MÉTODOS Y TÉCNICAS
MÉTODOS Y TÉCNICAS
PARA EL MONITOREO DE AGUAS
PARA EL MONITOREO DE AGUAS
Escuela Académico Profesional de
Escuela Académico Profesional de
Ingeniería Ambiental
Ingeniería Ambiental
Ing. Edgar Quijada Gamarra
Ing. Edgar Quijada Gamarra
Setiembre 2012
Setiembre 2012
MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA EL
MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA EL
MONITOREO DE AGUAS
MONITOREO DE AGUAS
•
•
El primer paso para un adecuado sistema de
El primer paso para un adecuado sistema de
prevención hid
prevención hidrológic
rológica,
a,
•
•
Monitoreo de niveles
Monitoreo de niveles
–
–
caudales y
caudales y
––
calidad del agua.
calidad del agua.
•
•
El término monitoreo implica seguimiento
El término monitoreo implica seguimiento
••
Mediciones y muestreos reit
Mediciones y
muestreos reiterados y
erados y
periódicos.
periódicos.
CICLO DE
CICLO DE MONITORE
MONITOREO
O
Cantidad Cantidad
MONITOREO DE AGUAS
MONITOREO DE AGUAS
•
•
Establecer
Establecer
las
las
características
características
y
y
el
el
comportamient
comportamiento
o hidrológico.
hidrológico.
•
•
Establecer sus posibles variaciones, tanto
Establecer sus posibles variaciones, tanto
espaciales como
espaciales como tempor
temporales.
ales.
•
•
Las propiedades comúnmente monitoreadas
Las propiedades comúnmente monitoreadas
son:
son:
calidad, cantidad y productividad.
calidad, cantidad y productividad.
OBJETIVOS:
OBJETIVOS:
MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA EL MONITOREO DE AGUAS
MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA EL MONITOREO DE AGUAS
•
•
Comprende tanto la
Comprende tanto la
composición
química
composición
química
como biológica.
como biológica.
•
•
Todo
Todo
muestreo
muestreo
destinado a conocer la
destinado a conocer la
calidad de agua, debe
calidad de agua, debe
permitir
una
permitir
una
caracterización real y
caracterización real y
Calidad:
Calidad:
MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA EL MONITOREO DE AGUAS
•
Establecer las posibles
variaciones espaciales
y
temporales
del
volumen de agua, se
deben
medir
periódicamente
los
niveles hidráulicos
Cantidad:
MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA EL MONITOREO DE AGUAS
•
Sus
variaciones
pueden
deberse
a
modificaciones en la reserva de los acuíferos,
o a cambios en el rendimiento de los pozos.
•
En
los
ámbitos
sobre-explotados,
la
productividad generalmente manifiesta una
disminución a medida que progresa el tiempo
de extracción
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Espacial:
MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA EL MONITOREO DE AGUAS
•
Es la frecuencia con que se efectúan los registros del
monitoreo y depende fundamentalmente de la finalidad
del mismo.
•
En regiones donde se aplica riego, es común que se realice
un monitoreo en época de riego y otro en época de secano,
para establecer si existen variaciones en la posición de la
superficie hidráulica y en la composición química del agua
subterránea, derivada esta última, de la aplicación de
fertilizantes y plaguicidas.
•
Si el objetivo es establecer la variación, se realiza un
monitoreo al finalizar el período de exceso en el balance
hídrico y otro al finalizar el período de déficit.
•
Si la finalidad es verificar la recarga y la descarga, deben
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•
Proceso de recolección de muestras para
medir parametros en campo y laboratorio.
•
Muestra en blanco: Contenido de frasco del
frasco con Concentración de las Sustancias a
analizar conocida por el laboratorio (Agua
destilada).
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•
Los componentes químicos
mayoritarios
no requieren de un
tratamiento especial para su conservación y normalmente se los
envasa en botellas de plástico, sólo las muestras para determinar
compuestos nitrogenados, especialmente NO3 y NO2, necesitan
mantenerse enfriadas hasta su entrega en el laboratorio.
•
Para el muestreo de hidrocarburos (HC) es necesario emplear
recipientes de vidrio color marrón, para evitar la fotoalteración,
acidificar con HCl hasta un pH de aproximadamente 3 y mantener la
muestra enfriada a 3ºC.
•
Una precaución insoslayable consiste en evitar contaminaciones
“cruzadas”, por el uso del mismo equipo de muestreo en sondeos
con agua contaminada, en otros que no lo están.
• Los metales pesados (Cr, As, Pb, Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Ni), también requieren
acidificación a pH 2 pero con HNO3, envases de vidrio color marrón y enfriamiento.
• Para establecer el contenido biológico del agua subterránea es necesario
purificar el punto de toma a fin de eliminar las bacterias ambientales; para ello se lo somete a una llama, normalmente generada por un hisopo con alcohol, durante 1 o 2 minutos. Posteriormente se toma la muestra en un recipiente estéril, que debe enviarse enfriado al laboratorio, antes de
transcurridas 24 horas.
• El muestreo de plaguicidas organoclorados y organofosforados, que son
tóxicos para el ser humano en concentraciones muy pequeñas, requiere de un tratamiento especial en el momento de la toma, a fin de lograr un concentrado de los mismos; por ello, el muestreo debe realizarlo personal capacitado. Son válidas para este grupo las precauciones citadas en HC, respecto a evitar la contaminación cruzada por el empleo de
muestreadores impregnados con las sustancias a detectar.
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Preparación de Materiales para el
Muestreo
•
Se prepara los frascos y solicita al Laboratorio
los preservantes químicos y blancos de
botella.
a.- hasta 5 puntos considerar un blanco
b.- de 6 a 15 puntos considerar 02 blancos
c.- de 16 a 25 puntos considerar 03 blancos
•
Para ensayo de sólidos sedimentables y oxígeno
disuelto colectar muestra duplicada.
a.- Hasta 5 puntos de muestreo 01 duplicado.
b.- Hasta 10 puntos de muestreo 02 duplicados.
c.- Superior a 10 puntos 20% de duplicados.
Equipos de medición de campo
Preparación de los Equipos de Campo
.
Oxímetro
Potenciómetro
Recolección de la Muestra
•
Se colecta la muestrea siguiendo las
instrucciones o normas:
•
Instrucción
•
Desplazarse al punto de muestreo
Para la toma de muestra
•
Enjuagar el frasco 2 ó 3 veces con la muestra que se
va a colectar.
•
Para parámetros fisicoquímicos llenar
completamente el frasco.
•
Si la muestra requiere preservante, dejar un espacio
de 1x100 de la capacidad del frasco. Luego agregar
el preservante.
•
Colectar muestra en un recipiente y medir pH y
Puntos de Muestreo:
-
Para muestreo en playa.
Internarse a 5 m. de la línea de orilla, frente a
conducto emisor.
-
Para el muestreo mar adentro
.
A 200 m. del final del emisor, siguendo la
dirección de la corriente.
Muestreo en Agua de Mar
Muestreo de Aguas Residuales y Aguas
Servidas
Para la toma de muestra simple
A. Para canales y colectores
- Tomar la muestra en el centro del canal,
donde el flujo sea turbulento
b. Para red de alcantarillado
Atar el recipiente muestreador e introducir en
el agua residual completamente y extraer la
muestra
c. Para descargas libres
Se introduce el muestreador en la descarga y
transferir de inmediato al recipiente o de ser
posible, tomar directamente en el recipiente.
Muestreo de Agua Residual
Muestreo de Agua Residual
Punto de muestreo
Para muestra en orilla
Internarse a una distancia adecuada adentro de la
línea de la orilla.
Se ubicarán estaciones de muestreo en zona de
mezcla.
Y aguas abajo a 300 metros aproximadamente
Todas las estaciones de muestreo deben estar
Toma de muestra aguas abajo
Puntos de Muestreo:
-
Para muestreo en orilla:
Ubicarse frente al foco emisor e internarse 5
m. laguna adentro.
-
Para muestreo Laguna adentro
:
Ubicarse a una distancia adecuada al final del
emisor, siguiendo la dirección de la corriente
prevaleciente.
Muestreo en Agua Potable y
Agua de Pozo
Para la toma de muestra simple:
a.- Muestreo en grifos:
- Limpiar el orificio de la salida.
- Dejar correr 3 minutos y tomar la muestra
directamente.
b.- Muestreo en tanque de almacenamiento:
- Sumergir el frasco en el agua con el cuello hacia abajo
hasta una profundidad de 15 a 30 cm. Y llenar el
•
Muestreo en Pozo
- Si el pozo cuenta con un grifo proceder
como en (a)
- Si no cuenta con grifo, atar a una cuerda
un balde y tomar la muestra con sumo
cuidado.
Muestra compuesta
•
Tomar muestras a intervalos de tiempo
establecido.
•
Dependiendo de la carga del caudal.
•Trasvasar la muestra al recipiente de
almacenamiento.
•
Antes de trasvasar la muestra compuesta a los
PARAMETROS
•Oxigeno.
•DBO.
•Nutrientes.
•pH.
•Sustancias Toxicas.
•Temperatura.
•Turbidez.
•Coliformes Fecales.
•Aceites y grasas.
OXIGENO DISUELTO
•
De todos los parámetros que caracterizan a un RR HH, el
nivel de oxígeno en el agua es uno de los mejores
indicadores de la salud del RR HH. Un RR HH con poco
oxígeno o no, no puede soportar niveles saludables de vida
animal o vegetal.
•
A diferencia de muchos de los problemas que padecen los
RR HHs, las consecuencias de un rápido descenso de
oxígeno establecidos en forma rápida y los animales deben
trasladarse a las zonas con mayores niveles de oxígeno o
perecer.
•
Este impacto inmediato hace que la medición del nivel de
oxígeno un medio importante para evaluar la calidad del
agua.
DBO
• Demanda bioquímica de oxígeno mide la cantidad de oxígeno que los
microorganismos consumen, mientras que la descomposición de materia orgánica, sino que también mide la oxidación química de la materia inorgánica (es decir, la extracción de oxígeno del agua a través de una reacción química).
• La tasa de consumo de oxígeno se ve afectado por una serie de variables,
incluyendo la temperatura, la presencia de determinados tipos de microorganismos, y el tipo de material orgánico e inorgánico en el agua.
• El papel de la demanda bioquímica de oxígeno en la DBO del ecosistema
afecta directamente a la cantidad de oxígeno disuelto. Cuanto mayor sea la DBO, el oxígeno se agota más rápidamente. Esto significa menos oxígeno disponible para los organismos acuáticos.
• DBO es afectada por los mismos factores que afectan a OD. El cloro también
puede afectar las mediciones de DBO. En algunas muestras de agua, el cloro se disipe el plazo de 1-2 horas de estar expuesto a la luz. Sin embargo, si se toma muestras en aguas con mucho cloro, como los del punto de descarga de efluentes de una planta de tratamiento de aguas residuales, puede ser necesario para neutralizar el cloro con tiosulfato de sodio.
NUTRIENTES
•
Los nutrientes son sustancias químicas utilizadas para el
mantenimiento y crecimiento que son críticos para la supervivencia.
Las plantas requieren una serie de nutrientes, carbono, nitrógeno,
fósforo, oxígeno, silicio, magnesio, potasio, calcio, hierro, zinc y
cobre para crecer, reproducirse y protegerse de la enfermedad. De
estos nutrientes, nitrógeno y fósforo son especialmente
preocupantes en los RR HHs por dos razones:
– son dos de los nutrientes más importantes esenciales para el
crecimiento de plantas acuáticas, y
– la cantidad de estos nutrientes está entregados a los RR HHs se ha
incrementado significativamente.
•
La eutrofización es una condición en la que las altas
concentraciones de nutrientes estimular la excesiva proliferación de
algas, que luego se agotan el oxígeno a medida que se
pH
•
El monitoreo rutinario de un cuerpo de agua debe proporcionar
información de referencia sobre el Ph.
•
Disminuciones imprevistos en el pH pueden ser indicaciones de la
lluvia ácida, la escorrentía de los suelos ácidos, o contaminación por
productos químicos agrícolas.
•
Los valores de pH fuera del rango esperado de 5,0 a 10,0 se debe
considerar como indicadores de contaminación industrial o algún
evento catastrófico.
•
El pH del agua es fundamental para la supervivencia de la mayoría
de las plantas y animales acuáticos. Muchas especies tienen
problemas para sobrevivir si bajan los niveles de pH inferior a 5,0 ni
superior a 9.0.
•
Pequeños cambios en el pH del agua puede afectar la solubilidad de
algunos metales como el hierro y el cobre. Tales cambios pueden
influir en la vida acuática indirectamente.
pH
Varios otros factores también determinan el pH del agua,
incluyendo:
•
actividad bacteriana;
•
turbulencia del agua;
•
componentes químicos de la escorrentía que fluye en
el cuerpo de agua;
•
desbordamientos de aguas residuales,
•
impactos de otras actividades humanas, tanto
dentro y fuera de la cuenca de drenaje (por ejemplo, el
drenaje ácido de minas de carbón, derrames
SUSTANCIAS TOXICAS
• Hay dos clases generales de los contaminantes tóxicos, los metales y
compuestos orgánicos.
• Los metales tóxicos incluyen mercurio, plomo, cadmio, cromo y cobre.
Algunos de estos metales (por ejemplo, cobre) son requeridos en pequeñas concentraciones para los procesos metabólicos, pero son tóxicos a niveles más altos.
• Los compuestos orgánicos de interés como los HAP y varios más sintético
que ya no se producen, tales como los PCB y el DDT .
• Muchos contaminantes, incluido el DDT y los PCB, han sido prohibidos en
los Estados Unidos desde la década de 1970, pero son muy estables químicamente y persistir en los sedimentos bentónicos mucho tiempo después de la fuente de contaminación ha disminuido.
Toxicidad
Las toxinas pueden afectar a los animales en un ecosistema de RR HH a través de la toxicidad aguda o crónica.
TEMPERATURA
• La temperatura, probablemente el parámetro más fácil de medir, es un factor
decisivo que influye en varios aspectos del ecosistema.
• Temperatura juega muchos papeles en el RR HH. A medida que aumenta la
temperatura, la capacidad del agua para mantener el oxígeno disuelto disminuye. La temperatura del agua también influye en la tasa de fotosíntesis de las plantas, la tasa metabólica de los organismos acuáticos, y la sensibilidad de los organismos a los desechos tóxicos, parásitos y enfermedades.
• La temperatura óptima (que varían con la especie y su etapa de la vida) permiten a
los organismos para funcionar a la máxima eficiencia. El lento cambio de temperatura que viene con las estaciones del año permite a los organismos
aclimatarse, mientras que los rápidos cambios pueden afectar negativamente a las plantas y los animales.
• La temperatura no es generalmente constante de la superficie del agua hasta el
fondo. Un RR HH es la temperatura del agua es una función de: – La profundidad;
– La temporada;
– La cantidad de la mezcla por el viento, las tormentas y las mareas;
– grado de estratificación (capas);
TURBIDEZ
•
Las medidas de turbidez indican el grado de su claridad o
traslúcido. Existen varios tipos de turbidez del agua causa
material:
•
suspensión las partículas del suelo (incluyendo arcilla, limo
y arena);
•
pequeños organismos flotantes (por ejemplo, el
fitoplancton, zooplancton y bacterioplancton), y
•
pequeños fragmentos de plantas muertas.
•
Escorrentía natural, la turbulencia del agua de las
tormentas y el oleaje puede provocar turbidez del agua.
•
Los sedimentos también puede ser perturbado por los
animales que se alimentan del fondo, agregando a la
turbidez del agua.
COLIFORMES TOTALES Y COLIFORMES
FECALES
•
No todos los coliformes son de origen fecal.
•
coliformes totales: comprende la totalidad del
grupo.
•
coliformes fecales: aquellos de origen intestinal.
•
Desde el punto de vista de la salud pública esta
diferenciación es importante puesto que permite
asegurar con alto grado de certeza que la
ACEITES Y GRASAS
•
Compuestos orgánicos constituidos principalmente por ácidos
grasos de origen animal y vegetal, así como los hidrocarburos del
petróleo.
•
Algunas de sus características más representativas son baja
densidad, poca solubilidad en agua, baja o nula biodegradabilidad.
•Iterfieren con el intercambio de gases entre el agua y la atmósfera.
No permiten el libre paso del oxígeno hacia el agua, ni la salida del
CO2 del agua hacia la atmósfera; además de interferir con la
penetración de la luz solar.
•
Las principales fuentes aportadoras de grasas y aceites son los usos
domésticos, talleres automotrices y de motores de lanchas y
barcos, industria del petróleo, rastros, procesadoras de carnes y
embutidos e industria cosmética.
•
