Contaminacin Del Agua

By Rovando | Studymode.com

CONTAMINACIN DEL AGUA

1. INTRODUCCIN

EL AGUA DESPUS DE SU APROVECHAMIENTO EN DIFERENTES ACTIVIDADES HUMANAS ES DESCARGADA FORMANDO UN EFLUENTE LLAMADO AGUA RESIDUAL. DE ACUERDO CON SU PROCEDENCIA SER DE ORIGEN MUNICIPAL O INDUSTRIAL.

La contaminacin del agua se genera por el desarrollo de las actividades de la poblacin, distinguindose la industria por el riesgo de incorporar materias txicas en los cuerpos de aguas; asimismo no dejan de ser importantes fuentes de contaminacin de las aguas residuales generadas por los usos domsticos y agrcolas; las primeras por su contenido de materia orgnica y microorganismos patgenos y las segundas por la presencia de compuestos txicos originados por la utilizacin inmoderada de fertilizantes y plaguicidas.

Los lquidos de composicin variada proveniente de usos municipal, industrial, comercial, agrcola, pecuario o de cualquier otra ndole, ya sea pblica o privada, y que por tal motivo haya sufrido degradacin de su calidad original son denominados tambin aguas residuales.

Las diversas fuentes de contaminacin, al descargar a un cuerpo receptor los desechos urbanos, industriales, agrcolas y naturales incorporan a estos cuerpos diversos contaminantes que al mezclarse con el agua contenida en los cuerpos receptores deterioran la calidad de los mismos. Asimismo, pueden incidir tanto en el agua como en el suelo y en el aire. Sus efectos son muy diversos.

La naturaleza de los contaminantes es de muy diversa ndole. De acuerdo con su composicin qumica stos pueden ser degradables, no degradables o conservativos y biolgicamente acumulables.

2. Aguas residuales. Cantidades y caractersticas

EL AGUA RESIDUAL ESCARACTERIZADA EN TRMINOS DE SU COMPOSICIN FSICA, QUMICA Y BIOLGICA. LAS CARACTERSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES EN MXICO SE MUESTRAN EN LA TABLA 1.

Entre las caractersticas fsicas se encuentran los slidos totales contenidos en el agua residual, los cuales estn compuestos por materia flotante, materia sedimentable, materia coloidal y materia en solucin. Otras caractersticas incluyen olor, temperatura, densidad, color y turbiedad.

Las principales caractersticas qumicas de las aguas residuales se presentan en tres formas: materia orgnica, inorgnica y gases.

Los compuestos orgnicos estn conformados bsicamente de una combinacin de carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, fsforo y azufre. Los principales grupos de sustancias orgnicas son las protenas, carbohidratos y lpidos. Los compuestos inorgnicos presentes pueden ser: cloruros, compuestos de nitrgeno, fsforo, sulfuros, compuestos inorgnicos txicos y metales pesados. Entre los gases se pueden encontrar nitrgeno, oxgeno, dixido de carbono, cido sulfhdrico, amonaco, metano, etc.

Dentro de las caractersticas biolgicas se encuentran algunos grupos de microorganismos, como los coliformes, que son usados como indicadores de la contaminacin y ciertos organismos patgenos.

3. Principales contaminantes en las aguas residuales

LA EVALUACIN DEL TIPO Y CARACTERSTICAS DEL AGUA RESIDUAL DEBE INICIARSE CON UN MUESTREO Y UNA CARACTERIZACIN MEDIANTE SU ANLISIS FSICO, QUMICO O BIOLGICO SEGN EL PARMETRO A DETERMINAR.

Los parmetros clave para la caracterizacin de las aguas residuales se presentan en la tabla 2 y en la tabla 3 se presentan algunos de los parmetros ms importantes adeterminar en las aguas residuales y sus efectos en el medio ambiente.

Tabla 1. Calidad de las aguas residuales municipales en mxico.

|PARMETRO |CONCENTRACIN (MG/L) ||PH |6.5 - 7.5 (UNIDADES) ||TEMPERATURA |20 22 (C) ||DBO TOTAL |250 - 270 ||DQO TOTAL |500 - 530 ||SLIDOS SEDIMENTABLES | 8 - 9 (ML / L) ||GRASAS Y ACEITES |75 - 80 ||N AMONIACAL |23 - 26 ||N ORGNICO |14 - 18 ||N TOTAL |38 - 42 ||FOSFATOS TOTALES |15 - 20 ||SAAM -DETERGENTES- |12 -16 ||COLIFORMES TOTALES |100 X 107 - 100 X 108 (NMP/100 ML) ||SLIDOS: | ||Totales |700 - 800 ||Voltiles totales |400 - 500 ||Suspendidos totales |450- 500 ||Disueltos totales |700 - 800 ||Suspendidos voltiles |160 - 170 ||Disueltos voltiles |300 - 400 ||Suspendidos fijos |90 - 100 ||Disueltos Fijos |350 450 |

Fuente: IMTA (1997) Para la elaboracin de esta lista se consideran aguas residuales municipales a las aguas residuales provenientes de poblaciones que no tengan un porcentaje mayor del 20 % de aguas residuales de origen industrial. Los valores que se presentan para los parmetrosse determinaron tomando como base una revisin general realizada por el IMTA de resultados obtenidos en 7 proyectos de evaluacin e investigacin, los que incluyen 21 diferentes ciudades distribuidas en el norte, centro y sur del pas, e incluyen perodos de estiaje y de lluvias. Se presentan valores promedio dentro de un intervalo, y se cotejaron con los existentes valores promedio de tres categoras dadas (Metcalf and Eddy),

TABLA 2. Parmetros clave a evaluar para las aguas residuales

|PARMETRO EN EL AGUA RESIDUAL | | || |CRITERIO DE EVALUACIN |COMENTARIOS || | |ESTUDIO DE LAS MEDIDAS DE CONSERVACIN DEL AGUA; ||GASTO |MNIMO, MXIMO, MEDIO, VELOCIDADES Y PATRONES |MEDICIONES DE GASTO Y RECICLAMIENTO. EVITAR LA || |DE FLUJO. |DILUCIN. ||CARACTERSTICAS FSICAS |PH, TEMPERATURA. |ESTUDIAR LAS OPORTUNIDADES DE BALANCE Y MEZCLADO. || |SUSTANCIAS BIODEGRADABLES. |Minimizar la contaminacin. ||CONTAMINANTES NO ESPECFICOS. |Sustancias no biodegradables. |Evaluacin de inventarios de tipo qumico. || |Salinidad.|Tamizar para remover slidos para recuperacin. || |Slidos suspendidos y disueltos y Color. | || |Contaminantes prioritarios. |Eliminar los contaminantes traza por sustitucin de ||Contaminantes especficos. |Grasas y aceites. |materias primas o reactivos o por "tecnologa limpia".|| |Solventes inmiscibles y compuestos organicos |Segregar corrientes contaminadas para tratamiento por || |voltiles(VOC'S),Metales txicos. |separado. || |Toxinas e inhibidores. | || |Amonaco | || |Compuestos xenobiticos. | ||Otros factores. |Presencia de agentes patgenos o agentes |Minimizar, segregar, remover. || |interferentes. | |

Fuente: Moeller, 1995

Tabla 3.- Compuestos qumicos de tipo orgnico e inorgnico de importancia en las aguas residuales.

|COMPUESTO |PARMETRO QUE SE MIDE |EFECTO||SLIDOS SUSPENDIDOS |SLIDOS SUSPENDIDOS (SST, SSV Y SSF) |LOS CONTAMINANTES ORGNICOS, METALES PESADOS SE ADSORBEN SOBRE LAS || | |PARTCULAS. LA MATERIA SUSPENDIDA PROTEGE A LOS MICROORGANISMOS DE LOS || | |AGENTES DESINFECTANTES. CANTIDADES EXCESIVAS DE SS TAPONAN LOS SISTEMAS DE || | |IRRIGACIN. ||MATERIA ORGNICA BIODEGRADABLE |DBO, DQO, COT |PROBLEMAS ESTTICOS Y NEGATIVOS. LA MATERIA ORGNICA ES ALIMENTO PARA LOS || | |MICROORGANISMOS, AFECTA NEGATIVAMENTE LOS PROCESOS DE DESINFECCIN, HACE AL || | |AGUA INADECUADA PARA ALGUNOS USOS INDUSTRIALES Y OTRO TIPO DE USOS. CONSUME || | |OXGENO Y PUEDE CAUSAR EFECTOS CRNICOS Y AGUDOS SI EL AGUA RECICLADA SE USA || | |PARA FINES POTABLES. ||NUTRIENTES |NITRGENO, FSFORO Y POTASIO |ESTOS ELEMENTOS SON NUTRIENTES ESENCIALES PARA EL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS || | |Y SUPRESENCIA REVALORA EL AGUA PARA IRRIGACIN. CUANDO EL AGUA CONTENIENDO || | |STOS NUTRIENTES SE DESCARGA A CUERPOS RECEPTORES FAVORECE EL CRECIMIENTO || | |INDESEABLE DE VIDA ACUTICA. CUANDO SE APLICA EN EXCESO AL SUELO, EL || | |NITRGENO PUEDE GENERAR CONCENTRACIONES ELEVADAS COMO NITRATOS EN EL AGUA || | |SUBTERRNEA. ||ORGNICOS TXICOS |COMPUESTOS ESPECFICOS (PESTICIDAS, |MUCHOS DE ESTOS COMPUESTOS SON RECALCITRANTES O DIFCILMENTE BIODEGRADABLES Y|| |HIDROCARBUROS CLORADOS) |TXICOS AL AMBIENTE Y SU PRESENCIA EN AGUAS TRATADAS PUEDE LIMITAR EL USO DE || | |STAS EN RIEGO U OTROS USOS. ||CONCENTRACIN DE IONES HIDRGENO |PH |EL PH DEL AGUA AFECTA LOS PROCESOS DE DESINFECCIN, COAGULACIN, SOLUBILIDAD || | |DE LOS METALES Y LA ALCALINIDAD DE LOS SUELOS. EL PH USUAL DE LAS AGUAS || | |RESIDUALES EST ENTRE 6.5 Y 8.5, EN AGUAS INDUSTRIALES ESTOS VALORES PUEDEN || ||CAMBIAR DRSTICAMENTE. ||METALES PESADOS | ELEMENTOS ESPECFICOS (CD, ZN, NI Y |ALGUNOS METALES PESADOS SE ACUMULAN EN EL AMBIENTE Y SON TXICOS A PLANTAS Y || |HG) |ANIMALES. ||INORGNICOS DISUELTOS |SLIDOS DISUELTOS TOTALES, |LA SALINIDAD EXCESIVA PUEDE DAAR A LAS COSECHAS. IONES ESPECFICOS COMO EL || |CONDUCTIVIDAD ELCTRICA, ELEMENTOS |SODIO, LOS CLORUROS Y EL BORO SON TXICOS A ALGUNAS COSECHAS. EL SODIO PUEDE || |ESPECFICOS (NA, CA, MG, CL, B) |AFECTAR LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS. ||CLORO RESIDUAL |CLORO LIBRE O COMBINADO |CONCENTRACIONES EXCESIVAS DE CLORO LIBRE DISPONIBLE ( > 0.05 MG/L)PUEDEN || | |AFECTAR LAS HOJAS Y DAAR CIERTOS CULTIVOS. LA MAYORA DEL CLORO EN LAS AGUAS|| | |RESIDUALES SE ENCUENTRA EN FORMA COMBINADA QUE NO DAA A LOS CULTIVOS. |

FUENTE: EPA, 1992

5. Referencias:

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Water Environment Research Foundation. Project 92-WRE-1 (1994). Water Reuse. Alexandria, Va.

CONCEPTOS BSICOS SOBRE LA DEPURACIN DEL AGUA

1 INTRODUCCIN

TODOS LOS CUERPOS DE AGUA (ROS, LAGOS, ETC.) POSEEN SU PROPIA CAPACIDAD DE AUTOPURIFICACIN CUANDO LES SON DESCARGADAS AGUAS RESIDUALES, ES DECIR, PUEDEN RESTABLECER SU CALIDAD DE AGUA A LAS CARACTERSTICAS QUE POSEAN ANTES DE RECIBIR ALGN CONTAMINANTE. SIN EMBARGO ES SUMAMENTE IMPORTANTE MENCIONAR QUE ESA CAPACIDAD ES LIMITADA. DEPENDIENDO DEL TIPO DE DESCARGAS QUE RECIBAN LA RECUPERACIN SE VER AFECTADA POR LA CONCENTRACIN DE CONTAMINANTES Y NUTRIENTES, DISPONIBILIDAD DE OXGENO DISUELTO, TEMPERATURA AMBIENTAL YDEL AGUA, ETC.

En las zonas, donde afluyen descargas de aguas residuales, es decir no hay tratamiento y estas se encuentran muy prximas entre s, se presentan problemas de contaminacin en los cuerpos receptores al rebasar su capacidad de purificacin.

En los procesos de purificacin participan varios factores, fsicos, qumicos y biolgicos, todos ellos en combinacin, por ejemplo, sobre la materia orgnica puede presentarse simultneamente un rompimiento en sus enlaces por hidrlisis (accin del agua), por accin de microorganismos (biodegradacin), puede haber adhesin entre partculas y presentarse sedimentacin (factor fsico), etc. Todos estos procesos se presentan de manera natural en los cuerpos de agua y tambin se pueden simular, aunque de manera ms controlada y eficiente en una planta de tratamiento, donde su velocidad de remocin de contaminantes es mayor.

2 COMPARACIN DE VELOCIDADES DE REMOCIN DE CONTAMINANTES ENTRE UN SISTEMA NATURAL Y UNA PLANTA DE TRATAMIENTO

EN EL AGUA DEL RO SE ENCUENTRAN PRESENTES MUCHOS TIPOS DE ORGANISMOS (PLANTAS Y ANIMALES), MATERIALES ORGNICOS E INORGNICOS Y MICROORGANISMOS. LOS MICROORGANISMOS SE DESARROLLAN ALGUNOS SUSPENDIDOS EN EL AGUA Y OTROS SE ADHIEREN A LAS SUPERFICIES EN EL LECHO DEL RO, SOBRE ROCAS, RACES Y TALLOS DE PLANTAS, DE TAL MANERA QUE LA MATERIA ORGNICA E INORGNICA VA SIENDO CONVERTIDA EN BIOMASA, PARTE ES TRANSFORMADA EN COMPUESTOS MINERALIZADOS Y PARTE ESCAPA HACIA LA ATMSFERA EN FORMA DE GASES.

Los microorganismos para desarrollarse y reproducirse toman del agua materiales orgnicos y lo degradan o descomponen a compuestos ms sencillos; a su vez estos microorganismos (bacterias, hongos y algas)constituyen una cadena alimentara para otros organismos (protozoarios, larvas, insectos y peces). En otras palabras los contaminantes orgnicos son transformados biolgicamente en bixido de carbono, metano, nitritos y, en biomasa (clulas vivas).

Figura 1 mecanismos de autopurificacin en sistemas naturales y en plantas de tratamiento.

En el tipo de purificacin de la figura a de la lmina 1 intervienen procesos de dilucin, sedimentacin, adsorcin, filtracin y degradacin biolgica. Durante la degradacin biolgica los microorganismos toman los contaminantes (nutrientes) del agua, por lo que se desarrollan una purificacin gradual. El rea de contacto de esta figura es la menor de las tres, por lo que se presenta la menor velocidad de purificacin. En la figura b se ha incrementado la superficie de contacto cinco veces, y en la figura c , con un empaque de rocas de 5 cm de dimetro, el rea es 100 veces mayor en la misma distancia del flujo, por lo que su velocidad de purificacin (remocin de contaminantes) es mayor. Consecuentemente los das requeridos para su autopurificacin pueden convertirse en horas de tiempo de residencia. Ciertamente los requerimientos de energa y de oxgeno tambin debern de ser mayores por lo que ser necesario suministrarlo en la proporcin requerida.

3 ETAPAS DEL PROCESO CONTAMINACIN-REGENERACIN.

SON VARIOS LOS FACTORES Y ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LA AUTOPURIFICACIN DE UN CUERPO RECEPTOR, ENCONTRNDOSE ENTRE LOS MS IMPORTANTES; CARACTERSTICAS DEL AGUA RESIDUAL (CANTIDAD Y CALIDAD), CARACTERSTICAS FSICOQUMICAS Y BIOLGICAS DE AMBAS, TEMPERATURA, OXGENO DISPONIBLE, LUZ SOLAR Y VELOCIDAD DEFLUJO.

Un cuerpo receptor antes de recibir una descarga de agua residual posee una diversidad de especies, una concentracin de nutrientes y de oxgeno, y una tendencia cercana al equilibrio entre todos sus componentes. Al recibir una descarga se propician cambios, y para lograr restablecer la calidad de agua y la biodiversidad se presentan las siguientes 4 zonas:

1 Zona de Degradacin.

( Cercana al punto de descarga

( El oxgeno se consume rpidamente, descendiendo hasta una concentracin cercana a 2mg/l. Antes de la descarga la concentracin vara entre 7g 10 mg/l.

( El agua enturbia y disminuye el paso de la luz, reflejndose en una disminucin de la fotosntesis y consecuentemente de la produccin de oxgeno.

( La biodiversidad disminuye. Los peces, algunos invertebrados, y en general las formas de vida superior desaparecen y son sustituidas por algas verdiazules, bacterias y hongos. Permanecen algunos ciliados, larvas de mosquitos (tubifex) y protozoarios.

( Se presenta el fenmeno de dilucin al mezclarse los dos tipos de agua.

2 Zona de Descomposicin Activa.

( Hay un abatimiento total de oxgeno.

( Se generan malos olores (produccin de H2S y de amoniaco).

( Se desarrollan microorganismos anaerobios predominantemente.

( Casi desaparecen los ciliados y protozoarios. Persisten larvas de los gneros Neristolis y Psychoda.

( Aumenta el nmero de individuos de las especies que permanecen.

3 Zona de recuperacin.

( Es la de mayor extensin

( Disminuye la concentracin de nutrientes.

( Se restablece la concentracin de oxgeno hasta un poco menos de la mitad de la concentracin original.

( Disminuye la produccin de malos olores.( Aumenta la concentracin de nitritos y nitratos.

( Se recupera un poco la diversidad de especies. Aparecen rotferos crustceos, protozoarios, algunos hongos y algas. Aumenta el nmero de especies que viven en el fondo (caracoles, larvas de insectos).

( Disminuye el nmero de individuos por especie.

( Ya se pueden desarrollar algunas especies de peces, los que no sean muy sensibles a bajas concentraciones de oxgeno, y a concentraciones mayores de 7mg/l de amoniaco, como es el caso de Tilapia.

4 Zona de Agua Limpia.

( Se restablecen las caractersticas de calidad del agua, antes de la descarga.

( Se restablecen el oxgeno, la flora y la fauna originales.

En la lmina 2 se representan las 4 zonas, en las que se observa el comportamiento de factores fsicos, qumicos y biolgicos antes y despus de recibir una descarga de agua residual de tipo municipal.

LMINA 2 ETAPAS DE CONTAMINACIN-REGENERACIN Y EFECTOS SOBRE ALGUNOS PARMETROS.

Fuentes: Ronald M.A. y Bartha R. 1987; Carpenter P. L. 1969; Odum, 1972.

Los efectos A-D representan los cambios fisicoqumicos y los efectos E-F representan cambios biolgicos. La distancia y el tiempo requerido para restablecer la calidad del agua depender de las caractersticas de cada cuerpo receptor. Por ejemplo, en el caso de un ro la velocidad de recuperacin estar en funcin de la cantidad y calidad del agua, temperatura, etc., tanto del agua del ro como de la descarga, clima de la zona, velocidad de la corriente, topografa, tipo de suelo por el que corre el agua, etc., ya que todos estos aspectos influyen en la oxigenacin y en el tipo de organismos que se puedendesarrollar.

La distancia y tiempo sealados en la lmina fueron tomados de un estudio sobre saneamiento realizado en el ro Apatlaco, en el estado de Morelos (Rivas H. A. y Gonzlez H. A., 1990).

Un rpido anlisis de la lmina es el siguiente:

Con la descarga de agua residual la DBO incrementa bruscamente para posteriormente ser removido hasta restablecer la concentracin inicial, que en un ro no contaminado ser menor de 25 mg/l. Despus de la descarga, de una manera ms lenta el oxgeno prcticamente se abate llegando a niveles cercanos a 2 mg/l. Entre la zona 2 y 3 el oxgeno se recupera despus de un da y entre tres y cuatro kilmetros de recorrido. Es importante observar el punto donde se cruzan las curvas, en la zona 3, ya que a partir de aqu se acelera la recuperacin de la flora del agua limpia indicada en el efecto F. En el efecto B, incrementa la concentracin de nitrgeno y fsforo considerando que el agua residual los contiene en mayores proporciones que las del ro. Posteriormente estos compuestos van siendo oxidados a nitritos, nitratos y fosfatos los que servirn de nutrientes para las plantas y por lo tanto se transformarn en biomasa. En el efecto C los slidos enturbian el agua, se reduce la penetracin de la luz, pero se reducen paulatinamente.

De los slidos suspendidos, los de mayor peso sedimentan y los de densidad similar al del agua sern biodegradados junto con los slidos disueltos. En el efecto D el pH incrementa de un valor cercano a siete a uno cercano a nueve, pero restablece su valor original cercano al punto de quiebre entre el oxgeno disuelto y la DBO. En el efecto F la diversidad de especies se reduce de manera brusca, desaparecen lasformas de vida superior y proliferan los microorganismos, particularmente las bacterias y los hongos (efecto F). En este efecto se incrementa el nmero de individuos por especie como resultado de la reduccin en la diversidad.

En el caso de las plantas de tratamiento los principios que intervienen en la purificacin del agua son los mismos solamente que se puede tener control sobre varios de los factores. Las plantas de tratamiento que ms se asemejan a estos mecanismos de purificacin corresponden a los llamados sistemas naturales como son las lagunas de estabilizacin y los lechos de plantas acuticas. En los sistemas convencionales como son los lodos activados se requiere de introducir energa de manera adicional para cubrir todos los requerimientos, por ejemplo suministro de oxgeno, bombeo, tratamiento de lodos, etc. De cualquier manera los principios fisicoqumicos y biolgicos siguen vigentes, pero de una manera mucho ms eficiente.

4 FACTORES QUE AFECTAN LOS PROCESOS DE PURIFICACIN.

OXGENO DISUELTO. ESTE ELEMENTO (ACEPTOR DE ELECTRONES) ES NECESARIO PARA QUE LOS MICROORGANISMOS PUEDAN DEGRADAR (OXIDAR) LA MATERIA ORGNICA.

De hecho con este parmetro se clasifican a los microorganismos en aerobios (viven en presencia del oxgeno) y anaerobios (viven en ausencia del oxgeno). Existen microorganismos que pueden vivir bajo estas dos condiciones, y se les conoce como microorganismos facultativos. En el caso de los aerobios, cualquier material orgnico, su mxima oxidacin es hasta formar bixido de carbono (CO2 ).

Se tiene una alta disponibilidad de oxgeno cuando se presenta una alta dilucin en el agua. En un cuerpo natural de agua el oxgeno proviene del aire,donde penetra (se diluye) en la superficie del agua, y posteriormente avanza hacia el fondo por difusin y por conveccin.

Materia orgnica. Sin duda alguna la concentracin de nutrientes juega un papel fundamental en los procesos de purificacin, ya que afecta de manera directa la velocidad de consumo de oxgeno. Dicho de otro modo, la carga orgnica es la cantidad de materia orgnica contenida en el agua residual, la que est referida en trminos de Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO). El agua residual normalmente contiene todos los nutrientes en las proporciones necesarias, sin embargo para fines de tratamiento podrn presentarse casos en los que ser necesario adicionar algn fertilizante para compensar la deficiencia de algn nutriente. Los microorganismos de manera genrica requieren de la presencia carbono, nitrgeno y fsforo de 100:10:1 para desarrollarse de manera normal.

Temperatura. Este parmetro es de gran importancia en las reacciones qumicas y bioqumicas que se presentan durante la estabilizacin de la materia, ya que afecta la velocidad de las reacciones y al comportamiento de los microorganismos. La temperatura ptima para el tratamiento es de 20 a 25C. Una disminucin de 10C puede reducir la eficiencia de tratamiento hasta en un 50%.

Al descargar agua residual en un cuerpo de agua, adems de los materiales que contiene, cuando presenta una temperatura lo suficientemente mayor que la del agua receptora, por ejemplo la descarga de un ingenio azucarero con una temperatura promedio de 40 C produce diferentes efectos; el oxgeno se hace menos soluble (se escapa al ambiente), y se incrementa la velocidad metablica de los microorganismos. Aparentemente loltimo es bueno, pero no lo es al considerar la disminucin de la concentracin del oxgeno disuelto. Despus de los 40 C comienzan a aparecer muchos tipos de microorganismos y se generan condiciones para el desarrollo de otros menos benficos para el tratamiento. Tambin la temperatura afecta la velocidad de evaporacin.

Amoniaco. Dependiendo del pH, de la temperatura y de la concentracin de amoniaco, se pueden tener efectos sobre los sistemas de tratamiento o sobre los cuerpos receptores. Concentraciones de 1 a 5 mg/l son inhibitorios o letales para muchos tipos de peces, sofocndolos y reduciendo su velocidad de captacin de oxgeno en la sangre. Adems provoca un incremento en la demanda de oxgeno para su conversin en nitratos y posteriormente en nitritos. La ecuacin que representa la conversin de amoniaco en nitratos es la siguiente:

NH4+ + 2 O2 ( NO3- + 2H+ + H2O

En la ecuacin se observa que se requiere de un oxidante para realizar la reaccin, en este caso es el oxgeno. En las plantas de tratamiento cuando se utiliza cloro para la desinfeccin en presencia del amoniaco, la eficiencia se reduce, porque parte del reactivo es demandado para la oxidacin del amoniaco.

Sustancias txicas. Cuando las aguas residuales contienen sustancias txicas, generan problemas en los que se inhiben o matan a los microorganismos de diferentes maneras. Algunos metales pesados (Cromo, Zinc o Plomo), fenoles, algunos plaguicidas, desinfectantes, etc., producen envenenamiento en los microorganismos y ms an cuando existe acumulacin de dichas sustancias txicas.

pH. Existe un intervalo de pH en el cual los microorganismos pueden desarrollarse encondiciones ptimas, pero hacia los extremos de este intervalo afecta a la poblacin microbiana reduciendo su desarrollo. En la lmina 3 se ilustra el efecto del pH sobre E. Coli. En un medio cido, con pH menor de 5, o en uno alcalino con valor de 9 esta BACTERIA NO PUEDE REPRODUCIRSE Y EL VALOR PTIMO PARA SU CRECIMIENTO ES CERCANO AL 7.

LMINA 3 EFECTO DEL PH SOBRE LOS MICROORGANISMOS.

Fuente: Carpenter P. 1969.

En realidad dentro de los procesos de purificacin o del tratamiento del agua son muchos ms los factores y parmetros que intervienen en el crecimiento y desarrollo de los microorganismos o en su destruccin y el asunto se tomar ms complejo al presentarse combinaciones entre el cambio y los efectos producidos por los diferentes factores.

CRECIMIENTO BACTERIANO.

EL CRECIMIENTO SE REFIERE AL AUMENTO EN CANTIDAD DE LOS CONSTITUYENTES Y ESTRUCTURAS CELULARES. PUEDE REFLEJARSE EN EL TAMAO DE LAS CLULAS, O EN EL NMERO (CRECIMIENTO INDIVIDUAL Y CRECIMIENTO DE LA POBLACIN. LAS BACTERIAS SE REPRODUCEN POR FISIN BINARIA (DE UNA CLULA SE FORMAN 2), SEXUALMENTE (INTERCAMBIO GENTICO), O POR GEMACIN (FORMACIN DE UNA CLULA HIJA A PARTIR DE LA CLULA MADRE). LA VELOCIDAD DE REPRODUCCIN VARA DESDE MENOS DE 20 MINUTOS POR GENERACIN HASTA VARIOS DAS, DEPENDIENDO DE LAS ESPECIES, POR EJEMPLO E. COLI PRESENTA UN TIEMPO MEDIO DE DIVISIN DE 15 MINUTOS, SU CRECIMIENTO EXPONENCIAL EN 20 GENERACIONES SERA EL SIGUIENTE:

Tiempo N de N de Log10 delminutos generacin clulas nmero de clulas

0 0 1 015 1 2 0.30130 2 4 0.60245 3 5 0.90360 4 16 1.20475 5 32 1.505906 64 1.80610.5 7 125 2.10712.0 8 256 2.40813.5 9 512 2.70915.0 10 1024 3.0103. . . .. . . .5Hrs 20 1.048576 6.021

E. Coli en 5 hr produce 1048,576 clulas a partir de una sola.

El crecimiento de la poblacin de microorganismos generalmente se presenta con una velocidad exponencial, lo cual se podra mantener indefinidamente si se presentarn todas las condiciones requeridas de oxgeno, temperatura, pH, nutrientes, etc., pero como estas condiciones no se presentan de manera natural, entonces la poblacin pasa por diferentes etapas en funcin de tales aspectos.

En la lmina 6 se presenta la curva tpica de crecimiento para un sistema cerrado.

LMINA 6 CURVA TPICA DE CRECIMIENTO PARA UN SISTEMA CERRADO

Esta curva de crecimiento se presenta en sistemas cerrados, por ejemplo en un recipiente con un caldo nutritivo, o el de un queso en descomposicin.

En la fase de retardo, tambin conocida como fase de latencia o de adaptacin, el nmero de bacterias no aumenta pero si se presenta un aumento en tamao, una gran actividad fisiolgica, sntesis de enzimas y sntesis de metabolitos no existentes en el medio. E n la fase exponencial las clulas se dividen a una velocidad que depende del tipo de bacteria y de sustrato. Hay abundancia de nutrientes. La divisin celular presenta una velocidad constante, es decir, cada divisin necesita el mismo tiempo que la antecedi. Se presenta una multiplicacin logartmica. Durante la fase estacionaria la poblacin disminuye su velocidad de reproduccin, diminuye la concentracin de nutrientes, las bacterias han liberado productos txicos y de desecho.

El nivel estacionariomximo es una poblacin elevada constante conservada por equilibrio entre clulas nuevas con la muerte de clulas viejas. En la fase de muerte tambin se presenta un modelo logartmico en la disminucin del nmero de clulas. Es mayor la velocidad en que las bacterias mueren que la de su reproduccin. Se redujo la cantidad de alimento y el ambiente se ha tornado difcil para el crecimiento, por ejemplo el pH puede haber variado lo suficiente para afectar las clulas. Durante esta fase se puede presentar el fenmeno de respiracin endgena, en la que por haber poco alimento las clulas sintetizan su protoplasma. Los nutrientes provenientes de clulas muertas son utilizados por las clulas viables.

La curva de crecimiento antes referida se relaciona con un modelo de crecimiento en un sistema cerrado (batch), pero en un sistema con flujo continuo es importante mantener la entrada de nutrientes de manera constante manteniendo en equilibrio su concentracin con el nmero de clulas, ligeramente por debajo de la que se obtiene en la fase estacionaria.

Como antes se mencion los factores importantes que intervienen son nmero de clulas, concentracin de nutrientes y tiempo. El comportamiento de los nutrientes sera a disminuir con el tiempo como lo muestra la lmina 7.

LMINA 7 DISMINUCIN DEL SUSTRATO CON RESPECTO AL TIEMPO.

8 CONSIDERACIONES DE LA BIODEGRADACIN

( La microflora que predomina en la presencia de un sustrato puede ser casi totalmente reemplazada cuando otro sustrato entra en el hbitat.

( La velocidad de degradacin y el desarrollo de un organismo depende de la cantidad de alimento que le es presentado en cantidad mnima (Ley de Liebig).

( Existe unaproporcionalidad directa entre la velocidad de descomposicin de los sustratos orgnicos y la concentracin de Nitrgeno y de Fsforo en el sistema; la relacin de vlida en proporciones C - N - P de 100 - 10 - 1.

( Ninguna de las distintas comunidades es homognea en el espacio ni se mantiene constante en el tiempo.

( Ninguna especie hetertrofa en particular puede producir la descomposicin completa de la materia orgnica.

( No todas las partes de la materia orgnica se desintegra a la misma velocidad. Se da en etapas.

( La energa es en cantidad diferente para cada uno de los compuestos moleculares, dependiendo de su potencialidad de oxidacin y reduccin.

( La degradacin de la materia es el resultado de la interaccin de los factores fsicos, qumicos, biolgicos y ambientales, y adems es dinmica en el tiempo.

( Los microorganismos son indicadores biolgicos que integran todas las condiciones en el espacio y en el tiempo existentes en el ambiente.

BIBLIOGRAFA

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Odum. 1972. Ecologa. 3 Edit. Interamericana.

Rivas H. A. y Gonzlez H. A. 1990. Saneamiento y reso del agua residual en la cuenca del ro Apatlaco. Coordinacin de Tecnologa Hidrulica Urbano Industrial. IMTA.

Ronald M.A. y Bartha R. 1987. Microbial ecology: fundamentals and applications. 2a Edit. The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc.

TRENES DE TRATAMIENTOLa lmina 12, ilustra un diagrama de flujo integrado, capaz de tratar una gran variedad de aguas residuales. El esquema central son los procesos de tratamiento convencionales primarios y secundarios, lmina 13, 15 y 16, pero tambin incluye los procesos de tratamiento terciarios, lmina 14 y tratamientos individuales para diferentes corrientes.

Los procesos de tratamiento primario y secundarios se utilizan para el tratamiento de aguas residuales sin toxicidad, y para otras aguas que han tenido un pretratamiento antes de unirse con estos procesos.

El tratamiento primario prepara las aguas residuales para el tratamiento biolgico. Gran cantidad de slidos se eliminan durante el cribado y en los desarenadores se remueven las partculas de arena. En el tanque de regulacin de flujo y homogeneizacin se regulan el flujo y los niveles de concentracin a la planta de tratamiento. Despus de la regulacin de flujo y homogeneizacin, sigue la neutralizacin. Las grasas, aceites y slidos suspendidos se remueven por flotacin, sedimentacin o filtracin.

El tratamiento secundario se considera la etapa la degradacin biolgica de compuestos orgnicos. Esto generalmente se hace en forma aerobia, en un reactor abierto o en una laguna. Alguna aguas residuales pueden tener un pretratamiento anaerobio en una laguna o en un reactor cerrado. Despus del tratamiento biolgico, los microorganismos y otros slidos sedimentan. Una fraccin de estos slidos se recicla a ciertos procesos, y la otra parte, llamada exceso de lodo, se descarga convirtindose en lodos de desecho, lo cuales tambin deben tratarse y disponerse.

Los procesos de tratamiento terciario se adicionan despus de lostratamiento secundarios para remover residuos especficos. La filtracin remueve slidos suspendidos o coloidales, la adsorcin por carbn activado granular remueve sustancias orgnicas, la oxidacin qumica tambin remueve orgnicos.

Dentro de los procesos productivos hay descargas con altas concentraciones de metales pesados, pesticidas y otras sustancias que deben tratarse en forma individual antes de adicionarse a un proceso de tratamiento convencional. Los procesos utilizados para este tipo de descargas son: precipitacin, adsorcin con carbn activado, oxidacin qumica, desorcin, intercambio inico, smosis inversa, electrodilisis y oxidacin con aire hmedo.

Existen procesos de tratamiento que se han modificado para aumentar la capacidad de remover contaminantes y mejorar su eficiencia. Un ejemplo de este tipo de procesos consiste en adicionar carbn activado en polvo a los procesos de tratamiento biolgico, y adsorber sustancias orgnicas que los microorganismos no pueden degradar. Otro ejemplo es la adicin de coagulantes al final del tratamiento biolgico para remover fsforo y slidos suspendidos remanentes.

Todos estos procesos tienen su lugar dentro de los esquemas del tratamiento de agua y de aguas residuales. La seleccin de un procesos de tratamiento de aguas o la combinacin de procesos depende de:-. Las caractersticas del agua residual- la calidad de efluente requerida.- Los costos de los sistemas de tratamiento y la disponibilidad de terreno.

LMINA 12. ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO PARA LAS AGUAS RESIDUALES

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Fuente. Eckenfelder, Wesley, Jr. 1989. Industrial Water Pollution Control. Mac Graw-Hill Publishing Company, Nes York.400p.

1 NIVELES DE EVALUACIN

LA EVALUACIN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO PUEDE REALIZARSE A TRES DIFERENTES NIVELES, SEGN EL OBJETIVO QUE SE PERSIGA.

La evaluacin de nivel uno consiste en identificar y corregir problemas en el tratamiento cuando stos se inician. Se recomienda que la frecuencia de estas evaluaciones debe ser anual o antes si durante el control de operacin se identifica la necesidad de realizarse. La metodologa consiste en tomar muestras compuestas y/o simples, medir el caudal y determinar la calidad del agua de acuerdo con los parmetros de diseo en el influente y adicionando a los parmetros de diseo, los de la normativa de descarga en el efluente final durante cinco das, y verificar que se cumpla la eficiencia de diseo y se satisfagan las caractersticas de calidad establecidas para el efluente por la normatividad vigente (condiciones particulares de descarga, norma oficial mexicana para descarga a cuerpos receptores o calidad para un uso especfico).

El nivel dos de evaluacin tiene como fin efectuar el anlisis comparativo del diseo del proceso, tomando en cuenta los datos en que se basa el diseo y los del comportamiento del sistema. Para este nivel se incluye un anlisis de cada unidad de tratamiento, verificando su eficiencia y determinando sus rangos de operacin de acuerdo con el diseo del proceso, un anlisis de la operacin y mantenimiento, los recursos materiales y humanos y el esquema administrativo-financiero del organismo operador, para optimizar y/o rehabilitar la infraestructura de tratamiento y establecer guas de diseo para nuevas plantas. Para este nivel se deben tomar muestras compuestas y simples por cinco das con unafrecuencia de cuatro horas las 24 horas del da, de acuerdo con los parmetros de control del proceso en los influentes y efluentes de cada uno de los procesos de tratamiento.

Las evaluaciones de nivel tres, tiene como propsito planear las obras de ampliacin de la planta de tratamiento. Debe de realizarse dos a tres aos antes de que se cumpla el ao para la que fue diseada. Se recomienda tener cuidado en la medicin de caudales y en la caracterizacin de su calidad, adems de realizar las proyecciones del caudal esperado para el perodo del diseo de la ampliacin. La metodologa utilizada para la evaluacin en el nivel dos es aplicable a este nivel. Con la informacin recabada y las proyecciones se procede a elaborar el diseo del proceso de la ampliacin de la planta, tomando en cuenta la disponibilidad del terreno que exista, para realizar el diseo fsico( Adaptado de Garca O. et al 1993)

2 mONITOREO

El objetivo del muestreo es colectar suficiente muestra en volumen, que sea transportada y tratada en el laboratorio de tal manera que represente el carcter y calidad de la masa de la cual se tom.

2.1.1 Precauciones generales en el muestreo

La toma de la muestra y el transporte es muy importante, ya que una muestra debe ser tratada de manera tal que no se deteriore o contamine antes de su anlisis en el laboratorio. Antes de llenar, enjuague la botella donde se recolecta la muestra, 2 3 veces con la misma.

Dependiendo del tipo de determinacin a realizar, el frasco deber ser llenado totalmente o dejando un espacio para la mezcla o aeracin. Para muestras que van a ser transportadas; de preferencia dejar un espacio de aire de 1% de su capacidad.

Se pueden obtenermuestras representativas de algunas fuentes conformando muestras compuestas a partir de muestras simples colectadas durante un determinado tiempo o de diferentes puntos de muestreo. Algunas veces es mejor analizar varias muestras por separado que una compuesta. Se tiene que muestrear con cuidado para asegurar resultados analticos representativos de la muestra.

Debe realizarse un registro de cada muestra colectada e identificar cada botella; registrar informacin suficiente que proporcione una identificacin de la muestra, nombre, colector, da, hora, lugar de muestreo, temperatura; y cualquier otra informacin que pueda ser necesaria tal como condiciones climatolgicas, nivel del agua, corrientes de flujo, etc. Dejar un espacio en la etiqueta para anotar hora y fecha en que fue trasladada.

Antes de tomar muestras de sistemas de distribucin, fluir totalmente la lnea para asegurarse que la muestra suministrada es representativa, anotar el dimetro y largo del tubo; y la velocidad del flujo. Si la muestra se toma en un pozo se deja fluir el agua para tener la certeza de que se tiene una muestra representativa.

Los constituyentes de la muestra seleccionada pueden ser txicos; se deben tomar las precauciones necesarias para su muestreo y manejo. Utilizar lentes de seguridad y mascarilla, en caso de que exista emisin de vapores. En el laboratorio, no fumar, no tener comida cerca de las muestras, lavarse las manos despus de haber trabajado. (Si es flamable, no fumar cerca, mantener flamas o fuentes de calor alejadas de la muestra). STANDAR METHODS, 1992; PP. 1-18 a 1-23. NOM-AA-3-1980.

2.1.2. Identificacin de las muestras.

Los siguientes puntos describen la forma en que esconveniente identificar las muestras colectadas:

a) Etiqueta, deben ser pegadas o colgadas, debe incluirse la siguiente informacin: nmero de muestra, fecha y hora de muestreo, punto de muestreo, temperatura de la muestra, profundidad de muestreo, nombre y firma del que efecto el muestreo.

b) Hoja de registro, registrar toda la informacin del muestreo.-Objetivo del muestreo.-Localizacin del punto de muestreo-Resultados de pruebas de campo practicadas en la zona estudiada.-Temperatura ambiental, del agua.-pH.-Gasto.-Descripcin cualitativa del olor y color de las aguas residuales, as como la corriente del proceso donde se tomo la muestra.

2.2 tipos de muestras

Los dos tipos de muestras recolectadas en plantas de tratamiento son conocidas como:Muestras simples y Muestras compuestas, y pueden ser obtenidas manualmente o automticamente.

Muestras simples: es aquella muestra individual, tomada en un corto tiempo de forma tal que el tiempo empleado en su extraccin sea el transcurrido para obtener el volumen necesario que proporcione las caractersticas de la muestra en ese momento (NOM-AA-3-1980).

La muestra simple puede ser preferida sobre una muestra compuesta cuando:

1. El agua residual no tenga un flujo continuo en un estanque.1. Las caractersticas de las aguas residuales son relativamente constantes.2. Cuando en el agua residual va a ser analizada gases disueltos (OD), coliformes, cloro residual, temperatura y pH.

Muestra compuestas: Las muestras completas son el resultado de la mezcla de muestras simples colectadas a intervalos regulares de tiempo y mezclada de acuerdo a la proporcin del caudal, generalmente de una a dos horas durante24 horas. Para la preparacin de las muestras compuestas se requiere conocer el caudal del agua residual y calcular el volumen necesario de cada muestra simple las que sern tomadas y medidas en una proporcin al caudal en ese tiempo. Durante la elaboracin de las muestras compuestas, las muestras simples debern ser vigorosamente mezcladas para tomar la composicin original de la muestra. Las muestras simples debern ser preservadas inmediatamente a su toma, en refrigeracin a 40C. Las muestras simples son utilizadas para medir pH, oxgeno disuelto y cloro residual; estas muestras deben ser analizadas inmediatamente despus de ser colectadas para obtener resultados confiables. Tambin para el anlisis de coliformes fecales se lleva a cabo un muestreo simple. NOM-AA-3-1980.

2.3 parmetros de muestreo

2.3.1 Medicion de caudal.ESTE TEMA ES EXPLICADO AMPLIAMENTE EN OTRO CAPTULO.

2.3.2 pH

LA CONCENTRACIN DEL IN HIDRGENO ES UN PARMETRO DE CALIDAD IMPORTANTE TANTO EN AGUAS COMO AGUAS RESIDUALES. UN AGUA RESIDUAL CON CONCENTRACIONES EXTREMAS DEL IN HIDRGENO ES MS DIFCIL DE TRATAR POR MEDIOS BIOLGICOS Y SI LA CONCENTRACIN NO ES MODIFICADA ANTES DE SU DESCARGA, EL EFLUENTE DEL AGUA RESIDUAL PUEDE ALTERAR LA CONCENTRACIN EN AGUAS NATURALES.

El pH puede ser medido con un medidor de pH. Los papeles indicadores de pH y soluciones indicadoras cambian de color a valores definidos de pH, y ste se determina comparando el color del papel o de la solucin con una serie de colores estndares. Metcalf and Eddy; 1991.Pp. 84

Muestreo y preservacin: El objetivo de la medicin del pH es medir la actividad de los iones hidrgeno mediante un electrodo. Las lecturas se deben realizara 25 C, las muestras se leern en el lugar donde se tom la muestra, si no es posible se colectan en frascos de plstico y se cierran hermticamente. STANDARD METHODS, 1992; PP. 4-65 a 4-69. NOM-AA-8-1980.

2.3.3 Temperatura

LA TEMPERATURA DE LOS AGUAS RESIDUALES ES COMNMENTE MS ALTA QUE LA DEL AGUA DE OTRA FUENTE, ESTO PUEDE DEBERSE A LA ADICIN DE AGUA CALIENTE PROVENIENTE DE LAS INDUSTRIAS. EL CALOR ESPECFICO DEL AGUA ES MUCHO MAYOR QUE DEL AIRE. SEGN LA LOCALIZACIN GEOGRFICA EL PROMEDIO ANUAL DE LA TEMPERATURA DEL AGUA RESIDUAL VARIA DE 10 A 21.1 C.

La temperatura del agua es un parmetro muy importante por su efecto en reacciones qumicas, vida acutica, etc. Un incremento de la temperatura por ejemplo, puede causar un cambio en las especies de peces que pueden existir en un cuerpo de agua. El oxgeno es menos soluble en agua caliente que en agua fra. Una temperatura ptima para la actividad de las bacterias se encuentra entre el rango de 25 a 35C. La nitrificacin y digestin aerobia se detiene cuando la temperatura sube a 50C y baja a 15C. Metcalf and Eddy 1991, P. 62-63.

Muestreo y preservacin: Normalmente la medicin de la temperatura se realiza en el lugar de muestreo con un termmetro de mercurio, con una escala de 0.1 C, este se deber calibrar peridicamente. STANDARD METHODS, 1992; PP. 2-59. NOM-AA-7-1980.

2.3.4 CONDUCTIVIDAD ELCTRICA.

LA CONDUCTIVIDAD ES UNA MEDIDA DE LA HABILIDAD DE UNA SOLUCIN ACUOSA PARA TRANSMITIR CARGA ELCTRICA. ESTA HABILIDAD DEPENDE DE LA PRESENCIA DE IONES, DE SU CONCENTRACIN TOTAL, VALENCIA Y TEMPERATURA EN LA QUE SE REALIZA SU MEDICIN. SE DEFINE COMO EL RECPROCO DE LA RESISTENCIA: STANDARD METHODS, 1992, PP2-43.

G = 1/R

donde:G= Conductividad (ohm/cmR= Resistencia ohm-1

Muestreo y preservacin: Se debe medir en el lugar del muestreo. Si no se cuenta con equipo porttil, se recomienda que el volumen de muestra sea mayor de 100 cm3, pudindose almacenar en recipientes de vidrio de silicato de Boro o de polietileno, durante un tiempo no mayor de 24 horas a temperatura de 4C. NOM-AA-93-1981.

2.3.5 Oxgeno disuelto

EL OXGENO DISUELTO ES REQUERIDO PARA LA RESPIRACIN DE MICROORGANISMOS AEROBIOS AS COMO PARA OTRAS FORMAS DE VIDA AERBICA. SIN EMBARGO, EL OXGENO ES ESCASAMENTE SOLUBLE EN AGUA. LA CANTIDAD DE OXGENO PUEDE ESTAR PRESENTE EN SOLUCIONES GOBERNADAS POR:1. Solubilidad del gas.1. La presin parcial del gas en la atmsfera.2. La temperatura.3. La pureza del agua.

Ya que la proporcin de las reacciones bioqumicas que utilizan oxgeno se incrementan con el aumento de la temperatura, los niveles de oxgeno disuelto tienden a ser ms crticos en los meses de verano. El problema se debe a que corrientes de flujo son usualmente bajos, as de esta manera la cantidad total de oxgeno disponible es tambin bajo. La presencia de oxgeno disuelto en aguas residuales es necesaria porque previene la formacin de olores. Metcalf and Eddy; 1991; Pp. 89.

Muestreo y preservacin: La toma de muestras debe realizarse con mucho cuidado. No dejar que la muestra tenga contacto con el aire o sea agitada. Para muestras a diferentes profundidades, lagunas, cuencas, agua caliente; se necesita tomar precauciones para eliminar cambios de temperatura y presin. La toma de muestra de agua se realiza en frascos para DBO de boca chica de 300 ml con tapn esmerilado de vidrio; no debecontener burbujas de aire, por lo que se deber sumergir totalmente la botella en contracorriente y tapndola inmediatamente despus de tomar la muestra.

Para la toma de muestras en corrientes, lagunas o tanques de ms de 2 metros de profundidad utilizar un muestreador Kemmerer. La muestra se toma por un orificio del muestreador que est comunicado a la botella de DBO, por un tubo que llega a la boca de la misma. Evitar turbulencias.

La determinacin de Oxgeno disuelto debe realizarse en forma inmediata. STANDARD METHODS, 1992; PP. 4-98 a 4-99. NOM-AA-12-1980

2.3.6 Demanda bioqumica de oxgeno

EL PARMETRO MS UTILIZADO PARA LA MEDICIN DE LA CONTAMINACIN ORGNICA EN AGUAS RESIDUALES ES LA DBO. EN ESTA DETERMINACIN SE MIDE EL OXGENO DISUELTO UTILIZADO POR LOS MICROORGANISMOS EN LA OXIDACIN BIOQUMICA DE LA MATERIA ORGNICA.

Aunque presenta algunas limitaciones, el motivo por el cual se utiliza la DBO es:

Para determinar la cantidad aproximada de oxgeno que ser requerido para estabilizar biolgicamente la materia orgnica presente.

Error!Marcador no definido.Determinar la facilidad del tratamiento de aguas residuales.

Medir la eficiencia de algunos procesos.

Determinar la semejanza con las descargas en aguas residuales permitidas.

Metcalf and Eddy 1991; Pp. 71-73.

Muestreo y preservacin: Analizar inmediatamente la muestra tomada, si esto no es posible almacenar a 4 C inmediatamente despus de haberse tomado la muestra por un tiempo no mayor a 24 horas.STANDARD METHODS, 1992; PP. 5-1. NOM-AA-28-1981.

2.3.7 Demanda qumica de oxgeno

LA TCNICA DE LA DEMANDA QUMICA DE OXGENO ES UTILIZADA PARA LA MEDICIN DEL CONTENIDO DEMATERIA ORGNICA EN AGUAS RESIDUALES. EL EQUIVALENTE DEL O2 DE LA MATERIA ORGNICA PUEDE SER MEDIDO SI SE OXIDA UTILIZANDO AGENTES OXIDANTES QUMICOS FUERTES EN UN MEDIO CIDO. PARA ESTE PROPSITO SE UTILIZA EL DICROMATO DE POTASIO, LA PRUEBA DEBE LLEVARSE A ELEVADAS TEMPERATURAS.

Se utiliza un catalizador (sulfato de Plata) para proporcionar la oxidacin a ciertas clases de compuestos orgnicos. Utilizando el dicromato de potasio como agente oxidante se tiene la siguiente reaccin.

Materia orgnica (CaHbOc) + Cr2O7-2 + H+ Cr+3 + CO2 +H2Ocatalizadorcalor

La DQO se utiliza para medir la materia orgnica en aguas tanto industriales como municipales que contienen compuestos que son txicos para la vida. La DQO de aguas es ms amplia que la DBO, ya que una mayor cantidad de compuestos pueden ser qumicamente oxidados que biolgicamente. Metcalf and Eddy 1991. Pp 84

Muestreo y preservacin: Almacene la muestra en recipientes limpios de vidrio. Si el anlisis no se realiza de inmediato, acidifique la muestra a un pH menor que 2 y mantngala a una temperatura de 4 C. No tener muestras por ms 7 das. STANDARD METHODS, 1992; PP. 5-6 a 5-7. NOM-AA-30-1981

2.3.8 Slidos

ANALTICAMENTE, EL CONTENIDO DE SLIDOS TOTALES EN LA AGUAS RESIDUALES, SE DEFINE COMO LA SUMA DE LOS SLIDOS DISUELTOS Y SUSPENDIDOS. LA MATERIA QUE PRESENTA UNA PRESIN DE VAPOR A TEMPERATURA DE 103-1050C, SE PIERDE DURANTE UNA EVAPORACIN Y NO SE DEFINE COMO SLIDOS.

Los slidos sedimentables son los slidos que se encuentran en el fondo de un cono Imhoff en un periodo de 60 minutos y se expresan enml/L, y son una medicin aproximada del lodo que ser removido en un sedimentador primario. En la practica se clasifican 2 grupos: slidos suspendidos y disueltos la distincin se marca utilizando un filtro-membrana con tamao de poro de aproximadamente 1.2(m. (Whatman GF/C). Cualquier partcula que pase por el filtro se considera disuelto y cualquier partcula retenida se considera suspendida. Los slidos disueltos incluyen coloidales y partculas pequeas en suspensin los slidos disueltos incluye a los sedimentables.

Dentro de las caractersticas qumicas de los slidos estn los voltiles los cuales se volatilizan a 550 C y en muchos casos se considera que son de naturaleza orgnica.

Los trminos slidos suspendidos voltiles y slidos suspendidos fijos se refieren, al contenido orgnico e inorgnico de los slidos suspendidos respectivamente. EL anlisis de slidos voltiles es comnmente aplicado en la medicin de la estabilidad biolgica de los lodos residuales. Metcalf and Eddy 1991 pp. 50-55

Muestreo y preservacin: Utilizar botellas de plstico o de vidrio resistentes, de un material que no permita que se adhiera la muestra en la paredes. Iniciar el anlisis tan pronto como sea posible ya que no es recomendable la preservacin de la muestra. Se recomienda refrigerarla a 4 C ya que con esto se minimiza la descomposicin microbial de slidos. No tener muestras por ms 7 das. Antes de ser analizadas las muestras deben estar a temperatura ambiente. STANDARD METHODS, 1992; PP. 2-53 a 2-54. NOM-AA-2-1980, NOM-AA-34-1981.

2.3.9 SUSTANCIAS ACTIVAS AL AZUL DE METILENO

LOS SURFACTANTES SON MOLCULAS DE CADENA LARGA, LIGERAMENTE SOLUBLE EN AGUA CAUSANDO FORMACIN DE ESPUMASEN LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

Durante un proceso de aeracin estos compuestos son colectados por medio de las burbujas de aire. La determinacin del surfuctante se realiza por la medicin del cambio de calor en una solucin estndar de azul de metileno. Antes de 1965, el tipo de surfuctantes presentes en detergentes sintticos, llamados alcalbenceno-sulfanatus, eran muy problemticos ya que resisten un proceso biolgico. Ya que los surfactantes provienen de una forma primaria de detergentes sintticos, el problema de espumas ha sido reducido satisfactoriamente. Metcalf and Eddy, 1991. Pp 66-67.

Preservacin y muestreo. Seguir las recomendaciones de la NOM-AA-3, NOM-AA-14 para muestreo. La muestra debe ser analizada inmediatamente despus de su toma, en caso contrario, debe conservarse en refrigeracin a 4C, no ms de 24 horas. NOM-AA-39-1980, STANDARD METHODS 1992, Pp 5-34.

2.3.10 Grasas y aceites

EL TRMINO GRASAS ES COMNMENTE UTILIZADO, INCLUYE, ACEITES, GRASAS Y OTROS CONSTITUYENTES RELACIONADOS; QUE SE ENCUENTRAN EN LAS AGUAS RESIDUALES. EL CONTENIDO DE GRASAS DE DETERMINA POR LA EXTRACCIN DE UNA MUESTRA DE AGUA CON UN SOLVENTE. OTRAS SUBSTANCIAS QUE SE EXTRAEN SON ACEITES MINERALES, TALES COMO KEROSENO. LAS GRASAS Y ACEITES SON COMPUESTOS DE ALCOHOL O GLICEROL CON CIDOS GRASOS. LOS CIDOS GRASOS Y GLICERDOS QUE SON LQUIDOS A TEMPERATURA AMBIENTE SE LLAMAN ACEITES, Y LOS QUE SON SLIDOS SE LLAMAN GRASAS.

Las grasas son compuestos orgnicos ms estables y no son fcilmente descompuestos por bacterias. Los cidos minerales los pueden atacar. En presencia de lcalis, como NaOH el glicerol es liberado, y se forman sales alcalinas (jabones) ycidos grasos.

El contenido de grasas en aguas residuales puede causar problemas en las plantas de tratamiento de aguas residuales, si no son removidas antes de su descarga, pueden interferir con la vida biolgica en la superficie del agua y crear materia flotante. Metcalf and Eddy 1991. Pp 66.

Preservacin y muestreo. Tomar la muestra con frascos de vidrio de boca ancha, llenando el frasco. En caso de grasas y aceites flotantes, la muestra se toma nicamente de la pelcula superior del agua. En caso de aceites emulsionados, la muestra se toma de 20 a 30 cm de profundidad, cuando no haya mucha turbulencia para asegurar una mayor representatividad. En muestra de lodos, tomar todas las posibles precauciones para obtener una muestra representativa. Si la muestra se preserva utilizar 1 ml de HCl concentrado en 80 g de muestra y refrigerar; nunca preservar con CHCl3 o Benzoato de Sodio. Para muestras de aguas preservarla con 5 ml de HCl a 4C y no almacenarla ms de 24 horas. STANDARD METHODS, 1992, Pp. 5-25. NOM-AA-5-1980.

2.3.11 Nitrgeno total y amoniacal

LOS ELEMENTOS DE N2 Y P2 SON ESENCIALES PARA EL CRECIMIENTO DE PLANTAS. UNA PORCIN DE OTROS ELEMENTOS, COMO EL HIERRO, ES NECESARIO TAMBIN PARA EL CRECIMIENTO BIOLGICO, PERO EL N2 Y P2 EN LA MAYORA DE LOS CASOS SON LOS NUTRIENTES DE MAYOR IMPORTANCIA. EL N2 SER REQUERIDO PARA ESTIMAR LA TRATABILIDAD DEL AGUA RESIDUAL POR MEDIO DE PROCESOS BIOLGICOS.

El nitrgeno total consta de nitrgeno orgnico, amonio, nitrito y nitrato. El nitrgeno orgnico se determina por el mtodo Kjeldahl. La muestra es primero calentada para quitar el amonio y se digiere. Durante la digestin el nitrgeno orgnico es convertido a amonio. Elnitrgeno total Kjeldahl se determina de la misma forma que el nitrgeno orgnico, excepto que el amonio no es sacado antes de la digestin. Metcalf and Eddy, 1991; Pp. 85-86.

Muestreo y preservacin: Analizar la muestra inmediatamente despus de su toma para evitar la transformacin del nitrgeno orgnico a amonaco a causa de la actividad biolgica. De no ser posible, preservar la muestra adicionndole 1 cm3 de cido sulfrico concentrado y mantenerla a 40C. NOM-AA-26-1980.

2.3.12 FSFORO TOTAL

EL FSFORO ES ESENCIAL EN EL CRECIMIENTO DE ALGAS Y OTROS ORGANISMOS BIOLGICOS. YA QUE EL FLORECIMIENTO DE ALGAS NOXIOUS SE PRESENTA EN LA SUPERFICIE DE LAS AGUAS, EXISTE UN INTERS PRIMORDIAL EN EL CONTROL DE LA CANTIDAD DE COMPUESTOS DE FSFORO QUE ENTRAN EN AGUAS RESIDUALES DOMSTICAS E INDUSTRIALES. POR EJEMPLO, LAS AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES CONTIENEN DE 4 A 15 MG/L DE FOSFATOS COMO P. LAS FORMAS USUALES DE FSFOROS ENCONTRADAS SON: ORTOFOSFATOS, POLIFOSFATOS Y FOSFATOS ORGNICOS. LOS ORTOFOSFATOS, POR EJEMPLO PO4-3, HPO4-2, H2PO4-, H3PO4 , SON DISPONIBLES PARA METABOLISMOS BIOLGICOS SIN DESCOMPOSICIONES FUTURAS. EL ORTOFOSFATO PUEDE DETERMINARSE DIRECTAMENTE ADICIONANDO SUBSTANCIAS COMO MOLIBDATO DE AMONIO, QUE FORMAR UN COMPLEJO COLOREADO CON EL FOSFATO. LOS POLIFOSFATOS Y FOSFATOS ORGNICOS DEBEN CONVERTIRSE A ORTOFOSFATOS UTILIZANDO UNA DIGESTIN CIDA. METCALF AND EDDY; 1991.PP. 86-87.

Muestreo: La muestra se extrae, segn sea el caso, como se indica en la Norma Oficial Mexicana Cuerpos receptores.-Muestreo NOM-AA-14, o bien de acuerdo a la Norma Oficial Mexicana Aguas Residuales.-Muestreo NOM-AA-3 en vigor.

2.3.13 Sulfuros

EL IN SULFATO SE PRESENTA EN FORMA NATURALEN LA MAYORA DE LOS ABASTECIMIENTOS DEL AGUA, AS COMO EN AGUAS RESIDUALES. EL SULFATO ES REQUERIDO EN LA SNTESIS DE PROTENAS Y LIBERADO EN SU DEGRADACIN. SE REDUCE EN CONDICIONES ANAERBICAS A SULFURO Y PUEDE COMBINARSE CON EL H2 Y FORMAR H2S. LA SIGUIENTE ECUACIN ES UNA REACCIN TPICA Y GENERAL.

Materia orgnica + SO4-2 bacteria S-2 + H2O + CO2

S-2 + 2H+ H2S

El sulfuro de hidrgeno es liberado a la atmsfera. Los sulfatos son reducidos a sulfitos en digestores de lodos. El H2S es un gas corrosivo, combustible que puede daar seriamente el equipo empleado. Metcalf and Eddy, 1991, Pp 87-88.

Muestreo y preservacin:. Ver NOM-AA-14 1980 Las muestras deben ser tomadas con una aeracin mnima. Para determinar sulfuros totales, la muestra debe preservarse con 4 gotas de solucin de acetato de zinc 2N por cada 100 cm3 de muestra; las que se adicionan antes de llenar totalmente el frasco. Almacenar a 4C. STANDARD METHODS, 1992, Pp 4-132 NOM-AA-84-1982

2.3.14 Coliformes totales y fecales.

LAS MUESTRAS PARA EL ANLISIS BACTERIOLGICO, SE DEBEN TOMAR EN FRASCOS QUE SE HAYAN LAVADO CON EXTREMO CUIDADO Y ESTERILIZADO. EN SU INTERIOR COLOCAR PREVIO A LA ESTERILIZACIN, 0.1 CM3 DE SOLUCIN DE TIOSULFATO DE SODIO AL 1% CON EL PROPSITO DE INHIBIR LA ACCIN DEL CLORO QUE PUEDA CONTENER LA MUESTRA, CUBRIENDO ADEMS EL TAPN DEL FRASCO HASTA EL CUELLO CON PAPEL ALUMINIO.

El muestreo en cuerpos receptores se realiza de la siguiente forma: Siempre que sea posible, llenar el frasco a 2/3 partes de su capacidad, una cantidad menor sera insuficiente, si fuera mayor disminuir el espacio de aire disponible, necesario para homogeneizar lamuestra.

Las muestras deben ser representativas del agua en estudio y as mismo no deben contaminarse en forma alguna. El frasco donde se colecta la muestra no se debe destapar sino hasta el momento en el que se efecte el muestreo. Al hacer un muestreo, se debe evitar que el cuello del frasco se ponga en contacto con los dedos o cualquier otro material contaminante. El volumen de la muestra suficiente para efectuar el anlisis bacteriolgico, de preferencia deber ser de aproximadamente 100 cm3.

El mecanismo de muestreo superficial es el siguiente: quitar el papel aluminio del cuello del frasco; introducir el frasco aproximadamente 30 cm3 bajo la superficie del agua. Destapar el frasco dentro del agua. La boca del envase debe quedarse en sentido contrario al flujo de la corriente. Si no existe corriente, como en los embalses, crearla empujando el frasco horizontalmente, en direccin opuesta al movimiento de la mano.

Una vez que la muestra ocupe el volumen correspondiente del frasco (2/3 partes); tapar sin sacarlo del agua teniendo cuidado de que el papel aluminio vuelva a cubrir el cuello de la botella. Si no es posible la recoleccin de muestras en las condiciones antes enunciadas, fijar un lastre, al que se hace descender en el agua. Para tomar muestras profundas en lagos o embalses; usar aparatos especiales que permitan destapar mecnicamente el frasco debajo de la superficie.

Muestreo y preservacin: Al anlisis bacteriolgico de la muestra debe practicarse inmediatamente despus de su recoleccin. Es por ello que se recomienda que de no efectuarse as el anlisis, se inicie dentro de las dos horas prximas a la recoleccin de la muestra y en ningn caso, este lapso debeexceder de 24 horas para agua potable y de 6 horas para otros tipos de agua para que sea vlido el resultado del anlisis. Durante el periodo que transcurre del muestreo al anlisis, se debe conservar la muestra a 40C con objeto de inhibir la actividad bacteriana para no obtener resultados falsos o dudosos.STANDARD METHODS, 1992; PP. 9-45 a 9-48. NOM-AA-42-1987.

2.3.15 Huevos de helminto

LAS AGUAS RESIDUALES SON PORTADORES DE UNA AMPLIA GAMA DE MICROORGANISMOS PATGENOS, ENTRE LOS CUALES SE ENCUENTRAN LOS PROTOZOARIOS Y LOS HELMINTOS QUE PARASITAN AL HOMBRE Y QUE SON EVACUADOS CON LAS HECES. EN MENOR NMERO SE ENCUENTRAN PARSITOS PROPIOS DE ANIMALES (SHUVAL, 1978).

En un anlisis parasitolgico, de aguas residuales es posible detectar quistes de los siguientes protozoarios: Giardia, Entamueba histolytica y Cryptusporidium que son agentes etiolgicos de enfermedades gastrointestinales y Entamueba Coli como un indicador de contaminacin fecal.

En las diversas tcnicas de tratamiento de aguas residuales se considera la remocin de los enteroparsitos, el tratamiento es eficiente si la remocin de los diferentes estadios parasitarios es total o casi total. Siguiendo las recomendaciones de Engelberg para el uso de aguas residuales en agricultura y acuicultura, se permite ( 1 huevo viable por litro, por lo cual, en un programa de vigilancia del reuso de agua residuales es necesario el control permanente de la remocin de enteroparsitos (OMS, 1989).

Muestreo y preservacin:a) Preparar recipientes de 8 litros, desinfectndolos con cloro, enjuagndolos con agua potable a chorro y con agua destilada.

b) Tomar 5 litros de la muestra (ya sea del influente o efluente).c) En elcaso de que la muestra se trate de lodo, preparar en las mismas condiciones recipientes de plstico de 1 litro con boca ancha.

Condiciones de la muestra.Se transportarn al laboratorio en hieleras con bolsas refrigerantes o bolsas de hielo.Los tiempos de conservacin en refrigeracin y transporte deben reducirse al mnimo.Si no es posible refrigerarse la muestra lquida, debe fijarse con 10 ml de formaldehido al 4% o procesarse dentro de las 48 horas de su toma. NOM-001-ECOL-1996.

2.3.16 CLOROFILA A

LAS ALGAS TIENEN LA HABILIDAD DE PRODUCIR OXGENO A TRAVS DEL MECANISMO DE LA FOTOSNTESIS. PARA QUE SE REALICE ESTE FENMENO SE REQUIERE DE LUZ SOLAR, AGUA, NUTRIENTES Y BIXIDO DE CARBONO. AL CONSUMIR ESTE LTIMO COMPUESTO, SE INCREMENTA LA ALCALINIDAD DEL AGUA, LO QUE FAVORECE LA MORTANDAD DE BACTERIAS EN LAS LAGUNAS FACULTATIVAS Y DE MADURACIN.

La concentracin de algas en una laguna facultativa saludable depende de la carga orgnica y de la temperatura. En estas lagunas es importante mantener un rango de clorofila a de 500 a 2000 (g/L para mantener un buen rango entre bacterias y algas. En las lagunas de maduracin el crecimiento de algas es usualmente bajo y tiende a decrecer con el nmero de lagunas en serie, teniendo las ltimas lagunas un agua de mejor calidad.

Para el anlisis de este parmetro se requiere tomar muestra de agua en la laguna facultativa o de maduracin y darle un pretratamiento previo. El procedimiento que se realiza en campo se describe a continuacin, en tanto a la tcnica analtica para cuantificar la clorofila a, es descrita en forma general.

Muestreo y preservacin de clorofila a.

1.- Para realizar el muestreo de clorofila a es necesariomedir la profundidad de disco Secchi, el cual proporciona la mxima penetracin de la luz al cuerpo de agua. Tomando la recomendacin de Bravo 1989, se toma la muestra al doble de la profundidad medida con el disco Secchi, esto permite abarcar toda la zona euftica (extracto superior donde penetra la luz solar) y as obtener una muestra representativa.

2.- Para la toma de muestra se recomienda el uso de una botella Van Dorn de plstico de 50 cm de largo. Normalmente, en las lagunas facultativas y de maduracin la concentracin de algas es abundante por lo que la experiencia ha mostrado que cuando no se cuente con un muestreador de este tipo, el uso de una cubeta introducida a la profundidad deseada es recomendable para obtener una muestra representativa.

3.- La cantidad de muestra a recolectar depende del estado trfico del cuerpo de agua, as se recomienda un volumen de 3 a 4 litros de agua. Sin embargo, para el caso de lagunas facultativas y de maduracin es suficiente con tomar 1 litro de agua, del cual slo es utilizado un volumen de 50 a 150 ml para realizar el pretratamiento de la muestra.

4.- Una vez que se tiene la muestra recolectada, se procede a preservarla mediante la adicin de 5 gotas de carbonato de magnesio (1 gr en 100 ml de agua destilada) por cada litro de muestra recolectada, luego se mantiene en refrigeracin y se maneja siempre en ambientes obscuros para evitar variacin en los resultados por la presencia de luz solar directa.

La preservacin con carbonato de magnesio es para tener la seguridad de que el fitoplacton no llegue a acidificarse, con la consiguiente descomposicin que da lugar a la formacin de pigmentos de feofitina (productos de degradacinde la clorofila).

Pretratamiento de la muestra de clorofila a.

Para el anlisis de la muestra es necesario darle un pretratamiento que consiste en filtrarla en un tiempo menor de 24 horas despus de realizado el muestreo. Para esto, se usan filtros Whatman de microfibra de vidrio de 5.5 cm de dimetro y de 0.9 micras de poro.

Una vez filtrada la muestra, se corta el exceso perimetral del filtro no teido y luego se dobla a la mitad y se coloca en un tubo de centrfuga graduado con tapa de rosca.

La muestra as pretratada se mantiene en la obscuridad y preferentemente a congelacin. El mtodo aplicado para el anlisis de clorofila una vez pretratada la muestra es el espectrofotomtrico con extraccin en acetona (mtodo de Lorenzen, citado por Bravo, 1989). STANDAR METHODS, 1992; PP. 2-53 a 2-54. IMTA, 1996

2.3.17 PROFUNDIDAD DE LODOS.

Para estimar la profundidad y calcular el volumen de lodos en una laguna de estabilizacin, se requiere de la medicin anual de la profundidad de lodos, para ello se lleva a cabo el siguiente procedimiento:

Se coloca una tira de una toalla blanca en un extremo de la varilla y se fija, en seguida se Introduce perpendicularmente la varilla en el agua hasta alcanzar el fondo de la laguna, dejar la varilla de 3 a 5 minutos para permitir que el lodo se marque en la toalla blanca y se puedan distinguir las diferentes capas que se forman en ella. Despus de este tiempo la varilla se retira y se mide la longitud de cada capa formada y se anota en la hoja de registro. La medicin se debe realizar en cinco puntos distribuidos en una laguna: uno en el centro, dos cercanos a la entrada y 2 a la salida de la laguna.