interior de los tejidos vivos de vegetales y animales, considerándoseles parásitos obligatorios. Viviendo a expensas de células de otros microorganismos, como es el caso de los Bacteriófagos reproducidos únicamente en el interior de las bacterias.

3.2 ESTANDARES Y LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES NACIONALES E INTERNACIONALES 3.2.1 Agua para consumo humano PERÚ NUEVOS STAN DARE S VMR VMA

Water Quality Regulations 1989

OMS (1984)

USA (1998)

EEC

Calidad Biológica y Bacteriológica Calidad Biológica

Parásitos y Protozoarios

Ausencia

Ausencia

0/100 ml

0/100ml

Ausencia

Calidad Bacteriológica

Coliformes Fecales (Escherichia Coli) Clostridium Streptococci Fecales Coliformes Totales Recuento Total (aerobios mesófilos)

0/100ml

0/100ml

0 (UFC/100 ml)

0/100 (1) 3/10 mml (2) 10/100ml (3)

0

1/20ml 0/100ml 6/100ml

Hasta 10/100ml

UFC 500/ml

UFC 500/ml

0/100 ml en 95% de

No definido

Calidad Organoléptica y Físico-Química Calidad Organoléptica

Turbidez

5 UNT

Color

15UPC

Olores y sabores

20 mg/L P1/Co escala

ausencia

5 UNT

5 UNT

15 UPC

15 UCV

inofensivo

Sin

0,2 mg/L

0,2 mg/L

Calidad Físico-Química

Aluminio Cloro Libre Cloro Residual Cloro Total Cloruros Temperatura pH Conductividad Dureza Total Fierro Manganeso Sodio Sólidos Disueltos Sulfuro de Hidrógeno Sulfatos Sustancias activas al azul de metileno (detergentes)

Zinc

200 g/L No especificado

0,2 mg/L

ND

0,2–0,5 mg/L 250–600 mg/L 6-9 400Scm-1 500mg/L 0,3 mg/L 0,1 mg/L 200 mg/L 500-1000mg/L 250-400 mg/L

400 mg/L en 25ºC 5,5 – 9,5 1500S/cm a 20ºC

0,15 mg/L

< 600 mg/L

50 g/L 150 mg/L

250 mg/L

No deben causa espumas, olores o sabores

5 mg/L

250 mg/L

250 mg/L

6,5 – 8,5 ND 500 mg/L 0,3 mg/L 0,1 mg/L 20 mg/L No definido 0,05 mg/L 400 mg/L

8,5

0,3 mg/L 0,05 mg/L 500 mg/L 250 mg/L

No definido 5000 g/L

5 mg/L

5 mg/L

Fuente: Diversas de Internet:OPS/OMS – EPA/USA – MINSA- Elaboración Propia

PERÚ NUEVOS STAN DARE S VMR VMA

Water Quality Regulations 1989

OMS (1984)

USA (1998)

0,05 mg/L No definido 0,7 mg/L

0,05 0,006 mg/L

EEC

Sustancias Tóxicas o de importancia para la Salud Arsénico Antimonio

0,05 mg/L 0,01 mg/L

0,1 mg/L 0,01 mg/L

Bario

-

-

Boro

-

-

Cadmio Cianuro Cobre Cromo

0,005 mg/L 0,1 mg/L

0,01 mg/L 0,2 mg/L

0,05 mg/L

0,05 mg/L

Fenoles

0,01 mg/L

0,1 mg/L(4)

Fluoruro Mercurio Nitrato Níquel Plata Plomo Selenio Amonio Nitrito Fósforo Magnesio Yodo Calcio Potasio Formaldehido Bromoformo Dibromoclorometano Cloroformo Trihalometanos Tetraclorometanos Tricloetanos Tetracloroetanos Tolueno Xileno Etilbenceno Benzo 3,4 pireno Triclorobencenos Monoclorobencenos Total PAHs Detergentes Aniónicos

1,5 mg/L 0,001 mg/L 50 mg/L 0,05 mg/L 0,005 mg/L 0,05 mg/L 0,01 mg/L -

50 g/L 10 g/L 1000 g/L promedio anual 2000 g/L promedio anual 5 g/L 50 g/L 3000 g/L 50 g/L

0,3 mg/L 0,005 mg/L 0,1 mg/L 0,05 mg/L 0,01 (5) 0,1 1,5 mg/L 0,001 mg/L 10 mg/L (6) No definido No definido 0,05 mg/L (7) 0,01 mg/L 900 g/L 100 g/L 100 g/L 200 g/L 70 g/L 40g/L 170 g/L 1 800 g/L 200 g/l

1500 g/L 1 g/L 50 mg/L 50 g/L 10 g/L 50 g/L 10 g/L 0,5 mg/L 0,1 mg/L 2200 g/L 50 mg/L 200 g/L 250 mg/L 12 mg/L 100 g/L 3 g/L 30 g/L 10 g/L 10 ng/L 50 g/L 120 g/L 0,2 g/L 200 g/L 0,1 g/l por Pesticidas y sustancias individuales 0,5 g/l pesticidas componentes relativos total Fuente: Diversas de Internet:OPS/OMS – EPA/USA – MINSA- Elaboración Propia 2 mg/L 0,001 mg/L 100 mg/L 0,05 mg/L 0,01 mg/L 0,1 mg/L 0,05 mg/L -

2mg/L 0,005mg/L 0,2mg/L 1,3mg/L 0,1 mg/L

4 mg/L 0,002mg/L 10 mg/L 0,1 g/l 0 0,05 mg/L 1 mg/L 100 g/L 1 000 g/L 10 000 g/L 700 g/l 70 g/L 100 g/L

(1) Agua tratada que penetra al sistema de distribución En 98% de muestras/año de agua no tratada que penetra al sistema de distribución En 95% de muestras/año de agua en la red (2) Para agua no tratada que entra a la red o para agua en la red, ocasionalmente pero no en muestras consecutivas (3) Para suministros sin cañería. No debe repetirse frecuentemente. (4) Cuando no se efectua la cloración (5) 0,01 para fenoles individuales 0,1 cuando no se realiza la cloración (6) Recientemente revisado a 50 mg/L. (7) Recientemente revisado a 0,01 PAH: Hidrocarburos Policiclicos Arom

UCV: Unidad de Color Verdadero UNT: Unidad Nefelométrica de turbiedad

3.2.2 Calidad de Agua para diferentes usos 3.2.2.1 En el Perú – Ley General de Agua (D.S. Nº261-69-AP) Clasificación de los cursos de agua y de las zonas costeras del país CLASE

CARACTERÍSTICAS

I

aguas de abastecimiento doméstico con simple desinfección aguas de abastecimiento doméstico con tratamiento equivalente a procesos combinados de mezclas y coagulación, sedimentación, filtración y cloración, aprobación por el ministerio de salud. Aguas para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales. Aguas de zonas recreativas de contacto primario (baños y similares). Aguas de zonas de pesca de mariscos bivalvos. Aguas de zonas de Preservación de Fauna Acuática y Pesca Recreativa comercial.

II III IV V VI

Fuente: Nuevo texto dado por D.S. – Nº 007 – 83 – S.A. - MINSA

I.- LIMITES BACTERIOLÓGICOS** (Valores en NMP/1000 mL)

Coliformes Totales

I

II

III

IV

V

VI

8,8

20 000

5 000

5 000

1 000

20 000

Coliformes Fecales 0 4 000 1 000 1 000 200 4 000 ** Entendidas como valor máximo en 80% de 5 ó más muestras mensuales.

II.- LIMITES DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO 5, 20ºC) Y DE OXÍGENO DISUELTO (OD) (Valores en mg/L) I II III DBO 5 5 15 OD 3 3 3 Nuevo texto dado por D.S: - Nº 007 – 83 – S.A.

IV 10 3

V 10 5

VI 10 4

III.- LIMITES DE SUSTANCIAS POTENCIALMENTE PELIGROSAS. (Valores en mg/L)

USOS (2) PARÁMETROS Selenio Mercurio PCB Esteres Estalatos Cadmio Cromo Niquel Cobre Plomo Zinc Cianuros (CN) Fenoles Sulfuros Arsénico Nitratos (N)

I 0,01 0,002 0,001

II 0,01 0,002 0,001

0,0003

0,0003

0,01 0.005 0,002 1 0,05 5 0,2 0,0005 0,001 0,1 0,01

0,01 0.005 0,002 1 0,05 5 0,2 0,001 0,002 0,1 0,01

III 0,05 0,01 1+ 0,0003 0,05 1 1+ 0,5 0,1 25 1+ 1+ 1+ 0,2 0,1

V 0,005 0,0001 0,002

VI 0,01 0,0002 0,002

0,0003

0,0003

0,0002 0,05 0,002 0,01 0,01 0,02 0,005 0,001 0,002 0,01 NA

0,004 0,05 ** * 0,03 ** 0,005 0,1 0,002 0,05 NA

NOTAS: * Pruebas de 96 horas LC50 multiplicadas por 0,1. ** Pruebas de 96 horas multiplicadas por 0,02. LC50 Dosis letal para provocar 50% de muertes o inmovilización de la especie del BIO ENSAYO. 1+ Valores a ser determinados: En caso de sospechar su presencia se aplicará los valores de la columna V provisionalmente.

(2) NA

Para el uso de aguas IV no es aplicable. Valor no aplicable.

3.2.3 Vertimientos 3.2.3.1 Reglamento de Desagües Industriales (D.S. Nº28-60-PL) PARÁMETRO

CONCENTRACIÓN MÁXIMA

pH

Entre 5 y 8,5

Temperatura

No mayor de 53ºC

Sólidos Sedimentables

No mayor de 6,5 mL/L/h

Grasas y Aceites

No mayor de 100 mg/L

DBO

No mayor de 1000 mg/L

Sustancias Inflamables

No mayor de 1g/L y punto de ignición mayor a 90ºC.

3.2.3.2 Condiciones para la descarga de aguas residuales industriales al alcantarillado público. PARAMETROS Temperatura Ion Hidronio Material sedimentable Material Flotante (malla 6) Aceite y grasa totales HIDROCARBUROS Y SOLVENTES ORGANICOS SUSTANCIAS INFLAMABLES Y EXPLOSIVAS SUSTANCIAS INORGANICAS TOTALES Arsénico Cadmio Zinc Cobre Cromo Mercurio Níquel Plomo Selenio Boro Cloruro SUSTANCIAS DISUELTAS Cianuro Fácilmente liberado Total Sulfuros Sulfatos SUSTANCIAS ORGANICAS Demanda Bioquímica de Oxígeno Demanda Química de Oxígeno SUSTANCIAS QUE CONSUMEN OXIGENO ESPONTANEAMENTE Sulfito de Sodio

UNIDADES DE MEDIDAS ºC pH ml/L hora mg/L

CONCENTRACIÓN O VALOR ESTABLECIDO Máximos admisibles 40 6,5 - 10 8,5 Ausente 200

Máxima remoción permitida por un separador de hidrocarburos Diez por ciento por debajo del límite de ignición del explosivo

mg/L As mg/L Cd mg/L Zn mg/L Cu mg/L Cr mg/L Hg mg/L Ni mg/L Pb mg/L Se mg/L B mg/L Cl

mg/L CN mg/L CN mg/L S mg/L SO4 mg/L DBO mg/L DQO

2 1 10 4 1 0,1 10 4 2 5 2000

2 30 2 1000 1000 2500

ausente

Fuente: TECSUP, Programa de Capacitación - Parámetros Físicos-Químicos del Agua, Diciembre 2000.

3.3 FUENTES DE CONTAMINACIÓN Las mayores fuentes de contaminación del agua son los desechos domésticos, efluentes industriales, escurrimientos de la tierra labrada, deposición atmosférica y la filtración de las operaciones de las minas y rellenos sanitarios.

3.3.1 Fuentes Puntuales Son aquellas donde se descargan contaminantes en localizaciones específicas a través de tuberías, acequias o alcantarillas a cuerpos de agua superficial. Entre las cuales podemos incluir fábricas, plantas de tratamiento de aguas negras (que retiran algunos pero no todos los contaminantes), minas subterráneas de carbón y minas diversas, pozos de petróleo fuera de costa y buques tanques petroleros. Las fuentes puntuales se hallan en lugares específicos (principalmente en áreas urbanas) y son muy fáciles de identificar, monitorear y regular (Miller T.; 1992).

3.3.1.1 Contaminación Industrial Es la ocasionada por todos los tipos de desechos sólidos y/o líquidos que producen las industrias de transformación y manufacturera, etc; contaminando con sus efluentes a los mares, ríos, etc. Entre las fuentes que originan los problemas de calidad de agua debido a la industria podemos mencionar: -

materiales que consumen hidrógeno sólidos sedimentables y suspendidos materiales que imparten acidez o alcalinidad carga térmica que llevan los efluentes materiales tóxicos.

3.3.2 Fuentes no Puntuales Son grandes áreas de terreno que descargan contaminantes al agua superficial y subterránea sobre una región externa, y partes de la atmósfera donde los contaminantes son depositados en las aguas superficiales. Se pueden incluir los vertimientos de sustancias químicas en el agua superficial y la infiltración desde tierras de cultivo, lotes de pastura para ganado, bosques talados, tierras urbanas y suburbanas, tanques sépticos, predios de construcción, sitios de estacionamiento, carreteras y deposición ácida ( Miller T.; 1992).

3.3.2.1 Contaminación Doméstica Es la producida por las residencias, instalaciones comerciales, públicas y similares. Las aguas contaminadas domésticas poseen características particulares como: tiene un olor característico que es causado por el sulfuro de hidrógeno producido por los organismos anaeróbicos que reducen los sulfatos a sulfitos, el color de esta agua suelen cambiar de gris a negra, etc. ( Miller T.; 1992).

3.4 EFECTOS DE LA CONTAMINACION Entre los principales efectos a mencionar tenemos los siguientes: -

Destrucción de los limitados recursos hidráulicos Disminución de la calidad de agua para abastecimiento de la población, o uso para riegos o industria. Supresión del poder autodepurado de los cauces con destrucción de su fauna y flora; imposibilitando, o dificultando al menos su utilización. Exige un control riguroso y un tratamiento adecuado de la utilización de agua con cierto grado de contaminación.

3.4.1 Efectos sobre la Salud Humana Estos efectos se refieren a los producidos por contaminantes específicos especialmente los químicos y son mostrados en el cuadro 1.

Cuadro 1.- Contaminantes y efectos en la Salud CONTAMINANTE

EFECTOS

Inorgánicos más comunes Arsénico

El principal síntoma es la hiperqueratosis palmo-plantar, Produce hipocromias, hipercromias, pérdida progresiva de la circulación en las extremidades; puede ser carcinógeno.

Bario (como sal de Ba)

Contracción espasmódica de los músculos voluntarios, constricción de las arterias y consiguiente aumento de la presión sanguínea y muerte por hemorragias internas.

Fuente: Programa de Capacitación TECSUP Parámetros Físicos-Químicos del Agua, Diciembre 2000

CONTAMINANTE

EFECTOS

Irritaciones estomacales, naúseas, vómito y diarrea, dolor abdominal y muscular. Es carcinógeno en animales de experimentación y casos humanos contribución de carcinoma de la próstata, además provoca alta presión arterial

Cadmio

Cianuro (como cianhídrico)

ácido Lesión nerviosa análoga a las del monóxido de carbono: atrofia muscular de los miembros, dismetría, convulsiones epileptoides,etc.

Cromo

Conjutivitis, lagrimeo y dolor.

Fluor

En concentraciones elevadas Produce fluorosis endémica acumulativa con la siguiente lesión esquelética en niños y adultos.

Mercurio

Se acumula en el cerebro, ataca el sistema nervioso central, causa sordera parcial adormecido de las extremidades. Daño irreversible al hígado.

Metilmercurio

Edema cerebral con destrucción masiva de la materia gris

Nitratos

Parece no ser toxico o peligroso como tal pero puede convertirse por reducción bacteriana o química en nitrito, potencialmente dañino.

Nitrito

Produce metahemoglobunemia.

Plomo

Aumento de la presión arterial, anemia, encefalopatía, reducción de hemoglobina.

Orgánico en aguas residuales Aceites y grasas

Producen olores y problemas técnicos.

Fenoles

Producen mal sabor

Pesticidas

Varias de estas sustancias son bioacumulativas y relativamente estables, así como agentes tóxicos y carcinógenos.

Fuente: Programa de Capacitación TECSUP Parámetros Físicos-Químicos del Agua, Diciembre 2000

3.4.2 Efectos sobre el Medio Ambiente En el medio ambiente acuático se presentan diversos procesos o formas de contaminación como consecuencia de la entrada de los contaminantes a los cuerpos de agua.

3.4.2.1 Eutroficación Es el enriquecimiento de sustancias nutritivas en la superficie de los cuerpos de agua, el cual conlleva el crecimiento acelerado de las algas y plantas. Luego las algas mueren y necesitan para su remoción 154,5 moléculas de Oxígeno; ello ocasiona un consumo de oxígeno en el agua y la consiguiente muerte de peces.

3.5 MONITOREO DE EFLUENTES

Este ítem fue desarrollado sobre la base del Protocolo para el monitoreo de emisiones atmosféricas y efluentes líquidos R.M. N° 026-2000-ITINCI/DM.

3.5.1 Diseño del Programa de Monitoreo Ambiental No existen procedimientos universales para el diseño de los Programas de Monitoreo. Cada programa debe elaborarse específicamente para cada situación ambiental . El monitoreo es un instrumento para mantener un diagnóstico actualizado de una situación ambiental específica (Protocolo para el monitoreo de emisiones atmosféricas y efluentes líquidos R.M. N° 026-2000-ITINCI/DM). En este sentido, es sumamente importante asegurar la obtención de muestras representativas, seleccionando adecuadamente las estaciones, el tipo de muestras y la frecuencia de recolección. Para el diseño del Programa de Monitoreo se deben realizar las siguientes preguntas: ¿Qué actividad realiza la empresa?, ¿Cuáles son las etapas del proceso?, ¿Cuáles son los objetivos del Monitoreo?, ¿Qué parámetros se deben medir?, ¿Cuándo y con que frecuencia debo efectuar las mediciones?, ¿Dónde tomo las muestras?, ¿Qué mediciones in situ debo hacer?, ¿Cómo y dónde realizo los análisis de las muestras?, ¿Cómo debo interpretar y reportar los resultados?.

3.5.2 Selección de los Parámetros La selección de los parámetros dependerá de los objetivos del monitoreo y de la actividad industrial desarrollada. En el cuadro 2 se presentan los parámetros a ser considerados en preliminares para la caracterización de efluentes y cuerpos receptores. incluir también dos parámetros específicos para cada tipo de industria, para ello, conocer los insumos empleados y sus posibles efectos en la agua.

monitoreos Se deberá requiriendo calidad del

Cuadro 2 EFLUENTES INDUSTRIAL

CUERPO RECEPTOR

Caudal

SI

SI

Temperatura

SI

SI

Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)

SI

SI

pH

SI

SI

Sólidos en Suspensión

V

V

Aceites y Grasas

SI

V

PARÁMETROS

V = Variable. La medición de estos parámetros depende del tipo de proceso. Fuente: Protocolo para el monitoreo de emisiones atmosféricas y efluentes líquidos R.M. N° 026-2000-ITINCI/DM

Actualmente el CONAM tiene a su cargo el establecimiento de los límites máximos permisibles de los contaminantes para cada sector, en el primer capítulo se presentó la caracterización de los efluentes de acuerdo a la actividad industrial.

3.5.3 Selección de las Estaciones de Monitoreo Para dar inicio a un monitoreo, se debe realizar la selección de las estaciones. Se tendrá en cuenta la toma de muestras en las descargas provenientes de los procesos de la planta hacia el medio ambiente receptor, y en todos los flujos de agua que ingresan a la planta. Para una buena caracterización de los efluentes y las aguas del cuerpo receptor, la toma de muestras se debe realizar: -

-

Fuera de la planta, aguas arriba, a 300 m aproximadamente, es decir en sitios que no están bajo la influencia de las fuentes de contaminación. Estas constituyen las muestras en blanco. Fuera de la planta, aguas abajo, a 300 m aproximadamente, en las descargas industriales. En la planta.

3.5.4 Muestreo y Mediciones 3.5.4.1 Frecuencia Se llevará a cabo según las disposiciones dadas por los ministerios, siendo necesario como mínimo dos muestreos al año a máxima carga, evaluándose los parámetros seleccionados, así como medición del caudal. Excepcionalmente se hará un solo monitoreo cuando sea justificable técnicamente, previa evaluación y autorización de la entidad normativa.

3.5.4.2 Actividades de Muestreo El muestreo comprende: Observaciones en la estación, mediciones de campo, toma de muestras, filtrado (dependiendo del parámetro a analizar), almacenamiento de las muestras, conservación, etiquetado, embalaje, transporte y finalmente logística. En el proceso de muestreo, se pueden distinguir 3 etapas:

-

Pre-muestreo. Muestreo in situ Post-muestreo

A. Acciones de Pre-muestreo

Las acciones previas a la toma de muestra serán: -

Equipos e instrumentos: deben de estar limpios y calibrados antes de ir al campo, debiendo quedar en el mismo estado al finalizar el muestreo. Se recomienda realizar formatos para el control equipos e instrumentos para ver la disponibilidad y los requerimientos que tenemos.

Cuadro 3.- Algunos equipos para Mediciones in Situ

PARAMETROS

EQUIPOS

METODO

UNIDAD

pH

Potenciómetro

Electrométrico

Rango: de 0 - 14

Temperatura

Termómetro

Termométrico

ºC

Fuente: Elaboración propia

-

Tipo de botella o recipiente de muestreo: se debe escoger el tipo de envase idóneo para la toma de muestra, debiendo ser botellas de polietileno, vidrio o de material especial, dependiendo de los parámetros a analizar.

-

Volumen de muestra: dependerá del tipo de parámetro a analizar; es decir generalmente se requiere de 1 a 2 litros para análisis químicos, y de 0,25 a 1 litro para análisis bacteriológicos. En el cuadro 4 se presenta los volúmenes necesarios para determinados parámetros.

-

Método de preservación: Conservar los parámetros físicos, químicos y biológicos es imprescindible, para garantizar la certeza de los resultados. Si el análisis no se va a realizar in situ, entonces se debe conservar en frío y agregar algún preservante, según sea el parámetro mostrándose en el cuadro 4 los métodos para su preservación.

-

Tiempo máximo de almacenamiento: Según el parámetro a analizar, cada uno tiene un tiempo máximo de preservación, (ver cuadro 4) el cual tiene que conocerse, pues dependerá de ello la credibilidad de los resultados de análisis.

Cuadro 4 Volumen Mínimo(ml)

Recipiente

Preservación

Tiempo de almacenamiento

Temperatura

25

PoV

-

Inmediato

pH

100

PoV

-

Análisis inmediato

Conductividad eléctrica

500

PoV

Refrigerar

28 días

Alcalinidad Total

100

PoV

Refrigerar

14 días

Sólidos disueltos

100

PoV

Refrigerar

2-7 días

Sólidos sedimentables

100

PoV

Refrigerar

2-7 días

Sólidos totales suspensión

100

PoV

Refrigerar

2-7 días

DBO

1000

PoV

Refrigerar

48 horas Análisis inmediato

Parámetros físico-químicos

DQO

100

PoV

Refrigerar H2SO4 , pH < 2

Oxígeno disuelto

300

V

No requiere

Análisis inmediato

Sodio

200

PoV

HNO3 , pH < 2

6 meses

Potasio

200

PoV

HNO3 , pH < 2

6 meses

Calcio

200

PoV

HNO3 , pH < 2

6 meses

Sulfato

100

PoV

Refrigerar

28 días

Cloruro

50

PoV

No requiere

28 días

Cloro Residual

200

PoV

No requiere

Análisis inmediato

Fenol

500

PoV

Grasas y aceites

500

V

Detergentes

250

PoV

Hidrocarburos

500

V ámbar

Volumen Mínimo (ml)

Recipiente

Nitrógeno Total

500

PoV

Nitrógeno Amoniacal

100

PoV

Nitrógeno Orgánico

500

PoV

Nitrato

100

PoV

Nitrito

100

PoV

Nutrientes

Fósforo Total

100

PoV

Fósforo Hidrolizable

100

PoV

Fosfato

100

PoV

Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Refrigerar Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Preservación Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Refrigerar Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Refrigerar H2SO4 , pH < 2 Refrigerar H2SO4 , pH < 2

28 días 28 días 48 horas 28 días Tiempo de almacenamiento 28 días 28 días 28 días 28 días 28 días 28 días 28 días 48 horas

Fuente: Protocolo para el monitoreo de emisiones atmosféricas y efluentes líquidos R.M. N° 026-2000-ITINCI/DM P = Polietileno V = Vidrio

B. Acciones de Muestreo

B Se desarrollarán actividades, tales como: -

Mediciones In Situ: estas mediciones se realizan con instrumentos o equipos portátiles. Algunos parámetros a medirse in situ son: temperatura, pH, color, conductividad, oxígeno disuelto, densidad, entre otros.

-

Mediciones de caudal: se puede calcular conociendo el área y la velocidad del fluido que fluye en determinada tubería o canal. Para tubería cerradas, el caudal se mide con pitómetros y medidores volumétricos. Cuando una tubería tiene una descarga al aire libre, el caudal se puede medir con el volumen acumulado en un recipiente en un determinado periodo de tiempo.

-

Rotulado de muestras: para una correcta identificación en el laboratorio, las muestras deben estar correctamente etiquetadas debiendo contener la siguiente información como mínimo: Nombre de quien toma la muestra, número de muestra, ubicación del punto de muestreo, fecha y hora de recolección.

-

Conservación y preservación de la muestra.

-

Transporte y almacenamiento: se debe realizar en cajas térmicas, refrigeradoras eléctricas o en cajas de madera cubiertas internamente por material aislante. Con respecto al almacenamiento, deberá tenerse en cuenta el tiempo de conservación para un correcto análisis.

-

Precauciones durante el muestreo: tener cuidado sobretodo con el manejo de los preservantes (H2SO4, HNO3, NaOH), manipulación de muestras tóxicas. Adoptar todas las medidas de seguridad pertinentes para evitar accidentes.

C. Acciones de Post-muestreo

Son las actividades realizadas una vez concluida la toma de muestras. Se deberán tener en cuenta los siguientes criterios: -

Calibración de equipos: Se deberá chequear la calibración de los equipos.

-

Análisis Químicos: Se tendrá en cuenta los límites de sensibilidad, detección y selectividad de los análisis, así como los requisitos de exactitud y precisión.

3.5.5 Análisis de los Resultados

Los resultados deberán analizarse tomando en cuenta los límites máximos permisibles (LMP), estableciendo las comparaciones convenientes, a fin de comprobar los niveles de riesgo de las sustancias y parámetros sobre el ambiente, la salud y el bienestar humano. Los responsables cuentan entonces con resultados que les permitirán tomar acciones con el fin de prevenir situaciones en las que los niveles de concentración de contaminantes sobrepasen los estándares, o tomar acciones para reducir la contaminación en caso de que los estándares hayan sido superados. Los resultados deben ser analizados considerando siempre una interpretación a través de cuadros, gráficos ó diagramas.

3.5.6 Metodología de los Análisis Cada laboratorio adopta sus propias metodologías de análisis. Una de las metodologías mas conocidas es la dada por la EPA (Environmental Protection Agency) en Methods for Chemical Análisis of Water and Wastes, March 1979, presentadas en el cuadro 5, cuyo manual ofrece los métodos de análisis efluentes líquidos.

Cuadro 5.- Metodología de Análisis Normas EPA (propuesta por MITINCI)

MÉTODO

pH

Método 150.1

Electrométrico

0.1

Temperatura

Método 170.1

Termométrico

0.5ºC

Oxigeno Disuelto

Método 360.1

Modificado Winkler

0.1

Sólidos Totales

Método 160.3

Gravimétrico

10

Solidos Insolubles

Método 160.5

Gravimétrico

10

DBO

Método 405.1

DBO 5 días, 20ºC

0.1

DQO

Método 410.1

Titulación

0.1

Sulfatos

Método 375.1

Gravimétrico

0.5

Arsénico

Método 206.2

Colorimétrico

0.02

Cadmio

Método 213.1

Absorción Atómica

0.01

Cromo

Método 218.1

Colorimétrico

0.01

Fierro

Método 236.1

Colorimétrico

0.01

Manganeso

Método 243.1

Absorción Atómica

0.01

Mercurio

Método 245.1

AA- Técnica de vapor frío

0.002

Plomo

Método 239.1

Absorción Atómica

0.01

PARAMETROS

LIMITE DETECCIÓN

mg/l

Fuente: Diseño del Programa de Monitoreo – MITINCI –Sistema de Consultoría y Auditoria Ambiental

Los métodos para los análisis Biológicos de Aguas, se encuentran en los métodos normalizados de la APHA, bibliografía del Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria (CEPIS).

3.5.7 Elaboración de Informes Los informes serán trimestrales, semestrales y/o anuales, adjuntándose copias del resumen de datos de monitoreo. El informe a presentar debe ser conciso y claro debiendo contener: -

Objetivos. Ubicación de las estaciones de Monitoreo Metodología y procedimientos empleados para lograr los objetivos. Resultados los monitoreos. Conclusiones derivadas de la interpretación de los resultados. Recomendaciones. Anexos.

3.6 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA -

ALBERT, LILIA A.; Introducción a la Toxicología; Metepec, Estado de México; 1997. CARRANZA, R; Tratamiento de Aguas y Reuso de Residuos Sólidos; curso de Postgrado UNI; 1998. CARRANZA , R; Gestión Ambiental; curso de Postgrado UNFV; 1998. CASTRO DE ESPARZA, MARIA L., Manual de Procedimientos Simplificados de Análisis Químicos de Aguas Residuales; 2da edición - Lima 1995. DECRETO SUPREMO Nº261-69-AP, Ley General de Aguas; Perú 1969. DECRETO SUPREMO Nº28-60-PL; Reglamento de Desagües Industriales; Perú 1960. EPA (Environmental Protection Agency) en Methods for Chemical Análisis of Water and Wastes, March 1979. Normas de Calidad de Agua OMS (1984) Normas de Calidad de Agua USA (1998). Métodos Normalizados APHA, bibliografía del Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria (CEPIS). RESOLUCIÓN MINISTERIAL N° 026-2000-ITINCI/DM-MITINCI; Protocolo para el monitoreo de emisiones atmosféricas y efluentes líquidos, Perú 2000.

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TECSUP, Programa de Capacitación - Parámetros Físicos-Químicos del Agua, Condiciones para la descarga de aguas residuales industriales al alcantarillado público, Diciembre 2000. WATER QUALITY REGULATIONS E.C. Water Drinking Directive 80/778/EEC; 1989.