calidad del agua 1

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CALIDAD DEL AGUA RAMIRO MARBELLO PÉREZ UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN DEPARTAMENTO DE GEOCIENCIAS Y MEDIO AMBIENTE Semestre 02 de 2015

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Page 1: Calidad Del Agua 1

CALIDAD DEL AGUA

RAMIRO MARBELLO PÉREZ

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLÍN

DEPARTAMENTO DE GEOCIENCIAS Y MEDIO AMBIENTE

Semestre 02 de 2015

Page 2: Calidad Del Agua 1

CALIDAD DEL AGUA

1.1 GENERALIDADES

1.1.1 Impurezas o contaminantes del agua

1.1.2 Usos del agua

1.1.3 Estándares de calidadde agua.

1.1.4 Agua potable

1.2 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA

1.2.1 Físicas

1.2.2 Químicas

1.2.3 Microbiológicas

Page 3: Calidad Del Agua 1

1.1 GENERALIDADES

En la naturaleza, el agua, al estar en

contacto con la litosfera (suelo) y la

atmósfera (aire), disuelve una gran

variedad de sustancias y materiales, los

cuales alteran su composición

originariamente pura.

Page 4: Calidad Del Agua 1

IMPUREZAS O CONTAMINANTES DEL AGUA

MATERIALES SUSPENDIDOS Y/O COLOIDES:

Polvos, limos, arcillas, arenas, minerales, materiaorgánica, plancton y microorganismos (bacterias, hongos,algas, virus)

MATERIALES DISUELTOS:

Elementos y compuestos: Fe, Mn, O2, N2, CO2, SO2,H2S, NH2, etc.

Cationes: Na+, Ca++, K+, Mg++, H+, NH4+, etc.

Aniones: OH-, NO3-, HCO3

-, CO3=, Cl-, F-, SO4

=, etc.

Tales impurezas deterioran la calidad del agua, desde los

puntos de vista FÍSICO, QUÍMICO Y MICROBIOLÓGICO

Page 5: Calidad Del Agua 1

La CALIDAD DEL AGUA se expresa

determinando la concentración, en mg/l,

ppm, por ejemplo, de estos elementos y

compuestos contaminantes, los cuales

imparten unas características físicas,

químicas y microbiológicas al agua.

Page 6: Calidad Del Agua 1

USOS DEL AGUA

DOMÉSTICO: Aseo personal, limpieza, preparación de alimentos, bebida, etc.

INDUSTRIAL: Enfriamiento, procesos, lavado, como materia prima (Ingeniería textil, lechería, tenerías, cervecería, destilería, cosmetología, papel, etc.), descargas térmicas.

AGRÍCOLA: Riego en suelos cultivables.

INDUSTRIA MINERA: Explotación de minerales.

NAVEGACIÓN: Medio de comunicación.

RECREACIÓN: Esquí, natación, buceo, pesca, etc.

GENERACIÓN DE ENERGÍA: Centrales hidroeléctricas.

DILUCIÓN Y TRANSPORTE DE DESECHOS: Descargas de líquidos domésticos e industriales.

Page 7: Calidad Del Agua 1

ESTÁNDARES DE LA CALIDAD DE AGUA

Son parámetros físico – químicos y microbiológicos,estipulados por instituciones gubernamentales que definenlos umbrales o límites permisibles de los contaminantes delagua.

Ejemplos:

Límite máximo permisible de turbiedad en el agua potable:

(3 U. N. T.)

Para coliformes fecales: 0.0 u. f. c. / 100 ml

Page 8: Calidad Del Agua 1

ESTÁNDARES DE LA CALIDAD DE AGUA

INSTITUCIONES REGULADORAS:

Ministerio de Salud y Protección Social

OMS (Organización Mundial de la Salud)

OPS (Organización Panamericana de la Salud)

EPA (Environmental Protection Agency),

CEPIS (Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental),

Corporaciones Autónomas Regionales:

CORNARE,

CORANTIOQUIA,

CORPOGUAJIRA,

CAR, etc.

Page 9: Calidad Del Agua 1

CALIDAD DEL AGUA

la calidad del agua varía de una fuente a otra, de cuenca a

cuenca y a través del tiempo, por razones climatológicas.

Si un tipo de agua no reúne los requerimientos de los

estándares de calidad, no se podría utilizar, sin previo

tratamiento de potabilización

CALIDAD

DEL AGUA

AGUA CRUDA

AGUA TRATADA AGUA POTABLE

Page 10: Calidad Del Agua 1

DEFINICIÓN DE AGUA POTABLE

Agua clara, agradable al gusto,

temperatura adecuada, estéticamente

atractiva, exenta de sustancias tóxicas y

de micro – organismos, y que no produzca

corrosión ni incrustaciones.

Page 11: Calidad Del Agua 1

PROPIEDADES DEL AGUA

AGUA, H2O: Líquido incoloro, inodoro e insípido.

Sustancia primordial para la vida.

El agua es el compuesto más vital, después del oxígeno.

El agua constituye una necesidad primordial para la salud

y la supervivencia de la humanidad.

El agua es un derecho fundamental humano.

Page 12: Calidad Del Agua 1

PROPIEDADES DEL AGUA

Densidad absoluta

Densidad relativa

Peso específico

Peso molecular

Calor específico

Calor de fusión

Calor de vaporización

33 mkg1000cmg 0.1

0.1agua

33

faguamkg1000mkg 1000

molg 18PMagua

(a T = 4°C)

(a T = 4°C)

CgJ184.4Cgcal 0.1Sagua

molJ6010molcal42.1436gcal 8.79Hfus

molJ40790molcal0.9749gcal 6.541Hvap

Page 13: Calidad Del Agua 1

PROPIEDADES DEL AGUA

Presión de vapor (T= 20°C)

Viscosidad absoluta (T= 20°C)

Viscosidad cinemática

Tensión superficial

Coeficiente de elasticidad volumétrica

Constante dieléctrica

Conductancia

Punto de ebullición

Punto de fusión

.a.mmc 238.a.mc 238.0mmHg 54.17Pvap

23

aguamsN1001.1

26

aguasm10007.1

22

aguamN1036.7

27

vmN10220E

36.80Cagua

cms7.0CEagua

C 100

C 0

Page 14: Calidad Del Agua 1

1.2 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Fácilmente detectables por los sentidos:

TEMPERATURA

COLOR

TURBIEDAD

OLOR Y SABOR

SÓLIDOS (Sólidos Suspendidos, Sólidos

Disueltos, Sólidos suspendidos volátiles).

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA.

Page 15: Calidad Del Agua 1

1.2 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

El agua es el “DISOLVENTE UNIVERSAL”.

POTENCIAL HIDRÓGENO, pH.

ACIDEZ

ALCALINIDAD

ÍNDICE DE LANGELIER, I. L.

DUREZA

HIERRO Y MANGANESO

CALCIO Y MAGNESIO

OXÍGENO DISUELTO, O.D.

Page 16: Calidad Del Agua 1

1.2 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO, DBO.

DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO, DQO.

DETERGENTES

ACEITES Y GRASAS

SULFATOS, FOSFATOS, FENOLES

NITRITOS, NITRATOS

CLORUROS, SULFUROS, FLUORUROS

COBRE, ZINC,, PESTICIDAS, FUNGICIDAS CROMO, METALES PESADOS Y SUSTANCIAS TÓXICAS.

Page 17: Calidad Del Agua 1

1.2 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA

CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS

Microorganismos presentes en el agua:

ALGAS

HONGOS

BACTERIAS: Coliformes y Streptococcus: totales y fecales.

PROTOZOARIOS

VIRUS.

Page 18: Calidad Del Agua 1

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Page 19: Calidad Del Agua 1

Temperatura (°C,°K,°F,°R)

Los cuerpos de agua sufren variaciones de temperatura debido a las

fluctuaciones climáticas normales.

Estas variaciones ocurren estacionalmente y, en algunos sistemas

acuáticos, en periodos de 24 horas.

Lagos y embalses exhiben estratificación vertical de temperatura en

la columna de agua.

La temperatura de agua superficial está influenciada por la latitud, la

altitud, estación, tiempo de día (hora), circulación del aire, flujo y

profundidad del cuerpo de agua.

Page 20: Calidad Del Agua 1

Temperatura (°C, K,°F,°R)

La temperatura afecta los procesos metabólicos

(respiración, descomposición de la materia orgánica),

aumentando: El consumo de oxígeno (Disminuye la [OD] en el agua

Las tasas de crecimiento de poblaciones biológicas (bacteria, fitoplancton, algas)

La turbiedad del agua

C 40 hasta veces a ,C 30TC 0lsuperficia

agua

constanteTasubterráne agua

Page 21: Calidad Del Agua 1

Tasa de reacción química

Evaporación

Volatilización

Solubilidad de los gases (O2, CO2, N2, CH4)

Temperatura (°C, K,°F,°R)

La temperatura afecta procesos físicos, químicos y

biológicos que ocurren en el agua y, por ello, la

concentración de las variables químicas.

La temperatura se mide in situ, usando un termómetro.

Algunos medidores de O.D. Y conductividad sirven

también para medir T

SustanciasSi T° crece

Page 22: Calidad Del Agua 1

Color

Importancia Sanitaria: Estética

Cl2 + Color Orgánico Trihalometanos (cancerígenos): (ácido húmico) (cloroformo, bromoformo, yodoformo)

-Descargas Industriales

-Degradación de la M.O.: taninos,lignina, ácidos húmicos, ácidos grasos,polisacáridos.

-Presencia de Fe, Mn y otroscomponentes metálicos.

Constituído por

sustancias químicas:

Tipos de color:- Orgánico e inorgánico

- Verdadero o aparente

Unidad de Color: 1 UC 1mg Cl6PtK2

(Cloroplatinato de Potasio).

Page 23: Calidad Del Agua 1

Turbiedad o Turbidez

Capacidad de un líquido de diseminar un haz luminoso.

Page 24: Calidad Del Agua 1

Turbiedad o Turbidez

OrigenArcillas en suspensión o en estado coloidal, limos, minerales,materia orgánica, plancton (fito y zooplancton), algas y bacterias.

Importancia Sanitaria:- Estética - Filtrabilidad (lenta o rápida)

- Desinfección - Control de los procesos

UnidadesUNT (unidades nefelométricas de turbiedad)

ó UJT (unidades Jackson de turbiedad).

Umbral Límite Permisible5 UNT

Page 25: Calidad Del Agua 1

Olor y Sabor

Aunque ni el olor y ni el sabor pueden ser directamenterelacionados con la seguridad sanitaria de una fuente deabastecimiento, su presencia puede causar el rechazo por parte delconsumidor.

Los olores y sabores objetables se pueden deber al fitoplancton, acompuestos orgánicos generados por la actividad de bacterias yalgas, a vegetación en putrefacción y a desechos domésticos eindustriales.

Para reducir o eliminar los olores o sabores desagradables serecurre a procesos tales como la aeración, la adición de carbónactivado, etc.

Por razones estéticas, el agua de abastecimiento debe estar exentade olor y sabor objetables.

Page 26: Calidad Del Agua 1

Sólidos

Los sólidos suspendidos son los que pueden retenerseen un filtro estándar de 1.2 m. Los sólidos que pasana través de dicho filtro constituyen la fracción desólidos disueltos y coloidales.

Los sólidos totales (ST) comprenden los sólidossuspendidos, los sólidos disueltos y los sólidoscoloidales.

Los sólidos suspendidos y coloidales afectan lascondiciones de turbiedad del agua, los sólidos afectanla conductividad.

Page 27: Calidad Del Agua 1

Sólidos

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Page 29: Calidad Del Agua 1

Conductividad Eléctrica (CE)

La conductividad eléctrica es una medida de la capacidad de unasolución para conducir la corriente eléctrica. Ésta aumentaconforme lo hace la temperatura y el contenido de iones disueltosen el agua; es, por tanto, un indicador del contenido de salesdisueltas o de minerales en el agua.

Su medida se da en microsiemens por centímetro

Cuando CE es menor que 150 S/cm, se dice que el agua es débil,es decir, que tiene baja concentración de sales disueltas; si CEestá entre 300 y 700 mS/cm, se dice que el agua tiene moderadaconcentración de sales disueltas, y cuando CE excede 700 S/cm,se dice que el agua es altamente mineralizada.

cm cm/S-1

Page 30: Calidad Del Agua 1

Conductividad Eléctrica (CE)

Page 31: Calidad Del Agua 1

Conductividad Eléctrica (CE)

RESISTENCIA, (Ohm): Medida de la oposición del paso de la

corriente eléctrica.

CONDUCTANCIA, = -1 (mho = siemens): Medida de la

capacidad de conducir la corriente eléctrica.

Los iones disueltos en el agua (disolución de sales) conducen la

corriente eléctrica (conducción de electrones)

Cuanto más iones disueltos haya en el agua, tanto más conductora

de la electricidad es aquella, y viceversa: cuanto menos disueltos

presenta el agua, más débil es la disolución.

Page 32: Calidad Del Agua 1

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

Page 33: Calidad Del Agua 1

Potencial Hidrógeno / Potencial Hidronio, pH

Expresa la intensidad de la acidez o la alcalinidad del agua mediante la

medición de la concentración del ión hidronio.

Numéricamente varía de 0 a 14.

Cuanto más fuerte sea la intensidad de la acidez, más bajo es el pH. Es

importante aclarar que se miden condiciones de acidez o alcalinidad,

pero no valores totales de estos parámetros.

Sorensen propuso que el pH se cuantificara como:

Ejemplo:

OHlogpH 3

5.46]10log[3.42 - pH

lmol103.42][HSi

6

6

Page 34: Calidad Del Agua 1

H+

Potencial Hidrógeno / Potencial Hidronio, pH

Reacción de disociación del agua:

Para agua destilada, a T = 25°C:

OHOHOHOH322

H2O OHHOH K

2

1

2

1-1

OH

OH HK

-

2OH HOH K

-

WOH HK

lmol101OHH 7

77

W101 101K 7101logHlogpH 7

7101logOHlogpOH 7

Page 35: Calidad Del Agua 1
Page 36: Calidad Del Agua 1

Acidez

La acidez de un agua es una medida de su capacidad para

reaccionar con una base fuerte, a un pH dado.

La acidez del agua se debe a ácidos minerales fuertes y

bases débiles, como sales de hierro o sulfatos de aluminio.

La acidez es importante en la práctica de la Ingeniería

Ambiental, en tanto que las aguas ácidas poseen propiedades

corrosivas, por lo que atacan cualquier tipo de tubería en

contacto con aquellos.

Page 37: Calidad Del Agua 1

Acidez

Además, alteran el pH del cuerpo de agua receptor,

produciendo reacciones secundarias que rompen su ciclo

ecológico.

Es muy importante controlar la acidez en el tratamiento del

agua, especialmente en procesos biológicos, donde se debe

tener un pH de 6.0 a 9.5.

Page 38: Calidad Del Agua 1

Alcalinidad

Es la medida de la capacidad del agua para neutralizar acidez, es decir,para reaccionar con ácidos.

Se debe a la presencia de iones hidróxido, OH-, carbonato, CO3

=, y

bicarbonato, HCO3-, disueltos en el agua.

Se determina en el laboratorio, volumétricamente, es decir, por titulación, ysu valor se expresa en mg/l como carbonato de calcio, CaCO3.

Para prevenir la corrosión en líneas de tuberías de sistemas de distribuciónde agua,

lCaCOmgdAlcalinida 3 10030

Page 39: Calidad Del Agua 1

Alcalinidad

Importancia sanitaria:

Se requiere en cantidad suficiente para reaccionar con los coagulantes hidrolizables (sales de aluminio o de hierro), Alumbre [Al2 (SO4)3] en el proceso de coagulación, para eliminar sólidos suspendidos y turbiedad.

Si la alcalinidad es insuficiente, se agrega cal viva, Ca(OH)2, o cal apagada, Ca(OH)2·H2O.

Está asociada a la dureza del agua.

Su concentración se requiere para seleccionar el proceso de ablandamiento del agua (suavización).

Altos contenido de alcalinidad son indeseables porque:

Page 40: Calidad Del Agua 1

Alcalinidad

Imparten sabor desagradable al agua.

Cambian el pH del fluido lacrimal, causando irritación de los ojos.

A altas temperaturas, en calderas de vapor, se generan vapores de CO2, altamente corrosivo (abrasión).

El ión hidróxido, OH-, produce el resquebrajamiento del metal y arrastre o abrasión.

Facilitan la precipitación de carbonato de calcio, CaCO3, formando costras. (Incrustación).

El agua es inapropiada para riego en prácticas agrícolas.

Page 41: Calidad Del Agua 1

Índice de Langelier, I. L. (Índice de Saturación)

I L = pHa – pHs

pHa : pH real del agua, antes de saturar

pHs : pH del agua saturada con CaCO3

Si I L > 0, el agua está saturada de CaCO3 (incrustante)

Si I L = 0, el agua presenta una [CaCO3] en equilibrio

Si I L < 0, el agua está insaturada de CaCO3 (corrosiva)

El I L es importante en los procesos de acondicionamiento químico.

Page 42: Calidad Del Agua 1

Índice de Langelier, I. L. (Índice de Saturación)

I L = pHa – pHs

En sistemas de conducción y distribución de agua:

El agua con I. L. > 0 produce incrustación (precipitación del CaCO3)

El agua con I. L. > 0 genera corrosión (disolución del CaCO3

con el cual suelen revestirse algunos recipientes)

Si el I. L. > 0, puede producir taponamiento de filtros, en sistemas de filtración, debido a la precipitación del CaCO3.

Page 43: Calidad Del Agua 1

Dureza

Característica causada por la presencia de cationes metálicospolivantes, principalmente iones Ca2+, Mg2+, Al3+, Fe2+, Fe3+,Sr2+ y Mn2+.

La dureza se mide en el laboratorio por titulación, y su valor seexpresa en mg/ l como carbonato de calcio, CaCO3.

Cuando un agua “dura” se pone en contacto con el jabón, losiones Ca2

+, Mg2+ reaccionan con los ácidos grasos del jabón,

para precipitar jabones de calcio y de magnesio, casiinsolubles, destruyendo el jabón y consumiéndolo rápidamente.

Page 44: Calidad Del Agua 1

Dureza

Cationes de dureza Aniones

Ca2+ HCO3-

Mg2+, SO4

2-

Fe2+, Cl-

Sr2+ NO3

-

Mn2+. SiO3

-

Principales cationes de dureza y sus aniones preferenciales

DUREZA Total = DUREZA Catiónica + DUREZAAniónica

Page 45: Calidad Del Agua 1

Dureza

Rango de dureza [mg/l] Tipo de agua

0 – 75 Suave /Blanda

75 – 150 Moderadamente dura

150 – 300 Dura

> 300 Muy dura

De acuerdo a su valor, la dureza en el agua permite clasificarla así:

DUREZA Total = DUREZA Cálcica + DUREZAMagnésica

ACARBONATADDUREZAHCO

CO

3

2

3

ACARBONATADNODUREZA

SiO

NO

Cl

SO

3

3

4

Page 46: Calidad Del Agua 1

Importancia sanitaria de la dureza

No existe correlación entre aguas con alto contenido dedureza y daños o enfermedades al organismo.

Dificulta la formación de espuma, causando mayor consumode jabón y detergentes, en operaciones de lavado.

En industria textil, el teñido con agua blanda asegura quelotes de telas y prendas de vestir queden libres de manchas yrayas.

Está ligada al pH y a la alcalinidad del agua, y, dependiendode sus valores, puede o no formar costras (incrustaciones,precipitados de sales de Ca y Mg) en tuberías y equiposmetálicos que entren en contacto con aguas duras y calientes(Calderas de vapor, intercambiadores de calor, sistemas deenfriamiento, tuberías)

NSUAVIZACIÓNTOABLANDAMIEDUREZALA DE REMOCIÓN

Page 47: Calidad Del Agua 1

Importancia sanitaria de la dureza

La dureza está ligada al pH y a la alcalinidad del agua.

Dependiendo de su valor, puede o no formar costras(incrustaciones: precipitados de sales de Ca y Mg).

Ejemplos: tuberías y equipos metálicos que entren encontacto con aguas duras y calientes:

Calderas de vapor

Iintercambiadores de calor

Sistemas de enfriamiento

Tuberías de conducción

nSuavizacióntoAblandamiedureza la de nEliminació

Page 48: Calidad Del Agua 1

Importancia sanitaria de la dureza

PROCESOS DE ABLANDAMIENTO:

• Con ablandadores de Cal –Soda.

• Con ablandadores de Intercambio de ión

• Con ablandadores de Intercambio de ión cal – ión

caliente

• Con sales de fosfato (polifosfatos) (quelantes)

Page 49: Calidad Del Agua 1

Importancia sanitaria de la dureza

Ca2+

CO32-

OH-

Ca2+

CO32-

H+

OH-

H+

OH-

H+

Ca2+

CO32-

H+

OH-

OH-

OH-

Ca2+

CO32-

H+

OH-

H+

OH-

H+

OH-

OH-

Ca2+

CO32-

H+

OH-

OH-

2H2O

++

Bicarbonato

de magnesio

Hidróxido de

calcio

Ca2+

+Mg

2+

AguaHidróxido de

Magnesio

Carbonato

de calcio

2CaCO3

Ca2+

CO32-

Mg2+

CO32-

Mg(HCO3)2 2Ca(OH)2

Mg(OH)2

+

Bicarbonato

de calcio

Hidróxido de

calcio

Carbonato de

calcio

(precipitado)

2CaCO3 2H2O

Agua

Ca(HCO3)2

CO32-

Ca2+

Ca(OH)2

+

(precipitado) (precipitado)

Page 50: Calidad Del Agua 1

Importancia sanitaria de la dureza

OH

-Ca 2Na

Ca2+ CO3

2-H

+OH

-Na

+

H+

H+

OH - Ca2+ CO3

2-H

+OH

-Na

+

Calcio Sodio

+

Carbonato

de calcio

Agua

+ Ca2+ +

CO32-

Na+

Bicarbonato

de calcio

Hidróxido de

sodio

Na+

2H2O2CaCO 3

Ca(HCO 3)2 2NaOH

Ca2+ CO32-

+

Page 51: Calidad Del Agua 1

Oxígeno Disuelto, (O.D.)

Es el oxígeno no molecular que se encuentra disuelto en la masa deagua, a presión atmosférica local y a una temperatura determinada.

La cantidad de OD en el agua se debe a la interacción de ésta con laatmósfera circundante, y a la actividad fotosintética de ciertasespecies acuáticas (algas y plantas acuáticas).

Es un indicador de calidad de agua, pues su ausencia o bajocontenido evidencia la presencia de sustancias polutantes y laexistencia de condiciones anaeróbicas

Page 52: Calidad Del Agua 1

Oxígeno Disuelto, (O.D.)

El O.D. no es un contaminante, sino un parámetro indicador de

calidad del agua.

Su ausencia o su bajo contenido evidencia la presencia de otras

sustancias polutantes y la existencia de condiciones anaeróbicas.

El O.D. depende de la patm, Tº, salinidad

][salinidad ,Tº

p O.D. atm

Page 53: Calidad Del Agua 1

Oxígeno Disuelto, (O.D.)

El O.D. se expresa en [mg/l]. También suele expresarse en:

La máxima concentración de O.D., a patm = 760 [mm Hg], ocurre auna Tº = 0º C, y vale 14.62 [mg/l], cuando la salinidad es cero.

El O.D. mínimo, para la preservación de la vida acuática (flora yfauna), es 4.0 [mg/l].

saturaciónO.D.

O.D. Saturación %

Page 54: Calidad Del Agua 1

Oxígeno Disuelto, (O.D.)

El O.D. en el agua es consumido por oxidación de desechos orgánicose inorgánicos, por respiración de organismos acuáticos, y es generadopor turbulencia y aeración, y por fotosíntesis algal.

El O.D. se mide en el laboratorio a través del método de Winkler, odirectamente en el campo mediante un aparato potenciométrico,llamado Oxímetro.

OH108HPONH16106COH14O107PNOHC

acuáticas plantasy algas den Respiració

2

2

4422116110263106

H14O107PNOHCOH108HPONH16106CO

:acuáticas plantasy algas de isFotosíntes

21161102631062

2

442

Page 55: Calidad Del Agua 1

Demanda bioquímica de oxígeno, D.B.O.

Es una medida de la cantidad de oxígeno

necesario para oxidar la materia orgánica por

medios bioquímicos.

Materia

Orgánica

Micro-

organismos

Compuestos

InorgánicosCO2

NuevosMicro-

organismos

O2 H2OEnzimas

+ + + + +

BacteriasContaminantesMenos

Contaminantes

PROCESO DE ESTABILIZACIÓN DE LA M.O. EN

CONDICIONES AERÓBICAS

Page 56: Calidad Del Agua 1

Demanda bioquímica de oxígeno, D.B.O.

La D.B.O. mide el grado de polución de un ecosistema

acuático.

Determina la cantidad de oxígeno requerida para oxidar y

estabilizar la materia orgánica disuelta.

La prueba de la D.B.O. es un ensayo biológico, en el cual

se mide la cantidad de oxígeno consumido por organismos

vivos, mientras que oxidan la materia orgánica.

Page 57: Calidad Del Agua 1

Prueba de la D.B.O.

Este ensayo requiere:

Bacterias aclimatadas

pH adecuado (6.5 pH 7.5)

Nutrimentos (K, P, N)

Temperatura apropiada (T 20ºC)

Incubación durante 5 días D.B.O5

Se debe evitar:

Entrada de aire

Sustancias tóxicas

Page 58: Calidad Del Agua 1

Demanda bioquímica de oxígeno, D.B.O.

La oxidación biológica (Biodegradación) de la materia

orgánica, teóricamente, duraría un tiempo infinito, pero,

para propósitos prácticos, el ensayo de la D.B.O. termina

a los 20 días.

D.B.Oúltima D.B.O20

La D.B.O. se mide en el laboratorio, determinando la

diferencia de oxígeno disuelto entre el día inicial y el día

final de la prueba:

D.B.O5 = O.Dinicial - O.D5º día en [mg/l]

Page 59: Calidad Del Agua 1

Demanda bioquímica de oxígeno, D.B.O.

Como valores de referencia, se tienen:

En Aguas Negras Domésticas,

D.B.O5 200 mg/l

En Aguas Residuales de Uso Industrial,

D.B.O5 800 a 3000 mg/l

Page 60: Calidad Del Agua 1

Demanda química de oxígeno, D.Q.O.

Es un importante parámetro indicador de la calidad de

Aguas Residuales Industriales.

La D.Q.O. es una medida del oxígeno equivalente al

contenido de materia orgánica disuelta en el agua, que

es susceptible de oxidación por un agente oxidante

fuerte (ej.: dicromato de potasio).

La D.Q.O. es un indicador del contenido de materia

orgánica de un agua residual o de cualquier

ecosistema acuático.

Page 61: Calidad Del Agua 1

Demanda química de oxígeno, D.Q.O.

VENTAJAS

Duración: 3.0 h

Oxida completamente los compuestos orgánicos

Se puede correlacionar con la D.B.O5

DESVENTAJAS No permite diferenciar entre la

materia orgánica biodegrada-ble y la que no lo es.

No replica realmente la velocidad del proceso de estabilización del desecho, tal como ocurre naturalmente.

Page 62: Calidad Del Agua 1

Demanda química de oxígeno, D.Q.O.

La D.Q.O. se mide en el laboratorio, empleando un DIGESTOR, y su valor se expresa en [mg/l].

En Aguas Negras Domésticas:

D.Q.O. = 400 mg/l

En Aguas Residuales Industriales:

D.Q.O. = 10000, 40000, 50000 mg/l

Page 63: Calidad Del Agua 1

DETERGENTES

Tensioactivos

Surfactantes

Sustancias Activas al Azul de Metileno (SAAM) o (MABS, en Inglés)

Page 64: Calidad Del Agua 1

• Generan olor y sabor en aguas

• Aumentan la turbiedad

• Intervienen en el proceso de

coagulación

Page 65: Calidad Del Agua 1

SUSTANCIAS ACTIVAS AL AZUL DE METILENO

Detergentes

Jabones

Emulsificantes

Humectantes

Astringentes

Penetrantes

Dispersantes

Page 66: Calidad Del Agua 1

SURFACTANTES

Existen dos tipos de Surfactantes:

ALQUIL BENCENO SULFONATO RAMIFICADO, (A.B.S.):

Surfactante que se biodegrada muy lentamente.

ALQUIL BENCENO SULFONATO LINEAL, (L.A.S.):

Surfactante que se biodegrada con rapidez.

Page 67: Calidad Del Agua 1

ALQUIL BENCENO SULFONATO RAMIFICADO, A.B.S.

CH3

|

CH3 CH — CH3

| |

CH3 C — CH — CH2 — CH2 — CH — CH3

| |

O CH3

||

S = O

|

O — Na+

Page 68: Calidad Del Agua 1

ALQUIL BENCENO SULFONATO LINEAS, L.A.S.

H

|

CH3 C – CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –CH2 –CH3

|

SO3 Na

Dodecilbenceno Sulfonato de Sodio

Page 69: Calidad Del Agua 1

IÓN TRIPOLIFOSFATO

P3O105- + 2H2O 2HPO4

2- + H2PO4-

ion tripolifosfato Ortofosfatos

Tripolifosfato de Sodio

Na5P3O10

es un agente secuestrante

o estructurador del

detergente.

Hidrólisis

Ion tripolifosfato:

Page 70: Calidad Del Agua 1

EFECTOS AMBIENTALES DE LOS DETERGENTES

1. Producen soluciones jabonosas con intensaformación de ESPUMAS, que deterioran laestética de las aguas receptoras.

2. Los SURFACTANTES son agentesTENSIOACTIVOS, es decir, reducenconsiderablemente la TENSIÓN SUPERFICIALDE LOS LÍQUIDOS, perjudicando ciertas especiesacuáticas.

Page 71: Calidad Del Agua 1

EFECTOS AMBIENTALES DE LOS DETERGENTES

3. Presencia de gran cantidad de compuestos de

fósforo en las Aguas Residuales, con lo cual se

incrementa la EUTROFICACIÓN DE LAS AGUAS,

aunque no son tóxicas.

4. Además, los fosfatos complejos u Ortofosfatos

presentes en el agua, generan altos

requerimientos de coagulación durante el proceso

de potabilización.

5. Los surfactantes, A.B.S. y L.A.S. son altamente

resistentes a la BIODEGRADABILIDAD.

Page 72: Calidad Del Agua 1

COMPARACIÓN ENTRE SURFACTANTES A.B.S. y L.A.S.

A.B.S. Baja biodegradabilidad

Se requieren 5.5 años, para reducir a 0.5 [mg/l]como MABS

Son más tóxicos, cuanto más ramificada sea la cadena

L.A.S. Se biodegradan más

fácilmente que los ABS

2 meses 0.5 [mg/l]

3 meses 0.1 [mg/l]

Son más tóxicos, conforme aumenta la longitud de la cadena