Calidad de las aguas
Tema 9. El agua natural
David Sánchez Ramos [email protected]
a)
Conceptos generales
b)
Residuos Sólidos y contaminación
atmosférica
c)
Calidad de las aguas
8. Gestión del agua
9. El agua natural
10. Contaminación de las aguas 11. Calidad del agua y su control 12. Calidad del agua en ríos
13. Contaminación de lagos, embalses y acuíferos
d)
Potabilización de aguas
e)
Tratamiento de aguas residuales
1. Características del agua 1. Composición
2. Características asociadas a los puentes de hidrógeno 3. Características asociadas a su carácter bipolar
2. Propiedades físico-químicas del agua 1. Sustancias presentes en el agua
2. Índices para su caracterización
Bibliografía principal utilizada:
Tejero et al., 2006. Introducción a la Ingeniería Sanitaria y Ambiental. Universidad de La Coruña
1. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
Definición
de agua
RAE: “Sustancia cuyas moléculas están formadas por la
combinación de un átomo de oxígenoy dos de hidrógeno, líquida,
inodora, insípida e incolora. Es el componente más abundantede la superficie terrestre y, más o menos puro, forma la lluvia, las
fuentes, los ríos y los mares; es parte constituyente de todos los
organismosvivos y aparece en compuestos naturales”
9. El agua natural
1.1. COMPOSICIÓN DEL AGUA
Varias formas isotópicas de hidrógeno y oxígeno:
Hidrógeno: 1H, 2H (deuterio, D), 3H (tritio, T) Oxígeno: 14O, 15O,16O,17O,18O,19OFormas isotópicas más abundantes: 1H(99,985%) y 16O (99,759%)
Formas moleculares más abundantes: H2O(agua), D2O(agua pesada), HDO (agua hiperpesada)
Múltiples combinaciones de 2 átomos de H y 1 de O
1.1. COMPOSICIÓN DEL AGUA
Molécula
del agua
Los átomos de H están separados entre sí 105o, unidos al átomo de O mediante enlaces covalentes → molécula asimétrica, cargada
positivamente del lado del H y negativamente del lado del O La distribución asimétrica de cargas determina el carácter bipolar
del agua, produciendo una atracción de cargas entre compuestos próximos → los bipolos se atraen y forman agregados
1.1. COMPOSICIÓN DEL AGUA
Puentes de hidrógeno
: enlace que se establece entre moléculas
de agua por su carácter bipolar
Los puentes de hidrógeno y el carácter bipolar son responsables de muchas de las propiedades peculiares del agua
Densidad máxima a los 4 oC, por encima de la Tª de congelación (0 oC) → parDcularidad del agua Al congelarse el agua, los puentes de H producen un reordenamiento cristalino expansivo
La menor densidad del hielo hace que flote → si no fuese así, los cuerpos de agua se congelarían por el fondo, y la vida acuática sería muy distinta
1.2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Densidad
(
φ
)
Relación entre la masa y el volumen de un cuerpo → φ = m/V
φ ≈ 1 g/cm3 = 1 kg/l
Variable con la temperaturay con la salinidad
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Densidad (
φ
)
Relación entre la masa y el volumen de un cuerpo → φ = m/V
φ ≈ 1 g/cm3 = 1 kg/l
Variable con la temperatura y con la salinidad
Salinidad del agua marina ≈ 35 g/l → densidad ≈ 1,03 kg/l
1.2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Densidad (
φ
)
Termoclina: capa dentro de un cuerpo de agua donde la Tª cambia bruscamente con la profundidad
Picnoclina: capa de la columna de agua en la que la densidad cambia bruscamente con la profundidad, relacionado con el cambio de Tª
9. El agua natural
Haloclina: capa de la columna de agua en la que la salinidad cambia bruscamente con la profundidad
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Viscosidad
Propiedad de un líquido de oponer resistencia a todo movimiento, ya sea interno o global de flujo (opuesto a la fluidez del líquido) Viscosidad dinámica(µ): relación existente entre el esfuerzo
cortante y el gradiente de velocidad f = µ·S·dv/dx
Siendo f: fuerza que se opone al movimiento S: superficie de contacto
dv/dx: gradiente de velocidad
Viscosidad cinemática(ν): relación entre la viscosidad dinámica y la
densidad del fluido → ν = µ/φ
Unidades:
µ→ 1 Poise= 1 P = 1 g·cm-1·s-1= 10-1kg·m-1·s-1 = 10-1Pa·s ν→ 1 Stokes= 1 St = 1 cm²·s−1
1.2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Viscosidad
Disminuye con el aumento de la temperatura
Aumenta con el aumento de la salinidad, porque está relacionada directamente con las fuerzas de atracción entre las moléculas del líquido
Agua dulce (salinidad nula, Tª = 20 oC) → µ= 0,010087 P = 1,0087·10-3 kg·m-1·s-1 ; ν= 1,0105·10-2St = 1,0105·10-6 m2·s-1
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Tensión superficial
Fuerza de tracción que se ejerce sobre la superficie del líquido Representa la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área → el líquido presenta una resistencia para aumentar su superficie
Depende de las fuerzas de atracción
intermoleculares → el agua Dene una tensión superficial muy elevada debido a la fuerza de los puentes de H
Unidades: N/m
1.2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Tensión superficial
Disminuye al aumentar la temperatura
Varía según la presencia en el agua de sustancias disueltas
Sustancias hidrófilas(glúcidos, aminoácidos…) → aumenta ligeramente
Sustancias hidrófobas (o tensoactivas) → desciende de forma considerable
Se distribuyen sobre todo en la superficie del líquido, produciendo espumas con facilidad (p.e.: detergentes)
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Calor específico
Cantidad de calor necesaria para elevar 1 oC la Tª de 1 kg de masa Varía en función de la Tª, con un mínimo a 35 oC
Agua → 1 cal·g-1·oC-1= 4182 J·kg-1·oC-1
Hielo → 0,5 cal·g-1·oC-1 = 2090 J·kg-1·oC-1
Valores elevados en comparación con los de otras sustancias (cuatro veces mayor del valor que tendría de no haber puentes de H)
1.2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Calor latente
Cantidad de calor necesaria para efectuar el cambio de estado
Tsico de una sustancia, por unidad de masa → ese calor se absorbe al realizar el cambio de estado en un sentido y se libera en el
sentido contrario
Es la energía necesaria para romper los puentes de H (liberando las
moléculas de H2O) → energía mucho mayor que la requerida por
otros compuestos químicos comunes
9. El agua natural
Calor latente de vaporizacióndel agua (a presión atmosférica): 539 kcal·kg-1
Valor elevado en comparación con los de otras sustancias → el vapor de agua tiene un alto contenido energético, medio efectivo para la transferencia de energía y calor
ASOCIADAS A LOS PUENTES DE H
Calor específico y calor latente
Valores elevados de calor específico y latente de vaporización del
agua → las grandes masas de agua actúan como termorreguladores
Consecuencias ambientales muy importantes → agua como gran termorregulador tanto de los organismoscomo de los ecosistemas
(suavizando los climas)
1.3. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
ASOCIADAS A SU CARÁCTER BIPOLAR
Propiedad
disolvente
Debido al carácter bipolar del agua, puede rodear a un ion de carga positiva con la parte negativa de su molécula, o a la inversa → aísla al ion de los que le rodean, neutralizando las fuerzas de atracción que mantenían la integridad de la estructura cristalina a la que pertenecía
9. El agua natural
El ion rodeado (hidratado) con moléculas de agua puede dejar el retículo cristalino y desplazarse en la masa de agua → ion disuelto
ASOCIADAS A SU CARÁCTER BIPOLAR
Disolución → 2 componentes:
disolvente
(o fase dispersante) y
solutos
(o fase dispersa)
En el ciclo global del agua, establece contacto con los gasesen la atmósfera y con los mineralesen la corteza terrestre
El agua disuelve cierta cantidad (mayor o menor) de casi todos los gases y sólidos con los que se pone en contacto
La disolución depende de: Concentración del soluto Superficie de contacto
Renovación de la superficie de contacto (mezcla por turbulencia)
Temperatura Tiempo
Presión parcial (gases) Polaridad del soluto (líquido)
1.3. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
ASOCIADAS A SU CARÁCTER BIPOLAR
Disolución de
gases
Se representa mediante la Ley de Henry: “la solubilidad de un gas aumenta a medida que la presión del gas aumenta”
cA= KH· PA
cA: concentración molar del gas disuelto (mol/l)
KH : constante de Henry (mol/atm·l)
P: presión parcial del gas en contacto con el líquido (atm)
9. El agua natural
ASOCIADAS A SU CARÁCTER BIPOLAR
Disolución de
Oxígeno
Representa ≈21% de la atmósfera
Concentración de O2disuelto(OD) en agua (a 20 ºC):
cA= KH· PA= 1,3·10-3(mol/atm·l) · 1 (atm) · 0,21 = 2,72·10-4mol/l =
2,72·10-4(mol/l) · 32 (g/mol) = 8,71 mg/l
La relación inversa OD-Tª puede verse alterada en ambientes naturales por efecto de los
procesos de fotosíntesis y respiración
1.3. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA
ASOCIADAS A SU CARÁCTER BIPOLAR
Disolución de
OxígenoLa capacidad del agua de disolver O2 es fundamental para el desarrollo de la vida acuática
Concentración a saturaciónde O2disuelto en agua (ODsat): máxima concentración posible de OD para una presión y Tª determinadas
Déficitde oxígeno: ODsat -ODreal
Agua sobresaturadaen OD (por producción de O2 por las algas): el agua cede O2 a la atmósfera
DEL AGUA
El agua en estado natural contiene otros elementos o sustancias, considerados “impurezas naturales” (≠ contaminantes)→ el agua va transformándose en su movimiento en el ciclo hidrológico
Evaporacióny condensación→ el agua entra en contacto con gases y partículas atmosféricas
Principales constituyentes atmosféricos naturales: N2 y O2 (ligeramente solubles)
Gases asociados a la contaminación atmosférica: CO2, SO2 (muy solubles en agua)
→ impurificación no natural
La lluvia, niebla o nieve que se genera en un ambiente con altas concentraciones de SO2 puede ser muy ácida (smogácido)
El CO2 arrastrado por la lluvia tiene importancia en la fotosíntesis de las algas presentes en las masas de agua superficiales
Precipitacióny escorrentía → el agua entra en contacto con rocas, suelo, plantas, animales…, produciéndose reacciones químicas que modifican la composición del agua
Arrastre y disolución de materiales: hojas, arena, sales…
Contenido de sales disueltas → Aguas conDnentales ≈ 120 mg/l (media mundial, varía según zonas geográficas); Agua del mar ≈ 34500 mg/l
2.1. SUSTANCIAS PRESENTES EN EL AGUA
Clasificación de las sustancias presentes en el agua
Según su naturaleza físico-química:Partículas disueltas Gases Sustancias no gaseosas Orgánicas Inorgánicas 9. El agua natural
Partículas en suspensión (Seston)
No viva (Tripton) Orgánicas Inorgánicas Vivas (Plancton)
2.1. SUSTANCIAS PRESENTES EN EL AGUA
Origen
de las sustancias presentes en el agua
Atmosférico: N2, O2, CO2, SO2, materia en suspensión Lavado de rocasy suelos
Sólidos en suspensión (arenas, limos, arcillas)
Iones mayoritarios (1-105mg/l)
Aniones: HCO3-> SO
42-> Cl
-Cationes: Ca2+ > Mg2+ > Na+ > K+ Iones minoritarios (101 - 10-4mg/l)
SiO2, sales de N, P, Fe, Mn
En regiones costeras las proporciones de iones
pueden variar mucho
Las concentraciones de K+ y Cl-son relaDvamente conservaDvas → sufren pequeñas
variaciones por cambios ambientales o por su utilización por seres vivos. En cambio, las concentraciones de HCO3-, SO
42-y Ca2+ dependen de procesos de precipitación-disolución, del metabolismo microbiano y de cambios climáDcos → mayor variabilidad
Aunque cuantitativamente son menos importantes para la salinidad
del agua, son muy importantes desde el punto de vista biológico
2.1. SUSTANCIAS PRESENTES EN EL AGUA
Origen de las sustancias presentes en el agua
La composición química natural de las aguas depende de las
características litológicas de su cuenca de drenaje:
9. El agua natural
Rocas ígneas (granitos): los materiales están cristalizados y apenas se produce disolución
→ aguas dulces muy cristalinas, sin apenas mineralización Rocas arcillosas: los materiales son arrastrados pero permanecen
relaDvamente estables → aguas con turbidez (materia suspendida) pero con salinidad moderada Rocas sedimentarias(calizas,
dolomías, evaporitas) → aguas generalmente ricas en sales (carbonatos, sulfatos, cloruros)
2.1. SUSTANCIAS PRESENTES EN EL AGUA
Factores que influyen en la presencia de sustancias disueltas en el agua:
Composición de suelosy terrenos → Dpo de roca madre que se ha ido desagregando
Temperatura→ su aumento incrementa la solubilidad de la mayoría de las sales y disminuye la de los gases (con excepciones)
Evaporación→ produce la concentración de sales y otras sustancias disueltas por la pérdida de agua
Superficiey tiempode contacto→ depende de la red de drenaje, tasa de
renovación del agua, etc. Las aguas superficiales se cargan menos de sales que las subterráneas (contacto mucho mayor con los materiales solubles)
Concentración de sales→ altas concentraciones limitan la canDdad de O2 disuelto
que puede haber en el agua; la presencia de cloruros favorece la solubilidad de sulfatos y carbonatos
Concentración de CO2→ en altas concentraciones aumenta la capacidad del agua de disolver carbonatos (CO3=)
Capacidad de intercambio iónico de los suelos → las arcillas ricas en ion sodio (Na+) en contacto con agua que tenga iones calcio (Ca++) producen un intercambio
de estos iones entre agua y arcillas
Estimación de la calidad del agua según el suelo que atraviese, o bien del tipo de terrenos que ha atravesado en función de las características del agua
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
La caracterización del agua se basa en la medida de las sustancias
que contiene (gases, partículas en suspensión, nutrientes, etc.)
Tipos de medidas:
Directa:
Individual: concentración de un componente concreto → gases (OD), cationes (Ca++, Mg++, Na+, K+, NH
4+(ion amonio)), aniones (SO4=(ion sulfato), Cl-(ion cloruro), PO
43-(ion fosfato), NO2-(ion nitrito), NO3-(ion nitrato), etc.
Agrupada: concentración de un conjunto de componentes → dureza, alcalinidad, residuo seco, etc.
Indirecta: la medida de la conductividad eléctrica en el agua es un indicador indirecto de las sales y otras materias ionizables presentes en el agua → la medición indirecta simplifica el análisis
9. El agua natural
Unidadesde la concentración: mg/l, µg/l, ppm (partes por millón en peso → φagua≈ 1000 g/l => 1 ppm = 1 mg/l), mol/l, meq/l, etc.
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
pH
(potencial hidrógeno)
pH = - log [H+]
siendo [H+] la concentración de iones de hidrógeno en mol/l El agua se disocia ligeramente en iones hidrógeno (H+) e iones
hidroxilos (OH-): H
2O ↔ H++ OH
-Agua pura (o destilada) sin sustancias extrañas: [H+] = [OH-] = 10-7
mol/l → electroneutralidad (Σ cationes = Σ aniones) Agua neutra→ pH = - log (10-7) = 7
Agua ácida→ pH = - log (>10-7) < 7 Agua básica→ pH = - log (<10-7) > 7
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
pH (potencial hidrógeno)
Aguas naturales → pH = 6-9Se mantiene relativamente constante hasta que la calidad del agua se ve afectada por factores naturales y/o, especialmente, antrópicos (p.e.: aguas residuales)
La mayoría de organismos son sensibles a los cambios en el pH La concentración de H+es muy importante tanto para los procesos químicos como los biológicos → pH importante en los procesos de tratamiento del agua
MedidapH → pH-metro
Medida sencilla y rápida de realizar
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Propiedades organolépticas
Aspecto: aspecto físico “visual” que presenta el agua en una
primera observación general → color, presencia de sólidos y material flotante o en suspensión, etc.
Color: se diferencia entre el color puro(debido exclusivamente a las sustancias disueltas) y el color aparente(debido a sustancias disueltas y particuladas)
Varios métodos: comparación visual (con escalas arbitrarias de Pt-Co
→ unidades Hazen), espectrofotómetro, filtro triesbmulo
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Olor: muchas sustancias
orgánicas e inorgánicas influyen en el olor, en algunos casos asociado a la actividad biológica
La forma de valorar el olor es simplemente según la
descripción cualitativa del observador
Sabor: asociado a la capacidad gustativa, que abarca una
compleja relación de sensaciones olfativas, gustativas y táctiles
Existen varios métodos que se basan en la “cata” del agua y su descripción cualitativa
9. El agua natural
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Temperatura
Variable que permite definir y diferenciar condiciones naturales de otras que no lo son (contaminación térmica)
Indicador de la actividad biológica potencial (según rangos de Tª) Condiciona a otros parámetros → formas de alcalinidad, grado de salinidad, oxígeno disuelto….
Medida: aparatos propios (termómetros) o medida integrada en otro aparato (conductivímetro, pH-metro, oxímetro, etc.)
La medida debe hacerse in situ, dado el carácter inestable de la Tª (poco conservativa)
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Gases disueltos
En su movimiento en el ciclo del agua, esta puede arrastrar numerosos tipos de gases disueltos: N2, CO2, O2, SO2…
La concentraciónde los gases en equilibrio abiótico depende de: Tª, salinidad, presión, tipo de flujo o circulación del agua
Sistemas no afectados por contaminación → concentración próxima a saturación. Los procesos biológicos o químicos pueden crear una demanda o un exceso de estos gases
Grandes ríos con flujo laminar dominante y masas de agua de cierta
profundidad → la acDvidad biológica puede alterar notablemente este equilibrio
Principales procesos biológicos que pueden alterar el equilibrio de los gases:
Respiración y fotosíntesis → especialmente O2y CO2 Desnitrificación → N2
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Sólidos
Parámetro habitualmente utilizado para determinar la calidad de
las aguas → un exceso de sólidos en el agua puede afectar negativamente su calidad
Tipos:
SólidosTotales: incluyen todos los materiales sólidos suspendidos o disueltos presentes en el agua
Sólidos sedimentables: pueden ser determinados por métodos
gravimétricos
Sólidos en suspensión: pueden ser separados por filtración o evaporación (105 oC )
Sólidos disueltos: no pueden ser separados por procedimientos físicos (capaces de pasar a través de un filtro)
Se puede diferenciar entre sólidos fijos (≈ materia inorgánica) y
volátiles (≈ materia orgánica) → incineración a 505 oC (solo queda la mat. inorgánica)
Sólidos
Sólidos Disueltos (SD) Sólidos en Suspensión (SS)
Sólidos Sedimentables (SSs)
Sólidos fijos (SF) – mat. inorgánica Sólidos volátiles (SV) – mat.
orgánica Sólidos Disueltos S. Disueltos Fijos S. Totales Fijos Sólidos Totales S. Disueltos Volátiles S. Totales Volátiles
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Turbidez
Indicador de la dificultad de la luz para atravesar una masa de agua (opuesto a transparencia), por la presencia de materiales en
suspensión, coloidales o muy finos (difíciles de decantar y filtrar)
Parámetro habitualmente utilizado para determinar la calidad y la
productividadde las aguas → la fotosíntesis depende de la cantidad de luz que consiga entrar en el agua
Medición y unidades: turbidímetrode Jackson (unidad nefelométrica, NTU), disco de Secchi (m)
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
DurezaMedida agrupada de la cantidad de sales disueltas de calcioy magnesio
Altas concentraciones de estas sales resultan problemáticas para el uso del agua como agua potable, en usos domésticos (cocinar, lavar) y en diversos procesos industriales → incrustaciones en tuberías, calderas, etc. (puede reducirse mediante tratamientos de desmineralización o “ablandamiento”)
Aguas “duras para lavar” → necesitan más jabón para producir espuma Aguas “duras para cocinar” → se tarda más en cocer alimentos
Tipos de dureza:
Dureza total (o título hidrotimétrico, TH): contenido total de Ca++ y Mg++ →
THCa = Dureza de calcio, THMg = Dureza de magnesio
Dureza permanente o no carbonatada: contenido de sulfatos y cloruros de Ca y
Mg después de someter el agua a ebullición durante 30 minutos
Dureza temporal o carbonatada: contenido de bicarbonatos y carbonatos de Ca y Mg → diferencia entre dureza total y permanente
Por ebullición, se rompen los bicarbonatos. Los carbonatos precipitan al
subir la temperatura y el CO2se evapora. En el fondo de los recipientes se produce una fina capa de precipitados, que constituye la diferencia entre la dureza total y la permanente
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Dureza
Unidades: mg/l (o ppm) de CaCO3, grado francés (oF)
1 meq/l = 5 oF = 50 mg/l CaCO 3 1 oF = 10 mg/l CaCO
3= 0,2 meq/l
Clasificacióndel agua en función de la dureza:
Aguas blandas→ Dureza < 50 mg/l CaCO3 Aguas ligeramente duras → 50-100 mg/l CaCO3
Aguas duras→ 100-200 mg/l CaCO3 Aguas muy duras → > 200 mg/l CaCO3
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Alcalinidad
Medida de la capacidad del agua (y las sustancias presentes en ella) para neutralizar ácidos → principal sistema amortiguadorde la contaminacióndel agua dulce
En aguas continentales, a ello contribuyen principalmente los iones
carbonato (CO3++), bicarbonato (HCO
3-) e hidroxilos (OH-); también
los fosfatos, ácido silícico u otros ácidos de carácter débil
El proceso de coagulación depende fuertemente de este parámetro → importancia en los procesos de potabilizacióndel agua
9. El agua natural
Por debajo de 20 mg/l, el agua es muy sensible
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Alcalinidad
Tipos de medida de la alcalinidad:
Alcalinidad simple (o título alcalimétrico, TA) → se mide añadiendo ácido hasta alcanzar un pH de 8,3
Alcalinidad total (o título alcalimétrico completo, TAC) → se mide añadiendo ácido hasta alcanzar un pH de 4,5
La medida de TAC y TA permite determinar las concentraciones de carbonato, bicarbonato e hidróxido
TA
TAC Unidades: meq/l, mg/l (o ppm) de CaCO
3, grado francés (oF) → igual que para Dureza
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Salinidad
Suma de las concentraciones de todas las sales disueltas en el agua Generalmente se asocia a la concentración de los iones
mayoritarios (más abundantes):
Aniones: HCO3-, CO
3=, SO4=, Cl
-Cationes: Ca2+, Mg2+, Na+, K+
Media mundial ≈ 120 mg/l de SDT; ≈ 50% iones de HCO3-y Ca2+ → predominio global de las rocas sedimentarias carbonatadas
Medida: la manera más fiable consiste en determinar la salinidad real mediante un análisis completo → costoso
Alternativamente se utilizan métodos indirectos: conductividad, densidad, gravimetría, etc.
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Conductividad eléctrica (CE)
Indicador de la presencia de salesy otros materiales ionizables en
el agua (→ usos potenciales), a través de la medida indirecta de la capacidad del agua para conducir la electricidad
El agua pura contribuye mínimamente a la conductividad, en su casi totalidad es el resultado de la presencia de iones de las sustancias en suspensión y disolución
Medida: conducDvímetro → mide la resistencia del medio acuoso al paso de la electricidad, siendo esta resistividad la medida inversa de la conductividad
La CE depende de la Tª → debe especificarse la Tª de medición
Unidades: mS/cm o µS/cm (CE), Mohms·cm (resistividad)
Agua ultrapura (a 25oC): CE = 0,055 µS/cm → ResisDvidad = 1/0,055
Mohms·cm = 18,24 Mohms·cm
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Salinidad / Conductividad eléctrica
Relación directa entre el contenido de sales disueltas en un agua y su conductividad
Estimación de la concentración de sales con la medida de la conductividad:
Filtrado del agua → se eliminan las parbculas en suspensión (permanecen solo las materias disueltas)
Medida de la conductividad (CE)
Concentración de sales disueltas (SDT):
SDT (mg/l) = a · CE (µS/cm)
Siendo a un coeficiente que oscila entre 0,7-1,4 (en función de la composición iónica en el agua)
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Salinidad – factores que influyen:
La concentración y la composición iónica mayoritaria en ríos es más dinámica que en lagos → depende en gran medida de la litología
dominante de cada cuenca vertiente
En el transcurso aguas abajo de un río, en general la concentración tiende a incrementar y la heterogeneidad a disminuir
El climaejerce una importante influencia → en climas más áridos tiende a incrementarse la concentración de SDT
Variaciones estacionales en el flujo y en la actividad biológica tienen efectos muy significativos en la concentración iónica
Alternancia entre las fuentesprincipales que generan el flujo en un
cauce (escorrenba superficial o descarga subterránea) → gran influencia sobre la concentración y la composición iónica
El grado de conservacióny los usosque se desarrollan en las
cuencas vertientes influyen sobre la variación en el ambiente químico → mayor estabilidad en las cuencas mejor conservadas
2.2. ÍNDICES PARA LA
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Salinidad
Clasificación de las aguas según su salinidad (o CE):
Dulce (< 500 μS/cm)
Subsalina (500-2500 μS/cm)
Hiposalina (2500-20000 μS/cm) Mesosalina (20000-40000 μS/cm)
Hipersalina (> 40000 μS/cm)
Clasificación de las aguas en función de la composición:
Se indica la serie iónica dominante de los iones mayoritarios en orden de importancia (según su concentración en meq/l):
9. El agua natural > 25% → se indica el símbolo químico 25-10% → se indica el símbolo entre paréntesis <10% → se omite
CARACTERIZACIÓN DEL AGUA
Salinidad
Representación de la composición química
