CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO COLIMA
Nombre del Residente
Perla Estrella Romero Jiménez
Nombre del Asesor
Laura Eréndira Martínez Martínez
Nombre de la Carrera
Ing. Bioquímica
2
INDICE
Justificación . . . 4
Objetivo General . . . .5
Objetivos Específicos . . . .5
Introducción . . . .6
Variación de la calidad del agua . . . 6
Ecosistemas de agua Dulce . . . .6
Características del Rio Colima . . . .7
Parámetros Físicos . . . .8
Temperatura . . . .8
Sabor y Olor . . . 9
Color . . . 9
Turbidez . . . 9
Conductividad y Resistividad . . . 9
Parámetros Químicos . . . 10
Potencial de Hidrógeno . . . 10
Dureza . . . .10
Oxígeno Disuelto . . . 10
Cloruros . . . .10
Sulfatos . . . 11
Nitratos . . . 11
Metodología . . . 12
Toma de muestra . . . .14
3
Determinación de Cloruros Totales . . . 15
Determinación de Dureza . . . 15
Determinación del Ión Sulfato . . . .16
Utilización del Multiparamétrico . . . 16
Resultados . . . 17
Parámetros Fisicoquímicos – Febrero. . . . . . 17
Parámetros Fisicoquímicos – Marzo . . . 18
Parámetros Fisicoquímicos – Abril . . . .19
Comparación . . . 20
Discusión . . . 25
Conclusión . . . 28
Competencias Desarrolladas y Aplicadas . . . 30
Bibliografía . . . .32
Anexos . . . 34
4
JUSTIFICACIÓN
Los recursos hídricos han tenido una importancia crítica para la sociedad humana desde que las personas descubrieron que podían producir alimentos cultivando plantas. Hasta hace poco tiempo el enfoque del suministro de agua para cualquier propósito era sencillo: ubicarse cerca del agua, como lo hicieron muchas ciudades. Una vez utilizada el agua se desechaba por lo general en el mismo cuerpo de agua.
El crecimiento exponencial de la población y la expansión industrial crearon la necesidad de suministrar y distribuir agua en mayores cantidades. Esta necesidad se reparó construyendo presas, embalses, desviaciones de ríos, tuberías y acueductos para llevar agua desde fuentes más distantes y no contaminadas.
La aplicación generalizada de la tecnología moderna a la provisión de agua en abundancia para usos municipales, industriales y agrícolas sin restricción, sin incentivos que alienten su reutilización o conservación, ha incrementado en alto grado la competencia para fuentes limitadas de agua fácilmente accesibles. (Henry & Heinke, 1999).
Uno de los problemas más grandes del Estado son las descargas de aguas residuales, la cual se deposita principalmente en ríos y arroyos sin ningún tratamiento, deteriorando la calidad de los mismos. Las normas de calidad se establecen para que se pueda mantener una concentración de oxigeno disuelto mínimo tal que sea capaz de proteger el ciclo natural en los cursos de agua, aprovechando su capacidad de asimilación natural.
Los estudios de la calidad del agua en cuencas con trayectos urbanos, son de suma importancia debido al círculo vicioso en que se ha convertido el proceso de uso y manejo del agua por los usuarios de una cuenca. Los pobladores ubicados agua arriba se abastecen de agua la cual la toman del cauce con una calidad aceptable pero luego la vierten al mismo cauce con una calidad menor a como la obtuvieron para su uso, provocando así dicho círculo vicioso.
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En caso de encontrar contaminaciones considerables, es necesario identificar la causa de dicho problema, con el fin de prevenirla. La restauración de estos ecosistemas es necesaria para regresar el equilibrio de flora y fauna a los ríos, además de mejorar el aspecto de la ciudad.
Cabe mencionar que en esta investigación se trabajará en el “Río Colima”, un río perenne (con agua todo el año) de gran importancia. En el periodo enero-mayo, los ríos restantes no llevan agua ya que son ríos estacionales.
Esta investigación determina la variación de la calidad del agua en la cuenca del Río Colima iniciando en el poblado del Chanal y terminando a la altura de la PTAR, debido a la posible contaminación presente en el mismo.
Objetivo General
Determinar el grado de contaminación del Río Colima a través de un estudio de la calidad del agua desde el punto de vista fisicoquímico.
Objetivos Específicos
Ubicar estratégicamente los puntos a muestrear.6
INTRODUCCIÓN
Variación de la calidad del Agua
Existe un equilibrio ente la vida vegetal y animal en las corrientes de agua natural, habiendo una interacción entre las diversas formas de vida. Las aguas se caracterizan por una gran variedad de especies, sin predominio de unas sobre otras. La materia orgánica vertida a un cauce es descompuesta por las bacterias en nitrógeno amoniacal, nitritos, sulfatos, dióxido de carbono, etc., los cuales son utilizados por las plantas y algas para producir carbohidratos y oxigeno. Las especies vegetales sirven de alimento a animales microscópicos (protozoos, rotíferos, entre otros), y éstos a su vez son el alimento de los crustáceos, insectos, gusanos y peces. Algunos organismos se alimentan de los residuos producidos por otros, ayudando de esta manera a la desintegración bacteriana (Carrillo Gutiérrez, 2013).
La introducción de cantidades excesivas de residuos en una corriente de agua, altera el ciclo al promover el rápido crecimiento bacteriano, que puede producir una disminución del oxigeno disuelto en el agua. Las aguas contaminadas se caracterizan por tener una gran cantidad de un número reducido de especies. Al restablecer el exceso de materia orgánica se restablece el ciclo normal según un proceso conocido como autodepuración (Carrillo Gutiérrez, 2013).
Ecosistemas de Agua Dulce
Se considera como agua dulce a aquellas que contienen una baja concentración de sal, como la de los ríos, lagos, pantanos. Los ecosistemas de agua dulce proveen materias primas valoradas económicamente y servicios al ser humano (agua potable, riego, transporte, recreación, entre otros), así como hábitat para plantas y animales.
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Según el libro de Ecología escrito por Eugene P. Odum, los hábitats de agua dulce pueden considerarse en forma adecuada en dos series, como sigue:
Hábitat de agua quieta, o lénticos (lenis, quieto): Lago, estanque, pantano o charco. Hábitat de agua corriente, o lóticos (lotus, lavado): Manantial, riachuelo (arroyo) o río.
Los hábitats de agua dulce ocupan una porción relativamente pequeña de la superficie de la tierra, en comparación con los hábitats marinos y terrestres. Los ecosistemas del agua dulce proporcionan los sistemas de eliminación de desperdicios más cómodos y baratos. Si el ser humano no se mide con sus acciones el agua se convertirá en un factor limitado.
Características del Rio Colima
El río Colima se encuentra dentro del estado de Colima y forma parte de la cuenca del mismo nombre. A su vez, se encuentra dentro de la cuenca del rio Ayuquila-Armería. El río nace en las laderas del Volcán de Colima, a una altitud de 1600 m sobre el nivel del mar, cerca de la comunidad de El Naranjal en el municipio de Villa de Álvarez, ubicado el parteaguas de la cuenca a 1720 msnm. Al norte recibe el nombre de Arroyo Verde, y con dirección suroeste recorre 24 km hasta llegar a la ciudad de Colima, la cual cruza de norte a sur en un tramo aproximado de 5 km, para continuar su flujo hacia el sur durante 25 km más, hasta unirse al Río Armería, donde llega a ser un río de orden 4 de acuerdo al sistema de ordenación de corrientes de Horton- Stralher (Fig. 2). La cuenca del Río Colima tiene una superficie total de 93 km cuadrados, dentro de la que se establecen 23 localidades y habitan aproximadamente 176,365 personas (Fuente, 2011).
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Fig. 2 Sistema de ordenación de corrientes de Horton-Strahler (Fuente, 2011)
A lo largo del cauce el río presenta bosque de galería en diferentes estados de conservación, mientras que el bioma dominante en la cuenca es la selva baja caducifolia con algunos remanentes de selva mediana perennifolia (Juarez & Velázquez, 2006).
Parámetros físicos
No son índices absolutos de contaminación, por lo que en cada caso debe medirse la desviación de la norma. Los parámetros físicos más importantes son
Temperatura Sabor y olor Color Turbidez
Conductividad y Resistividad
Temperatura
La temperatura en el aire es más variable que en el agua, lo que crea un factor limitativo ya que los organismos acuáticos poseen a menudo tolerancias muy angostas. Así pues, una contaminación térmica por el hombre puede tener, aun siendo moderada, vastos efectos (Odum, 1982).
9 Sabor y olor
El sabor y olor del agua son determinaciones organolépticas de determinación subjetiva, para las cuales no existen instrumentos de observación, ni registro, ni unidades de medida. Las aguas adquieren un sabor salado a partir de las 300 ppm de Cl-, y un gusto salado y amargo con más de 450 ppm de SO4-2. El CO2 libre le da un gusto picante. Trazas de fenoles u otros compuestos orgánicos le confieren un color y sabor desagradable (Rigola Lapeña, 1990 ).
Color
El color es la capacidad de absorber ciertas radiaciones del espectro visible. No se puede atribuir a ningún constituyente en exclusiva, anqué ciertos colores en aguas naturales son indicativos de la presencia de ciertos contaminantes. El color afecta estéticamente la potabilidad de las aguas, puede representar un potencial colorante de ciertos productos cuando se utiliza como material de proceso, y un potencial espumante en su uso en calderas.
Las medidas de color se hacen normalmente en laboratorio por comparación con un estándar arbitrario a base de cloruro de cobalto, Cl2Co, y cloroplatinato de potasio, Cl6PtK2, y se expresa en una escala de unidades de Pt-Co (unidades Hazen) o simplemente Pt. Las aguas subterráneas no suelen sobrepasar valores de 5 ppm de Pt, pero las superficiales pueden alcanzar varios centenares de ppm. Según el origen del color los principales tratamientos de eliminación pueden ser la coagulación, la filtración, la cloración o la adsorción en carbón activo (Rigola Lapeña, 1990 ).
Turbidez
La turbidez es una medida de la capacidad de un agua para dispersar y absorber la luz en línea recta a través de una muestra y es indicativa de la presencia de material disperso, emulsificado o suspendido. Es importante su consideración por tres aspectos fundamentales: antiesteticidad, movilidad y filtrabilidad de contaminantes y eficacia de la desinfección (Sepúlveda Marqués, 2002)
10 Conductividad y Resistividad
Es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad. Es indicativa de la materia ionizable total presente en el agua. El agua pura contribuye mínimamente a la conductividad, y en casi su totalidad es el resultado del movimiento de iones de las impurezas presentes. La resistividad es la medida recíproca de la conductividad.
Parámetros Químicos
Son los más importantes para definir la calidad del agua. Si el agua en estudio no ha recibido vertidos urbanos o industriales, la prospección debe comprender la determinación de los siguientes parámetros:
Potencial de Hidrogeno
El pH es una medida de la concentración de iones hidrogeno, y se define como pH= Log (1/[H+]). Es una medida de la naturaleza ácida o alcalina de la solución acuosa que puede afectar a los usos específicos del agua. La mayoría de las aguas naturales tiene un pH de entre seis y ocho. Su medición se realiza fácilmente con un pHmetro. Aunque se puede disponer de papeles especiales que, por coloración, indican el pH (Odum, 1982).
Dureza
La dureza, debida a la presencia de sales disueltas de calcio y magnesio, mide la capacidad de agua para producir incrustaciones. Afecta tanto a las aguas domésticas como a las industriales, siendo la principal fuente de depósito e incrustaciones en calderas (Rigola Lapeña, 1990 ).
Oxigeno Disuelto
11 Cloruros
El ión cloruro es uno de los iones inorgánicos que se encuentran en mayor cantidad en las aguas naturales y residuales, además de que su presencia es necesaria en aguas potables. Un alto contenido de cloruros puede dañar estructuras metálicas y evitar el crecimiento de plantas. Las altas concentraciones de cloruros en aguas residuales, cuando éstas son utilizadas para el riego en campo agrícola deterioran en forma importante la calidad del suelo (Harris, 2003).
Sulfatos
Los sulfatos (SO42-) están ampliamente distribuidos en la naturaleza y pueden estar presentes en aguas naturales, en concentraciones que varían desde pocos hasta miles de miligramos por litro, los desechos del drenaje de minas pueden contribuir con grandes cantidades de iones sulfato a través de oxidación de pirita (Rigola Lapeña, 1990 ).
Nitratos
El ion NO3- forma sales muy solubles y bastante estables, aunque en medio reductor puede pasar a nitrito, nitrógeno o amoniaco. Las aguas normales contienen menos de 10 ppm, y el agua de mar hasta 1 ppm, pero las aguas contaminadas, principalmente por fertilizantes, pueden llegar a varios centenares de ppm (Rigola Lapeña, 1990 ).
Su determinación en el laboratorio es complicada y se realiza en general por espectrofotometría, resultante de la absorción de la radiación UV por el ión nitrato.
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METODOLOGÍA
Para el análisis del río Colima se tomaron en cuenta nueve puntos alrededor de su cauce, los cuales se describen a continuación:
1. El Chanal
La primera muestra recolectada fue a las afueras de la localidad del Chanal con coordenadas 19.297830, -103.702592, la cual se encuentra a 4 km al norte de la Ciudad de Colima.
2. Rincón del Colibrí (Fraccionamiento)
Almacenamiento SIAPA son cuatro tanques que almacenan agua proveniente del rio Colima, la muestra recolectada fue a esa altura. Las coordenadas fueron 19.283102, -103.713307.
3. Tercer Anillo Periférico
La tercera recolección fue tomada a la altura del tercer anillo periférico. Las coordenadas fueron 19.275459, -103.715348.
4. Amarillas
Las amarillas es una colonia ubicada a un costado izquierdo de Walmart Tecnológico. Las coordenadas fueron 19.258122,-103.721749.
Fig. 3 Río Colima a las afueras del del Chanal
Fig. 4 Rio Colima a la altura del fraccionamiento rincón del colibrí
Fig. 5 Río Colima a la Altura del Tercer Anillo Periférico
13 5. Calle Maclovio Herrera
Esta calle se ubica antes de entrar al centro de la ciudad de Colima, es por ello que se tomó en cuenta este punto para observar como entra el agua del río al centro de la ciudad. Las coordenadas fueron 19.247811, -103.725422.
6. Parque Regional
Este punto se tomó como referencia ya que el centro de la ciudad termina en este punto, por lo cual es importante su monitoreo. Las coordenadas fueron 19.232193, -103.734614.
7. Tivoli
El Tivoli es una de las últimas colonias de la ciudad de Colima por lo cual se considero tomar este punto. Las coordenadas fueron 19.224126, -103.739641.
8. Salida de la Ciudad de Colima
La octava muestra se tomó en las afueras de la cuidad de Colima, ya que se quería determinar el estado del agua al salir de la ciudad. Las coordenadas fueron 19.216233, -103.743907.
Fig. 7 Rio Colima a la altura de la calle Maclovio Herrera
Fig. 8 Río Colima a la altura del Parque Regional
Fig. 9 Río Colima a la altura del Tivoli
14 9. PTAR
Como último punto se tomó la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, la cual hace sus descargas en el rio Colima. Se considera un punto importante para saber cómo salen las aguas tratadas. Las coordenadas Fueron 19.200619, -103.768257.
Toma de Muestra
Para la toma y manejo de muestra se consultó el NACEC (North American Commission for Environmental Cooperation).
Se enjuagó tres veces el recipiente de muestreo con agua. Durante el muestreo se sumergió el frasco con el cuello hacia abajo (a contracorriente) hasta una profundidad de 15 cm aproximadamente. Durante la toma de muestra el recipiente no tocó el fondo del cuerpo muestreado, esto con el fin de evitar contaminación por los sedimentos disueltos. Se trató de tomar la muestra en el centro del canal, debido a que la velocidad es mayor y hay menor asentamiento de sólidos. Para la determinación de dureza se requirió la adición de ácido nítrico (para su conservación química), el cual fue adicionado al momento de la toma de muestra.
Para el envasado de cada muestra, se escribieron los datos en el frasco con un plumón de aceite. Todos los envases con las muestras se colocaron en un recipiente cerrado el cual contenía hielo y se mantuvo una temperatura de 4° C.
La toma de muestra se dio de la siguiente manera:
La primera toma de muestra se realizó el día miércoles 17 de Febrero del 2016 y se inicio a las 8:00 am.
La segunda toma de muestra se realizó el día miércoles 2 de Marzo del 2016 y se inicio a las 8:00 am.
La tercera toma de muestra se realizó el día miércoles 13 de Abril del 2016 y se inicio a las 8:00 am.
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Pruebas Fisicoquímicas
Determinación de Cloruros Totales
La determinación de cloruros Totales se realizó por el método descrito en la Norma NMX-AA-073-1981.
Fig. 12 Descripción grafica del método (Cloruros)
El principio del método (Fig.13) se basa en una valoración con nitrato de plata utilizando como indicador cromato de potasio. La plata reacciona con los cloruros para formar un precipitado de cloruro de plata de color blanco. En las inmediaciones del punto de equivalencia al agotarse el ion cloruro, empieza la precipitación del cromato. La formación de cromato de plata puede identificarse por el cambio de color de la disolución a anaranjado-rojizo (Fig. 12) así como en la formación del precipitado. En este momento se da por terminada la valoración.
Fig. 13 Principio del método, determinación de Cloruros Totales
Determinación de Dureza
La determinación de Dureza se realizó por el método descrito en la Norma NMX-AA-072-2001.
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presencia de calcio y magnesio y vira a azul cuando estos se encuentran acomplejados o ausentes. El complejo del EDTA con el calcio y el magnesio es más fuerte que el que estos iones forman con el negro de eriocromo T, de manera que la competencia por los iones se desplaza hacia la formación de los complejos con EDTA desapareciendo el color rojo de la disolución y tornándose azul (Fig. 14).
Fig. 14 Descripción grafica del método, la muestra tiene que pasar de un color rojo vino a un azul
Determinación de Ion Sulfato
La determinación del Ion Sulfato se realizó por el método descrito en la Norma NMX-AA-074-2014.
El ion sulfato precipita con cloruro de bario, en un medio ácido, formando cristales de sulfato de bario de tamaño uniforme. La concentración de masa del ion sulfato se mide por comparación de la lectura con una curva de equilibrio analítica.
Utilización del multiparamétrico
Se utilizó un multiparamétrico modelo HL 9829, el cual cuenta con una sonda que contiene sensores para los distintos parámetros y cuenta con un cable de 20 metros de longitud.
El multiparamétrico puede determinar los siguientes parámetros pH, mV, ORP, Conductividad, Resistividad, TDS, Salinidad, Presión Atmosférica y Temperatura. La sonda que mide oxigeno disuelto estaba fuera de funcionamiento, por lo cual no fue posible medirlo.
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RESULTADOS
Parámetros Fisicoquímicos - Febrero
Tabla no. 1 Parámetros fisicoquímicos determinados por Normas Mexicanas
Origen de la muestra Dureza expresada en mg/L de CaCO3
Cloruros Totales
expresada en mg/L de
Cl
-Ion Sulfato expresado
en mg/L de SO4
2-Chanal 169.332 8.7086 18.5436
Rincón del Colibrí 173.66 11.8757 22.1359
Tercer Anillo
Periférico 179.332 15.0417 22.5242
Amarillas 190 15.8326 26.1165
Maclovio Herrera 194 18.2092 29.0291
Parque Regional 204.666 20.5843 22.7087
Tivoli 212.666 22.1679 32.7184
Salida 232 24.5430 43.9805
PTAR 372.666 60.169 113.0097
Tabla no. 2 Parámetros fisicoquímicos determinados con el Multiparamétrico.
Origen de la muestra pH
Sólidos disueltos
en ppm
Chanal 6.4 114
Rincón del Colibrí 6.44 117
Tercer anillo periférico 6.5 119
Amarillas 6.1 135
Maclovio Herrera 6.5 142
Parque Regional 6.27 161
Tivoli 6.5 177
Salida 6.5 200
PTAR 6.3 409
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Parámetros Fisicoquímicos - Marzo
Tabla no. 3 Parámetros fisicoquímicos determinados por Normas Mexicanas
Origen de la muestra Dureza expresada en mg/L CaCO3
Cloruros Totales
expresada en mg/L Cl
-Ion Sulfato expresado
en mg/L SO4
2-Chanal 204.6 10.1333 22.6213
Rincón del Colibrí 207.332 10.7672 24.9514
Tercer Anillo
Periférico 214 12.3507 25.8252
Amarillas 223.332 14.2509 29.611
Maclovio Herrera 226 14.8833 33.4951
Parque Regional 238 19.0012 35.0485
Tivoli 250 19.9512 36..2135
Salida 288 25.339 58.0582
PTAR 394.6 61.1193 79.7087
Tabla no. 4 Parámetros determinados con el Multiparamétrico
Muestra 1 2 3 4 5 6 7 8 9
pH 7.88 7.84 7.1 8.12 8.25 8.5 8.7 8.48 7.8
°C 17.46 18.92 19.8 22.2 23.37 26.37 27.8 28.13 28.62
mmHg 707.4 712.7 714.2 718.6 720.8 724.2 725.4 726.8 730.2
MS/cm 165 170 180 214 225 263 269 364 633
MS/cm^a 142 151 162 202 218 270 284 386 673
tdsmg/L 83 85 90 107 113 132 135 182 316.3
sal 0.08 0.08 0.08 0.1 0.11 0.12 0.13 0.17 0.3
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Parámetros Fisicoquímicos - Abril
Tabla no. 5 Parámetros fisicoquímicos determinados por Normas Mexicanas
Origen de la muestra Dureza expresada en mg/L CaCO3
Cloruros Totales
expresada en mg/L
CL
-Ion Sulfato expresado
en mg/L SO4
2-Chanal 177.333 6.967 25.8252
Rincón del Colibrí 180 7.6004 26.601
Tercer Anillo
Periférico 180.66 8.550 27.7669
Amarillas 212.666 10.4506 32.6213
Maclovio Herrera 222 11.7174 37.9611
Parque Regional 245.333 14.8842 41.553
Tivoli 249.333 16.151 45.1456
Salida 280.666 19.951 61.359
PTAR 409.333 61.120 114.3689
Tabla no. 6 Parámetros determinados con el Multiparamétrico
Muestra 1 2 3 4 5 6 7 8 9
pH 8.08 8.26 7.76 8.14 8.19 8.27 8.48 8.18 8.14
°C 18.88 19.85 20.24 21.41 22.01 25.13 26.14 27.59 28.8
mmHg 704 709.3 711.4 716.1 718.1 721.8 723.5 725.6 729
MS/cm 225 234 248 288 314 375 395 481 827
MS/cm^a 199 211 226 268 296 375 404 504 887
tdsmg/L 112 117 124 144 177 187 198 240 417
sal 0.11 0.11 0.12 0.14 0.15 0.18 0.19 0.23 0.4
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Comparación
Se tomaron los valores obtenidos en las tablas y se realizaron comparaciones entre los meses y las muestras de cada análisis realizado.
Grafica no. 1 Determinación de Dureza
Grafica no. 2 Determinación de Cloruros 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
1 2 3 4 5 6 7 8 9
D u re za e xp re sad a m g/ L d e CaCO3 Muestras analizadas Febrero Marzo Abril 0 10 20 30 40 50 60 70
1 2 3 4 5 6 7 8 9
21
Grafica no. 3 Determinación de Sulfatos
Grafica no. 4 Medición del pH 0 20 40 60 80 100 120
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ion Su lfato e xp re sad o e n m g/ L d e SO42 - Muestras analizadas Febrero Marzo Abril 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 2 3 4 5 6 7 8 9
22
Grafica no. 5 Medición de Sólidos Disueltos
Grafica no. 6 Medición de la Temperatura 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
1 2 3 4 5 6 7 8 9
So lid o s d isu e lto s e n m g/ L
Muestras analizadas
Febrero Marzo Abril 0 5 10 15 20 25 30
1 2 3 4 5 6 7 8 9
23
Grafica no. 7 Medición de la Conductividad
Grafica no. 8 Medición de la Resistividad 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Co n d u ctiv id ad e n M S/ cm Muestras analizadqas Marzo Abril 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
1 2 3 4 5 6 7 8 9
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Grafica no. 9 Medición de la Salinidad
Grafica no. 10 Medición del Potencial de Oxido Reducción (ORP) 0
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Sal
in
id
ad
e
n
PS
U
Muestras Analizadas
Marzo Abril
-100 -50 0 50 100 150
1 2 3 4 5 6 7 8 9
ORP e
n
PSU
Muestras analizadas
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DISCUSIÓN
La dureza es una característica química del agua que está determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio. La mayoría de los suministros de agua potable tienen un promedio de 250 mg/L de dureza (Carrillo Gutiérrez, 2013). Se tomó como referencia la siguiente tabla la cual establece concentraciones estándar para definir las características del agua.
Tabla no. 7 Valores de Dureza en Agua (Jairo Alberto, 2001)
De los valores obtenidos de Dureza (Grafica no. 1) ningún valor obtenido se encuentra en agua blanda, mientras que la primera muestra en los tres meses el agua estuvo moderadamente dura con respecto a la tabla de Jairo Alberto, en la segunda muestra Rincón del Colibrí se mantuvo como agua moderadamente dura en el mes de Febrero y Abril, por otro lado en Marzo fue dura. En las muestras 3,4,5,6,7 y 8 las muestras oscilan entre agua moderadamente dura y dura. Pero en la ultima muestra (PTAR) las muestras analisadas en los tres meses se ubican como agua muy dura. En la gráfica de determinación de dureza (Grafica no. 1) se puede observar que conforme avanza el cauce del río y entra a la mancha urbana los niveles de dureza aumentan. Es probable que el ambiente de la ciudad y las descargas clandestinas propicien el aumento de la dureza. Si se toma en cuenta la NOM-127-SSA1-1994 “Salud ambiental, agua para uso y consumo humano-límites permisibles de calidad y tratamiento a que debe someterse el agua para su potabilización”. Los límites permisibles que maneja esta norma para el consumo humano son de 500 mg/L, lo que indica que está dentro del rango que es seguro para el ser humano.
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someter el agua para su potabilización. Los valores obtenidos no sobrepasan el límite máximo en este análisis, siendo el valor más alto de 61.120 mg/L (tabla no. 5) en el mes de Abril en la muestra nueve (PTAR).
Si se toma en cuenta la norma NOM-127-SSA1-1994 los valores máximos permisibles son de 200 mg/L de SO4- , en las muestras analizadas no se rebasa esa cantidad (Grafica no. 3), la cantidad más alta obtenida en este análisis fue de 114.3689 mg/L y se puede observar en la tabla no. 5.
El rango del pH medido osciló entre 6.1 y 8.27 mostrando un elevado proceso de alcalinidad. La norma Oficial Mexicana propone que le pH existente en aguas superficiales debe de permanecer entre un rango de pH de 6.5 a 8.5. Este comportamiento se puede deber a que el suelo de Colima contiene gran cantidad de caliza y componentes minerales. Con el escurrimiento o precipitaciones pluviales llegan a producirse incrementos en la alcalinidad o en otro caso pueden existir compuestos químicos, tales como bromatos, silicatos y fosfatos, que contribuyen a su alcalinidad.
En los sólidos disueltos los valores más altos se obtuvieron en la última muestra (PTAR) en los tres meses, como se expresa en la grafica número cinco. Si se compara con los valores establecidos en la NOM-001-ECOL-1996 “Límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales” los cuales consideran un periodo mensual de 75 mg/L, se sobrepasa el nivel permitido, ya que el valor de la PTAR en el mes de Febrero fue de 409 mg/L, en el mes de Marzo fue de 316.3 mg/L, y en Abril de 417 mg/L.
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temperatura de 40°C en cuanto a uso público urbano por mes, comparándolo con los valores obtenidos en la PTAR que corresponde a la muestra número nueve en el mes de Marzo se obtuvo una temperatura de 28.62 ° C y en el mes de Abril fue de 28.8 (tabla no. 4 y no. 6) lo que indica que los valores obtenidos no superan los límites permisibles de esta NOM.
Con relación a la conductividad, se determinó que los puntos muestreados presentan una actividad muy alta, ya que el limite permisible para aguas superficiales es de 1.5 mS/cm. Esta actividad puede ser originada por una alta concentración de sustancias disueltas en el agua y la temperatura presente. Cualquier cambio en la cantidad de sustancias disueltas y su valencia, implica un cambio en la conductividad y un estimado rápido del contenido de sólidos disueltos. Mientas que la resistividad también dio valores muy elevados.
La salinidad es una propiedad importante de aguas industriales y de cuerpos de agua naturales. Originalmente este parámetro fue concebido como una medida de la determinación del contenido total de sales, según la Norma de “Calidad Ambiental y de Descargas de Efluentes: Recurso Agua” los valores permisibles del agua dulce son de 0.5 PSU y los obtenidos en este análisis no sobre pasan este valor ya establecido (Grafica no. 9).
“La adquisición de un electrón se llama reducción mientras que la pérdida de un electrón se llama oxidación. El valor conocido como potencial de óxido reducción o ORP (potencial Redox) permite cuantificar la actividad de los electrones o el potencial electroquímico del agua midiendo los electrones. La reducción establece un aumento de la energía en una sustancia. Un ORP negativo, representado en milivoltios (mV), normalmente indica que el agua tiene un efecto alcalinizante. La mayor parte del agua de grifo registra valores alrededor de +300 mV porque está llena de protones (efecto acidificante)” (Palmisano & Baroody, 1991). Los valores obtenidos en este análisis son muy variados ya que en ciertos puntos el agua presenta ORP positivos y negativos grafica No. 10 si se toma en cuenta que la Organización Mundial de la Salud adoptó en 1971 un valor de 659 mV como valor adecuado para el agua potable el agua del rio Colima no sería apta para consumo, puesto que tiene valores muy por debajo de este valor. Variadas investigaciones han demostrado que un valor de ORP de 650 a 700 mV, bacterias como Escherichia Coli y
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CONCLUSIÓN
Los factores físicos y químicos calculados a lo largo del cauce del Río Colima presentaron un comportamiento ascendente conforme avanzaba por la ciudad. Considerando que el río se comenzó a monitorear en el poblado del Chanal, un poblado muy pequeño a las afueras de la ciudad, y se fue siguiendo su cauce hasta llegar a la ciudad y a las afueras, finalizando en la PTAR.
Los valores obtenidos no sobrepasan los valores establecidos en las normas NOM-001-ECOL-1996 y NOM-127-SSA1-1994. El único parámetro que estuvo por encima del límite máximo permisible fue el de los sólidos disueltos (NOM-001-ECOL-1996), valor que se dispara en la salida de la PTAR. Esta es una tendencia general, ya que todos los parámetros tuvieron un aumento considerable en este punto de muestreo. Afortunadamente, solamente uno de los parámetros estuvo por encima de la normatividad, y es al que se debe enfocar la PTAR en disminuir.
Se tiene que tomar en cuenta que esta investigación no contó con un análisis microbiológico, el cual es un punto crucial para determinar si el agua del rio Colima presenta coliformes fecales (y si se es más exhaustivo, en este mismo análisis determinar si hay presencia de E. coli, Salmonella, entre otras bacterias) que son dañinas para la salud humana. Ni la Demanda Bioquímica de Oxigeno, ni oxigeno disuelto fueron medidos, los cuales son parámetros cruciales de monitoreo para determinar la calidad del agua. Es de suma importancia mantener en equilibrio el ecosistema de este rio para evitar la posible contaminación, puesto que la introducción de cantidades excesivas de residuos en una corriente de agua, altera el ciclo al promover el rápido crecimiento bacteriano que puede producir una disminución en el oxigeno disuelto.
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función de la diversidad de actividades, el tamaño de su comunidad, la infinidad de materiales químicos que manejan en forma de: medicamentos; materiales para prevención, curación, atención y tratamiento; productos de limpieza; desinfectantes; materiales para diagnostico clínico y de laboratorio, entre otros. Todo esto sumado representa un riesgo de contaminación para el rio. Sin dejar de mencionar las tuberías de drenaje que pasan por el río que pueden tener fugas que desemboquen en el mismo.
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COMPETENCIAS DESARROLLADAS Y APLICADAS
La realización de esta residencia me permitió tener una perspectiva de lo que puede llegar a ser la vida laboral me permitió aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera de forma profesional.
Expresión oral y escrita
La comunicación oral fue fundamental en esta investigación, ya que tuve que aprender a expresarme en público de manera profesional, perdiendo el miedo. Fue necesario pedir ayuda de mis superiores como mi asesor externo, interno, entre otras personas. Aprendí a gestionar recursos y ayuda de otras instituciones ajenas a donde yo realizaba mi residencia. En la expresión escrita tuve que hacer buen uso de la redacción cuando se trataba de comunicarme o expresarme por medio de mensajes o a través de un documento.
Habilidades de gestión de información
Aplique habilidades para la búsqueda y analice información proveniente de fuentes diversas (libros, tesis, internet, entre otras), con el fin de tener información verdadera y certera.
Capacidad de Organizar y Planificar
Realice bosquejos en forma ordenada y planificada para poder llevar a cabo los muestreos en campo, así como las pruebas en laboratorio. Tuve que hacer esquemas de las metodologías establecidas en las Normas Oficiales Mexicanas para facilitar su manejo. También listas de materiales así como de reactivos que se requerían en el laboratorio y materiales para el muestreo en campo.
Competencias interpersonales
Durante mi estadía en laboratorio aprendí a trabaja por mi cuenta, siendo que antes la mayor parte del tiempo trabajaba en equipo. Aprendí a valorar a mis compañeros y tuve que confiar en mí. Comprendí que frecuentemente las cosas no salen primera y que es de suma importancia no caer en la desesperación y a estar siempre con pensamientos positivos. Manifesté el compromiso ético en el ejercicio diario, respetuoso de la autoría intelectual evitando el plagio.
Manejo de Normas Oficiales
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de algún producto existen normas o códices que nos establecen reglamentos o procedimientos. Se compararon parámetros establecidos en normas con los resultados obtenidos en la práctica.
Fundamentos de la Química Analítica e Instrumental
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BIBLIOGRAFÍA
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Palmisano, R., & A., B. T. (1991). Alcalinizarse y Ionizarse para vivir sanos y más Tiempo . Italia : Sapio Bis.
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Sepúlveda Marqués, R. e. (2002). El agua en el medio ambiente Muestreo y análisis. Mexicali: PLAZA Y VALDES.
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NOM-127-SSA1-1994 SALUD AMBIENTAL, AGUA PARA SU USO Y CONSUMO HUMANO-LÍMITES PERMISIBLES DE LA CALIDAD Y TRATAMIENTOS A QUE DEBE SOMETERSE EL AGUA PARA SU POTABILIZACIÓN.
NOM-001-ECOL-1996 QUE ESTABLECE LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUA RESIDUALES EN AGUAS Y BIENES NACIONALES.
NMX-AA-072-SCFI-2001 ANÁLISIS DE AGUA-DETERMINACIÓN DE DUREZA TOTAL EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS –MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA A LA NMX-AA-072-1981).
NMX-AA-073-SCFI-2001 ANÁLISIS DE AGUA-DETERMINACIÓN DE CLORUROS TOTALES EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS-MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA LA NMX-AA-073-1981).
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ANEXOS
Calculo de los parámetros fisicoquímicos medidos en el mes de Febrero
Determinación de Dureza
Para la determinación de Dureza en las muestras de agua del rio Colima, se utilizó la siguiente formula cada muestra se analizó por triplicado y se saco un promedio.
C1V1=C2V2 Donde:
C1=Disolución de EDTA con una concentración de 0.01 N V1= Volumen de EDTA gastado en la titulación
C2 =Concentración de CaCO3
V2= Volumen de la muestra en el matraz (agua de río) Despeje:
1. Chanal
( ) (
) (
)
2. Tanque Santa Bárbara
(
) (
) (
)
3. Tercer Anillo Periférico
35 ( ) ( ) ( ) 4. Amarillas ( ) ( ) ( )
5. Maclovio Herrera
( ) ( ) ( )
6. Parque Regional
36
(
) (
) (
)
9. PTAR
(
) (
) (
)
Determinación de Cloruros Totales
Se realizó una valoración del Nitrato de Plata con cloruro de Sodio 0.014 N Se utilizó la formula
C1V1=C2V2 Donde:
C1= Concentración del Cloruro de sodio conocida (0.014N) V1= Volumen de Cloruro de sodio utilizado en el matraz C2= Concentración de Nitrato de Plata a encontrar V2= Volumen gastado en la titulación con Nitrato de Plata
1. Primera repetición
2. Segunda repetición
3. Tercera repetición
37 Promedio
Determinación de las muestras
Para la determinación de cloruros en las muestras de agua del rio Colima se utilizó la siguiente formula, cada muestra se analizó por triplicado y se saco un promedio.
C1V1=C2V2 Donde
C1= Normalidad del Nitrato de Plata conocido (0.0134 M) V1= Volumen de Nitrato de Plata gastado en la titulación C2= Concentración de ion Cloruro en la titulación V2= Volumen de muestra a analizar (agua de río)
1. Chanal
(
) (
) (
)
2. Tanque Santa Bárbara
(
) (
) (
)
3. Tercer Anillo Periférico
( ) (
) (
)
38 4. Las Amarillas
( ) ( ) ( )
5. Maclovio Herrera
( ) ( ) ( )
6. Parque Regional
( ) ( ) ( ) 7. Tivoli ( ) ( ) ( )
8. Salida de la Ciudad de Colima
39
(
) (
) (
)
9. PTAR
(
) (
) (
)
Determinación de Ion Sulfato
La curva de calibración se realizo de referencia de concentración de masa de ion Sulfato de ϒ(SO42-)=100 mg /L de SO4
2-Tabla no. 1 Curva de Calibración del ion
Sulfato
Ppm abs
8 0.079
16 0.144
24 0.222
32 0.302
36 0.352
40 0.391
60 0.666
40
La curva de calibración se realizó con concentraciones de Ion Sulfato conocidas
Grafica no. 1 Curva de Calibración del ion Sulfato
Para el cálculo del Ion Sulfato se utiliza la siguiente formula [SO42-] = *α(λ)-a]/b Donde:
α(λ)= Es la absorbancia del ion sulfato a la longitud de onda λ
[SO42-]= Es la concentración de masa del ion sulfato expresada en mg/L de SO42- b= Pendiente
a= Es la ordenada la origen
1. Chanal
[ ]
y = 0.0103x - 0.014 R² = 0.9925
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0 20 40 60 80 100 120
ab
s
Ion Sulfato expresado en ppm
41 2. Taque Santa Bárbara
[ ]
3. Tercer Anillo
[ ]
4. Amarillas
[ ]
5. Maclovio Herrera
[ ]
6. Parque Regional
[ ]
7. Tivoli
[ ]
8. Salida
[ ]
42 9. PTAR
[ ]
43
GLOSARIO
Conductividad: Es la medida de la capacidad de un material o sustancia para dejar pasar libremente la corriente eléctrica.
Dureza del agua: Es la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada
cantidad de agua, en particular sales de magnesio y calcio. El agua denominada comúnmente
como “dura” tiene una elevada concentración de dichas sales y el agua “blanda” las contiene en
muy poca cantidad.
Ecosistema: Sistema biológico constituido por una comunidad de seres vivos y el medio natural en que viven.
Oxigeno disuelto: Es la medida del oxigeno disuelto en el agua, expresado normalmente en ppm (partes por millón). La solubilidad del oxigeno en el agua depende de la temperatura, a mayor temperatura menos oxigeno se disuelve. Un nivel alto de oxigeno disuelto indica que el agua es de buena calidad.
pH: Coeficiente que indica el grado de acidez o basicidad de una solución acuosa (liquida). PTAR: Siglas para planta de tratamiento de aguas residuales
Resistividad: Es la resistencia de cada material para oponerse al paso de una corriente eléctrica.
