FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA UNIDAD ACADÉMICA SANTA CRUZ FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Ingeniería Ambiental QUINTO SEMESTRE SYLLABUS DE LA ASIGNATURA TRATAMIENTO DE AGUAS I Elaborado por: M.Sc. Ing. Flaby R. Castro Muriel Gestión Académica I/2008 U N I V E R S I D A D D E A Q 1 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA UDABOL UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA Acreditada como PLENA mediante R. M. 288/01 VISIÓN DE LA UNIVERSIDAD Ser la Universidad líder en calidad educativa. MISIÓN DE LA UNIVERSIDAD Desarrollar la Educación Superior Universitaria con calidad y competitividad al servicio de la sociedad. Estimado (a) Estimado (a) estudiante: El syllabus que ponemos en tus manos es el fruto del trabajo intelectual de tus docentes, quienes han puesto sus mejores empeños en la planificación de los procesos de enseñanza para brindarte una educación de la más alta calidad. Este documento te servirá de guía para que organices mejor tus procesos de aprendizaje y los hagas muchos más productivos. Esperamos que sepas apreciarlo y cuidarlo. Aprobado por: Ing. Gelen Perlina Tondelli Méndez Fecha: Enero de 2008 SELLO Y FIRMA JEFATURA DE CARRERA U N I V E R S I D A D D E A Q 2 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 1.7. SYLLABUS Asignatura: Tratamiento de aguas I Código: INA-140 Requisito: INA-120, QMC-200 Carga Horaria: 80 horas Teórico Prácticas Horas Teóricas: 40 horas 2.1. Horas Prácticas: Créditos: 40 horas 4 2.2. TEMA 2. Causas de la contaminación Hídrica y origen de las aguas residuales I. OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA. Identificar las causas principales de la contaminación hídrica, sus características y su origen. Describir los diferentes procesos de tratamientos para el control de la contaminación del agua. Describir los conceptos básicos y las principales variables de diseño de cada uno de los procesos de tratamiento de aguas. Analizar la contaminación hídrica producida por la actividad minera en Bolivia y la forma en que es tratada para ser descontaminada. 3.1. UNIDAD I: AGUAS RESIDUALES 3.2. TEMA 1. Introducción al Tratamiento de aguas 3.3. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 3.4. 3.5. 3.6. Consideración del factor ambiental en las actividades humanas. 1.1.1. Ciclo hidrológico. 1.1.2. Distribución de agua en la tierra. Magnitud e importancia de los problemas de contaminación. 1.1.3. Calidad del agua Estrategias básicas para el control de la contaminación Perspectiva histórica de la contaminación del agua. Ética ambiental. Visión global del tratamiento de aguas residuales e introducción a los conceptos fundamentales U N I V E R S I D A D La contaminación 2.1.1. Definición Origen de aguas residuales 2.2.1. Tipos 2.2.2. Contaminación natural y artificial (antropológica)... 2.2.3. Clasificación de los contaminantes de las aguas. – 2.2.4. Contaminantes elementales. – 2.2.5. Metales pesados. – 2.2.6. Especies inorgánicas. – 2.2.7. Nutrientes de las algas y eutrofización. – 2.2.8. Acidez, alcalinidad y salinidad. – 2.2.9. Contaminantes que consumen oxígeno. – 2.2.10. Radionúclidos en el medio acuático. – 2.2.11. Contaminantes orgánicos TEMA 3. Características residuales II. PROGRAMA ANALÍTICO DE LA ASIGNATURA. 1.1. Parámetros de caracterización de las aguas residuales y su interpretación práctica. de las aguas Características, físicas, químicas y biológicas Características físicas: definición y utilidad Características Químicas: Definición y aplicación Características fisicoquímicas Características biológicas. Composición de las aguas residuales UNIDAD II: CARACTERIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES TEMA 4. Análisis y Caracterización de la contaminación de las aguas 4.1. D E A Q 3 Caracterización de aguas residuales 4.1.1 Determinación del contenido en sólidos de un agua residual 4.1.2 Determinación de la materia orgánica presente en el agua: Demanda teórica de oxígeno; U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA demanda Química de oxígeno; Carbono orgánico total. 4.1.3 Determinación de nutrientes: Formas nitrogenadas; contenido en fósforo. 4.1.4 Contaminación Biológica: determinación de Patógenos; Ensayos de Toxicidad. Análisis de aguas residuales 4.1.5 Principales índices contaminantes 4.1.6 Técnicas analíticas de determinación 4.1.7 Ejercicios de aplicación 4.2. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7. TEMA 5. Tratamiento de aguas residuales 5.8. 5.1. Clasificación de los métodos de los tratamientos de aguas residuales. Tratamientos primarios o Eliminación de la materia en suspensión. 5.2.1. Sedimentación. 5.2.2. Bases para el diseño de sedimentadotes primarios 5.2.3. La filtración a través de lechos porosos. 5.2.4. Coagulación - Floculación 5.2.5. Floculantes comerciales. 5.2.6. Esquema básico de la instalación 5.2.7. Flotación 5.2.8. Homogenización 5.2.9. Neutralización Tratamiento secundario 5.3.1. Fundamento de los procesos biológicos 5.3.2. Tipos de procesos y condiciones de operación. 5.2.2.1 Depuración aerobia 5.2.2.2 Depuración anaerobia. 5.3.3. Los sistemas de lodos activos 5.3.4. Bases de diseño 5.2. 5.3. 5.3.5. Cálculo del sedimentador secundario Tratamiento terciario 5.4.1. Eliminación nitrógeno y fósforo. Desinfección. 5.5.1. Métodos. 5.5.2. Cloración. 5.5.3. Ozonización Calculo y sistemas de tratamiento Operaciones de acondicionamiento y tratamiento de los lodos procedentes de la depuración de aguas. 5.7.1. Ley de Aguas. Directivas Comunitarias sobre el tratamiento de aguas Residuales Ejercicios de aplicación. TEMA 6. Aguas de minas 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. Manejo 6.1.1. Agua de mina 6.1.2. Aguas de dique de colas 6.1.3. Aguas de los diques de precipitación 6.1.4. Drenaje del agua ácida (lixiviación) 6.1.5. Agua residual/ servicio Recursos Hídricos suministro y usos Reciclado de agua en plantas concentradoras 6.3.1. Proceso de reciclado del agua 6.3.2. Análisis del proceso Contaminación con aguas de relave minero 6.4.1. Agua de relave minero 6.4.2. Sedimentos de relaves mineros 6.4.3. Metales pesados en peces y productos marinos 6.4.4. Metales pesados en ganado de pastura III.- ACTIVIDADES A REALIZAR POR LAS BRIGADAS UDABOL Tipo de Asignatura: De acuerdo a las características de la carrera y de la asignatura la materia de Tratamiento de Aguas I es una materia de tipo A. Diagnostico para la detección del problema: Actualmente los mercados y restaurantes contaminan las aguas pluviales que fluyen en los canales de drenaje de la ciudad de Santa Cruz y a su vez estos contaminan las aguas de los ríos cercanos a la ciudad. Nombre del proyecto: La materia de Tratamiento de Aguas I realizara el proyecto de ”Diagnostico de las aguas pluviales de los canales de drenaje de la ciudad de Santa Cruz” U N I V E R S I D A D D E A Q 4 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA TRABAJO A REALIZAR POR LOS ESTUDIANTES Investigar los diferentes análisis químicos, físicoquímico, analíticos a realizar de las muestras tomadas. Tomar muestras de las aguas pluviales en los diferentes canales de drenaje. Realizar los diferentes análisis a las aguas pluviales. LOCALIDAD, AULA O LABORATORIO Biblioteca de la UDABOL INCIDENCIA SOCIAL Canal Isutu Canal de los diferentes mercados Después del primer parcial Realizar un informe del diagnostico de las aguas pluviales de los canales de drenaje. Exponer el trabajo en la feria científica de la carrera de Ingeniería Ambiental Biblioteca UDABOL Estudiantes de 5to semestre de Ingeniería Ambiental Estudiantes de 5to semestre de Ingeniería Ambiental Estudiantes de 5to semestre de Ingeniería Ambiental Todos los estudiantes de la universidad UDABOL 3 de Junio Laboratorio de Química de la UDABOL IV. EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA Estudiantes de 5to semestre de Ingeniería Ambiental FECHA PREVISTA Antes del primer parcial Después del primer y segundo parcial Después del segundo parcial contaminación. La Paz, 1992. PROCESUAL O FORMATIVA Liebes, Arturo: El agua de elemento de conflicto a fuente de integración, 2002 A lo largo del semestre se realizarán exposiciones, repasos cortos y otras actividades de aulas; además de los trabajos de brigadas realizados con la universidad .Cada uno se tomará como evaluación procesal calificándola entre 0 y 50 puntos. (Signatura Topográfica: 551.46 L62). Romero, Jairo A. Potabilización del agua, Editorial Alfaomega, México 1999. (Signatura Topográfica: 628.1 R66). DE RESULTADOS DE LOS PROCESOS DE APRENDIZAJE O SUMATIVA Palacios, Severo: Tratamiento de agua, 1999. (Signatura Topográfica: 628.16 P17). Se realizan 2 evaluaciones parciales con contenido teórico y práctico. El examen final consistirá en un examen escrito que se calificará con el 50% de la nota del examen final. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA V. BIBLIOGRAFÍA. Corona Rodríguez Hortensia: Manual de aguas para usos industriales, BIBLIOGRAFÍA BÁSICA. Ed. LIMUSA. México, 1976. Flores, M. Carlos: Los recursos Hídricos Mendizabal De Finot Marthadina, Oruro de Bolivia y su dimensión ambiental. del desastre a la esperanza ambiental. Aprovechamientos, Editorial ILDIS, La Paz, 1993 U N I V E usos R S I D A D y D E A Q 5 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA VI. PLAN CALENDARIO. SEMANA ACTIVIDADES OBSERVACIONES 1 Tema 1: 1.1 a 1.3 2 Tema 1: 1.4 a 1.5 3 Tema 1: 1.5 a 1.7 Laboratorio # 1 4 Tema 2: 2.1 a 2.2.8 Laboratorio # 2 5 Tema 2 y 3: 2.2.9 a 3.2 6 Tema 3: 3.3 a 3.5 7 Tema 3 y 4: 3.6 a 4.1.1 EVAL PARC I 8 Tema 4: 4.1.2.a 4.2.1 EVAL PARC I 9 Tema 4: 4.2.2 a.4.2.3 10 Tema 5: 5.1 a 5.2.7 11 Tema 5: 5.2.8 a 5.3.3 Laboratorio # 5 12 Tema 5: 5.3.4 a 5.3.5 Laboratorio # 6 13 Tema 5: 5.4 a 5.6 14 Tema 5: 5.7 a 5.8 EVAL PARC II 15 Tema 6: 6.1 a 6.1.5 EVAL PARC II 16 Tema 6: 6.2 a 6.3.1 17 Tema 6: 6.3.1 a 6.4.1 Laboratorio # 8 18 Tema 6: 6.4.2 a 6.4.4 Laboratorio # 9 19 EVALUACIÓN FINAL 20 EVALUACIÓN FINAL 21 SEGUNDA INSTANCIA U N I V E R S I D A D Laboratorio # 3 Laboratorio # 4 Presentación de notas Laboratorio # 7 Presentación de notas Presentación de Actas D E A Q 6 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 1 UNIDAD O TEMA: CAUSAS DE LA CONTAMINACIÓN HÍDRICA Y ORIGEN DE LAS AGUAS RESIDUALES TITULO: Causas y origen de la contaminación de aguas residuales FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: CAUSAS Y ORIGEN DE LA CONTAMINACION DE AGUAS RESIDUALES Contaminantes De mucha importancia es la información y datos necesarios sobre los constituyentes encontrados en las aguas residuales para el análisis y diseño de los sistemas e instalaciones de manejo. Los constituyentes pueden ser: Sólidos suspendidos, Compuestos orgánicos biodegradable, constituyentes inorgánicos disueltos, metales pesados, Nutrientes, Organismos patógenos. Causas y Origen. Todas las comunidades generan residuos tanto sólidos como líquidos. La fracción líquida de estas es esencialmente el agua de que se desprende la comunidad una vez ha sido contaminada durante los diferentes usos para los cuales ha sido empleada. Así la fuente de contaminación es una combinación de los residuos líquidos o aguas portadoras de residuos, procedentes tanto de residencias como de instituciones públicas, establecimientos industriales y comerciales, también pueden ser sumadas eventualmente, las aguas subterráneas, superficiales y pluviales. Como es bien sabido, para hablar de uno de los orígenes, la agricultura es el principal usuario de recursos de agua dulce, ya que utiliza un promedio mundial del 70 por ciento de todos los suministros hídricos superficiales. Es causa, por la descarga de contaminantes y sedimentos en las aguas superficiales y/o subterráneas, por la pérdida neta de suelo como resultado de prácticas agrícolas desacertadas y por la salinización y anegamiento de las tierras de regadío. Es víctima, por el uso de aguas residuales y aguas superficiales y subterráneas contaminadas, que contaminan a su vez los cultivos y transmiten enfermedades a los consumidores y trabajadores agrícolas. CUESTIONARIO WORK PAPER Nº 1 1. ¿Porque razón son importantes cada uno de los contaminantes, en el tratamiento de las aguas residuales? 2. ¿Cuales son los constituyentes de contaminantes clasificados como: a) los metales pesados. b) Patógenos c) Nutrientes d) Constituyentes inorgánicos. e) Productos que utiliza en su casa y que podrían ocasionar contaminación en las aguas. 3. ¿Qué son las fuentes de abastecimiento del agua. U N I V E R S I D A D D E A Q 7 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 4. ¿Cuales son las causas de contaminación 9. En Santa Cruz cuales piensa que son las de las aguas y qué usted puede señalar principales fuentes de contaminación de que son las más importantes? las aguas? 5. ¿Cual es el origen de las aguas 10. ¿ Que fuentes de abastecimiento conoce residuales? y cuales son las que se usan en Santa 6. ¿Que es la hidroecología? Cruz?. 7. Haga un esquema del ciclo hidrológico 11. 8. ¿Será posible que en el futuro tengamos problemas de agua para consumo humano? Justifique. PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 2 UNIDAD O TEMA: CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES TITULO: Características de las aguas residuales FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES e) El color y f) La turbidez El contenido total de sólidos, analíticamente, se define como la materia que se obtiene como residuo después de someter al agua a un proceso de evaporación entre 103 y 105 oC. CARACTERISTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS Y BIOLÓGICAS. Al ser el agua un elemento vital para la existencia de la humanidad debe guardad sus propiedades naturales para su consumo. Olores, normalmente los olores son debidos a los gases liberados durante el proceso de descomposición de la materia orgánica. CARACTERISTICAS FÍSICAS. Las características físicas más importantes son: La temperatura del agua residual es principalmente debido la incorporación de agua caliente procedentes de las casas y los diferentes usos industriales. El incremento de la temperatura aumenta la actividad de bacterias intensificándose el problema. a) El contenido total de sólidos, que engloba, la materia sedimentable, la materia coloidal y la materia disuelta. b) El olor, c) La temperatura, d) La densidad, U N I V E R S I D A D D E A Q 8 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Densidad, es una característica física muy importante del agua residual dado que de ella depende la potencial formación de corrientes de densidad en fangos de sedimentación y otras instalaciones de tratamiento. CUESTIONARIO WORK PAPER 1. ¿Cuales son los parámetros de caracterización de las aguas residuales y su interpretación práctica? Color, el color que presenta el agua puede ser de origen mineral como la presencia de hierro y magnesio, también puede ser de origen orgánico o debido a la presencia de deshechos industriales. 2. ¿Cual es la función del agua en los procesos industriales? 3. ¿Como puede afectar el uso de aguas duras en las Industrias? Turbidez. Causada por la presencia de partículas en suspensión o coloidales. 4. ¿Cuales son los tipos de aguas contaminadas que conoce algunos? Y CARACTERISTICAS QUÍMICAS ¿que características tienen?. 5. Señale 10 constituyentes de las aguas Materia orgánica, sólidos que provienen de los reinos animal y vegetal, así como de las actividades humanas relacionadas con la síntesis de compuestos orgánicos. Entonces tendrá entre los mas importantes: proteínas, hidratos de carbono, grasas, grasas animales y aceites, agentes tensoactivos, pesticidas. residuales. 6. ¿Cuales son las propiedades físicas que normalmente se determinan en las aguas?. Señale seis. 7. Señale 6 componentes orgánicos e Materia inorgánica, señalemos a los cloruros, hidróxidos, carbonatos, sulfatos, calcio, magnesio, sodio, potasio, fósforo, metales pesados como: Cadmio, cromo zinc, plomo, mercurio entre otros. inorgánicos que producen influencia negativa sobre la salud y el medio ambiente y los límites admisibles o no. 8. Mencione dos empresas en Bolivia que CARACTERISTICAS BIOLÓGICAS. pueden esta contaminando el agua, diga Los microorganismos que normalmente se encuentran, pueden ser microorganismos que se clasifican como eucariotas, eubacterias y arquebacterias, siendo la mayoría pertenecientes a las eubacterias. por qué. 9. ¿Cuantas clases de infección de las aguas residuales conoce? Describa cada una de ellas. 10. Señale al menos 4 características de a) hidratos de carbono, b) proteínas, U N I V E R S I D A D D E A Q 9 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 3 UNIDAD O TEMA: CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES TITULO: Caracterización de las aguas residuales FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: CARACTERIZACION DE LAS AGUAS RESIDUALES CARACTERISTICAS FISICAS Sólidos totales. Para determinar sólidos totales se utiliza la siguiente ecuación: Masa del plato de Masa del plato Evaporación + residuo de evaporación x 1000 g ST = Volumen de la muestra L Olores . Para analizar se define como numero umbal de olor ( TON) A + B TON = A Donde A = mL de muestra B = mL de agua libre de olor Temperatura. La temperatura es muy importante ya que influye en el desarrollo de la vida acuática, sobre reacciones químicas y velocidades de reacción. En función de la situación geográfica, la temperatura media anual del agua residual varía entre 10 y 21 0C, pudiéndose tomar como 15.6 0C. función de la concentración total de sólidos en el agua residual. Color. El agua residual reciente suele tener un color grisáceo, al pasar el tiempo el color cambia de gris a gris oscuro para finalmente adquirir un color negro. Turbiedad. La medición de la turbiedad se lleva a cabo por comparación entre la intensidad de la luz dispersada en la muestra y la intensidad registrada en una suspensión de referencia en las mismas condiciones. Densidad. Se define como su masa por unidad de volumen en kg/m 3. También se puede utilizar el peso específico, ambos dependen de la temperatura y varían en U N I V E R S I D A D D E A Q 10 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA CARACTERISTICAS QUÍMICAS Tara del plato de evaporación = 53.5433 g Masa del plato de evaporación + residuo tras Para la cuantificación se pueden utilizar las recomendadas por Standard Methods. evaporación a 105 oC = 53.5793 g Masa del plato de evaporación + residuo tras PARA MEDIDA DEL CONTENIDO ORGÁNICO combustión a 550 oC = 53.5772 g Tara de filtro Whatman (FV/C) = 1.5433 g Para ello se realizan los siguientes ensayos importantes: demanda bioquímica de oxigeno DBO, demanda química de oxigeno y carbono orgánico total. Residuo en el filtro Whatman (FV/C) tras secado a 105 oC = 1.5553 g Residuo en el filtro Whatman (FV/C) tras El DBO se puede calcular mediante las siguientes ecuaciones: combustión a 550 oC = 1.5531 g. 3. D1 - D2 Los siguientes resultados fueron obtenidos a partir del análisis realizado a una DBO = P muestra de agua residual tomada al efluente de un tanque séptico sin cámara de filtración. D1 = Oxigeno disuelto de muestra inmediatamente después de la preparación de la misma, en mg/L D2 = Oxigeno disuelto de la muestra diluida tras 5 días de incubación a 20 oC P = fracción volumétrica de muestra empleada Todas las pruebas fueron realizadas con muestras de 100ml. Determinar la concentración de sólidos totales (ST), sólidos volátiles totales (SVT), sólidos suspendidos totales (SST), sólidos suspendidos volátiles Con el agua de dilución inoculada:+ (SSV), sólidos disueltos totales (SDT) y sólidos (D1 - D2) - (D1 - D2) f disueltos volátiles (SDV). Todas las muestras DBO = se sometieron a secado o secado y calcinación P de acuerdo con Standard Methods, ST y SVT f = relación entre inoculo en la muestra e inoculo en el testigo usando plato de evaporación y muestras sin filtrar. Peso del plato de evaporación = 62,6775 g CUESTIONARIO WORK PAPER Peso del plato de evaporación + Residuo 1. Determine el numero umbral de 200 después de evaporar = 62,7264 g mL de una muestra si se necesito utilizar en la Peso del plato de evaporación + Residuo medida 300 ml de agua sin olor. 2. después de calcinar = 62, 6971 g Los datos que se dan a continuación SST y SSV por filtración corresponde a una muestra de agua residual. Peso del filtro = 1,6623 g Todos los ensayos se realizaron empleando Peso del filtro + residuo del filtro después de muestras de 50 mL. Determinar la evaporar = 1,6728 g concentración de sólidos totales, sólidos Peso del filtro + residuo en el filtro después de totales volátiles y de sólidos suspendidos calcinar = 1,6645 g. volátiles. Todas las muestras se sometieron a 4. procesos de evaporación, secado. U N I V E R S I D A D Una muestra de 25 ml de agua residual tratado requiere 175 ml de agua D E A Q 11 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA destilada para llevar un olor inicial a un nivel 9. apenas perceptible. ¿Cuál es el número detectar y estudiar la contaminación fecal y en umbral de olor (NUO)? que consisten? 5. 10. ¿Cual es la concentración de saturación del oxígeno en agua en contacto con aire a 1 atm de presión y 20 6. ¿Cuales son los métodos para Un departamento de gestión de aguas residuales le ha pedido que revise la oC? adecuación de su programa de control de La siguiente información es de un olores. ¿Cuáles serían sus principales ensayo de DBO a 5 días con adición de consideraciones al realizar tal revisión? inóculo para una muestra de agua residual. Un 11. Calcule la DTeO para el residuo que tiene volumen de 15 ml de agua residual se agregó la siguiente fórmula C5H7NO2 en una botella de incubación de 300ml. El En la primera fase se tiene la siguiente oxígeno disuelto inicial (OD) de la muestra reacción: diluida fue de 8,8 mg/l y el OD final después de C5H7NO2 + O2 5 días de incubación fue de 1,9 mg/l. En la segunda fase, el amoniaco se oxida a El oxígeno inicial y final del agua de dilución nitrato y nitrito inoculado fue de 9,1 y 7,9 respectivamente. NH3 + O2 ¿Cuál es la DBO5 de la muestra de agua HNO2 + O2 residual? 11. Cual es la concentración de saturación del 7. oxígeno en agua en contacto con aire a 1 atm Determinar la cantidad de oxígeno y CO2 + NH3 + H2O HNO2 + H2O HNO3 alcalinidad requerida para completar la de presión y 20 oC? reacción de nitrificación dada por la ecuación: Tabla: Constantes de la ley de Henry para gases ligeramente solubles en agua NH3 + 2O2 ―> HNO3 + H2O H,10 8. Determinar la DBO de 1 día y la DBO T oC 10 20 30 40 última de la primera fase para un agua residual cuyo DBO a los 5 días a 20 oC es de 200 mg/l. La constante de la reacción K (base e) = 0.23 día U N I V E R S I D A D D E A Q 12 Aire 5.49 6.64 7.71 8.70 U I N O -4, atm/ fracción molar CO2 0.104 0.142 0.186 0.233 B O CO 4.42 5.36 6.20 6.96 H2 6.36 6.86 7.29 7.51 L I V I A H2S 3.67 4.83 6.09 7.45 CH4 2.97 3.76 4.49 5.20 N2 6.68 8.04 9.24 10.4 O2 3.27 4.01 4.75 5.35 FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 4 UNIDAD O TEMA: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES TITULO: Tratamiento primario, tratamiento secundario, terciario. FECHA DE ENTREGA: PERIODO DE EVALUACIÓN: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES donde se depositan los materiales orgánicos, que son retirados para su eliminación. El proceso de sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO5 y de un 40 a un 60% los sólidos en suspensión. El tratamiento puede ser: primario, secundario y terciario, en este work solo se tratara de los dos primeros. Estos materiales se eliminan por medio de enrejados o barras verticales, y se queman o se entierran tras ser recogidos manual o mecánicamente. El agua residual pasa a continuación a través de una trituradora, donde las hojas y otros materiales orgánicos son triturados para facilitar su posterior procesamiento y eliminación. La tasa de sedimentación se incrementa en algunas plantas de tratamiento industrial incorporando procesos llamados coagulación y floculación químicas al tanque de sedimentación. La coagulación es un proceso que consiste en añadir productos químicos como el sulfato de aluminio, el cloruro férrico o polielectrolitos a las aguas residuales. Ambos procesos eliminan más del 80% de los sólidos en suspensión. Cámara de arena Flotación En el pasado, se usaban tanques de deposición, largos y estrechos, en forma de canales, para eliminar materia inorgánica o mineral como arena, sedimentos y grava. Estas cámaras estaban diseñadas de modo que permitieran que las partículas inorgánicas de 0,2 mm o más se depositaran en el fondo. Hoy en día las más usadas son las cámaras aireadas de flujo en espiral con fondo en tolva, o clarificadores, provistos de brazos mecánicos encargados de raspar. Se elimina el residuo mineral y se vierte en vertederos sanitarios. La acumulación de estos residuos puede ir de los 0,08 a los 0,23 m3 por cada 3,8 millones de litros de aguas residuales. Una alternativa a la sedimentación, utilizada en el tratamiento de algunas aguas residuales, es la flotación, en la que se fuerza la entrada de aire en las mismas, a presiones de entre 1,75 y 3,5 kg por cm2. El agua residual, supersaturada de aire, se descarga a continuación en un depósito abierto. En él, la ascensión de las burbujas de aire hace que los sólidos en suspensión suban a la superficie, de donde son retirados. La flotación puede eliminar más de un 75% de los sólidos en suspensión. Tratamiento primario Digestión La digestión es un proceso microbiológico que convierte el cieno, orgánicamente complejo, en metano, dióxido de carbono y un material inofensivo similar al humus. Las reacciones se producen en un tanque cerrado o digestor, y Sedimentación Una vez eliminada la fracción mineral sólida, el agua pasa a un depósito de sedimentación U N I V E R S I D A D D E A Q 13 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA CUESTIONARIO WORK PAPER son anaerobias, esto es, se producen en ausencia de oxígeno. La conversión se produce mediante una serie de reacciones. Se añade cieno espesado y calentado al digestor tan frecuentemente como sea posible, donde permanece entre 10 y 30 días hasta que se descompone. La digestión reduce el contenido en materia orgánica entre un 45 y un 60 por ciento. 1. ¿Cuales son las etapas de tratamiento de aguas residuales? 2. ¿Que tratamientos físicos se realizan en el agua residual? ¿En que consisten? 3. ¿Que tratamientos químicos se realizan en Desecación el agua residual? ¿ En que consisten? El cieno digerido se extiende sobre lechos de arena para que se seque al aire. La absorción por la arena y la evaporación son los principales procesos responsables de la desecación. El secado al aire requiere un clima seco y relativamente cálido para que su eficacia sea óptima, y algunas depuradoras tienen una estructura tipo invernadero para proteger los lechos de arena. 4. ¿Que tratamientos Biológicos se realizan en el agua residual? ¿En que consisten? 5. ¿La coagulación es una etapa de la floculación? 6. Se trata agua con una dureza total de 180 ppm., una alcalinidad total de 150 ppm. y una dureza magnésica de 70 ppm. Todas estas Tratamiento secundario cifras expresadas en ppm. como CaCO3. Una vez eliminados de un 40 a un 60% de los sólidos en suspensión y reducida de un 20 a un 40% la DBO5 por medios físicos en el tratamiento primario, el tratamiento secundario reduce la cantidad de materia orgánica en el agua. Por lo general, los procesos microbianos empleados son aeróbicos, es decir, los microorganismos actúan en presencia de oxígeno disuelto. El tratamiento secundario supone, de hecho, emplear y acelerar los procesos naturales de eliminación de los residuos. En presencia de oxígeno, las bacterias aeróbicas convierten la materia orgánica en formas estables, como dióxido de carbono, agua, nitratos y fosfatos, así como otros materiales orgánicos. La producción de materia orgánica nueva es un resultado indirecto de los procesos de tratamiento biológico, y debe eliminarse antes de descargar el agua en el cauce receptor. Escriba la reacción química que se da durante la eliminación de la dureza cálcica el ablandamiento) cuando se utiliza cal apagada y carbonato de sodio. 7. ¿En que consiste el tratamiento terciario? 8. Para que se realiza el tratamiento primario? Señale y desarrolle todos los pasos que tradicionalmente se realizan en un tratamiento primario. 9. Cuando es importante realizar homogenización durante el tratamiento de aguas residuales? 10. Que tipos de tratamientos secundarios Hay diversos procesos alternativos para el tratamiento secundario, incluyendo el filtro de goteo, el cieno activado y las lagunas. existen, explique cada uno de ellos (sea lo Tratamiento avanzado de las aguas residuales 11. Determinar la DBO de 10 días y la DBOU Si el agua que ha de recibir el vertido requiere un grado de tratamiento mayor que el que puede aportar el proceso secundario, o si el efluente va a reutilizarse, es necesario un tratamiento avanzado de las aguas residuales. DBO a los 5 días a 20 oC es de 200 mg/l. La mas explicito posible). de la primera fase para un agua residual cuyo constante de la reacción k (a 20 oC) = 0.23 -1 día . Cual sería la DBO a 5 dias a una temperatura de 35 oC? U N I V E R S I D A D D E A Q 14 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD WORK PAPER # 5 UNIDAD O TEMA: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES TITULO: Tratamiento biológico FECHA DE ENTREGA: TRATAMIENTO BIOLOGICO 3. Se desea preparar 1000 litros de una solución que tenga 12 p.p.m. de cloro. El El tratamiento biológico del agua residual se utiliza para bajar la carga orgánica de compuestos orgánicos solubles. Las bacteras desdoblan los compuestos complejos en otros mas sencillos y estables; los productos finales normales son bioxido de carbono, agua, nitratos y sulfatos. Por lo general, los procesos son aerobios pero tambien pueden ser anaerbio. hipoclorito de calcio tiene 37 % de cloro, haga el cálculo correspondiente. 4. ¿Para que sirve el proceso de la ósmosis inversa y que tipo de membrana utiliza? 5. Porque es importante la biodegradabilidad en el tratamiento de aguas? b) Cuando se Existen dos tipos generales de equipos de biooxidación: los filtros percoladores y los lodos activados. debe realizar esta prueba? ( durante el proceso de tratamiento). 6. En que consiste la prue ba de toxicidad, El filtro percolador es un lecho de roca graduada, con una profundidad de 91 a 182 cm aunque en ocasiones alcanza hasta tres metros. El diámetro de lecho puede variar de 4.6 a 60.9 m. como se puede realizar? 7. Que tipo de tratamiento residuales piensa que será de aguas necesario realizar en una empresa de pinturas? Diga En el proceso de lodos activados, el agua de deshecho que se va a tratar se retiene durante cierto tiempo dentro de un tanque en el que sehace pasar aire a través del líquido. Esto desarrolla una suspensión bacteriana que da origen a la descomposición aeróbica. por que. 8. Si usted tiene el siguiente resultado de Biodegradabilidad DQO/DBO = 1.5 , que puede concluir?. 9. Usted puede decir que tratamiento es CUESTIONARIO WORK PAPER recomendable realizar en 1. Para el diseño de Hipocloradores ¿que residuales de las características de la pregunta 9? cuales son? criterios se deben tomar en cuenta? 2. Para el diseño de sedimentadores ¿que criterios se deben tomar en cuenta? U N I V E R S I D A D D E A Q 15 U I N O B O L I V I A las aguas FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 10. Usted cuenta con la siguiente información (parte de un reporte de análisis) para una muestra de agua potable: Resultados Parámetros Unidades Coliformes totales Dureza total UFF/100 ml mg/l Limite de detección Resultados Máximo Método aceptable APHA - AWWA 5 80 o d 0 Filtro de membrana (9222 B) 500 mg/l Titulación (2340 C) 1 1 Que puede concluir y porque? PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DIF’s # 1 UNIDAD O TEMA: CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES TITULO: Paratión 1. Introducción Se ha resaltado en esta revisión los efectos de estos compuestos sobre la salud y su impacto en el ambiente, así como la necesidad de difundir medidas preventivas y el cumplimiento de las normas legales que garanticen un uso racional y un adecuado manejo de este tipo de sustancias. Los pesticidas organofosforados se usan en todo el mundo para controlar una gran variedad de insectos, así como también hongos, aves, mamíferos y plantas herbáceas. Cerca de 100 productos organofosforados han sido registrados en EUA., únicamente para uso de productos aplicados ampliamente a diversos hábitats, como en bosques, suelos pastosos, suelos húmedos, zonas rurales y zonas urbanas. 2. Pesticidas. El uso intensivo de pesticidas empezó con el desarrollo masivo de la agricultura y la agroindustria, sobre todo a partir de la segunda guerra mundial. Como otros xenobióticos, los pesticidas tienen a menudo propiedades mutagénicas, teratogénicas y cancerígenas para los animales y el ser humano. Los distintos pesticidas se caracterizan principalmente por su sistema de acción y por su tiempo de vida media en el suelo (ROSERO V., M. C. 1993). El propósito de esta revisión es suministrar un resumen actualizado de los posibles efectos que pueden ocasionar los pesticidas organofosforados principalmente el Paratión y el Metilparatión, los cuales ha sido usados ampliamente en nuestro país. Adicionalmente se enumeran técnicas disponibles para el tratamiento, remediación o disposición de estos compuestos tóxicos, en suelos o aguas contaminados con ellos. U N I V E R S I D A D D E A Q 16 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Las sustancias químicas que se usan como pesticidas cubren una amplia gama de compuestos. La manera más práctica de agruparlos es teniendo en cuenta el efecto que producen sobre las plagas. De esta forma se clasifican en insecticidas, fungicidas, herbicidas y rodenticidas (MADRIGAL, A. J. 1978, ROSERO V., M. C. 1993, KENNES, C. y LEMA, J. M. 1994, GALVIN, M. R., 1995). Insecticidas: Son los pesticidas que controlan y destruyen artrópodos. En este grupo están incluidos los acaricidas, molusquicidas, larvicidas y nematocidas. Fungicidas: Son los pesticidas que se usan para eliminar los hongos. Herbicidas: Están constituidos por los pesticidas que destruyen las malas hierbas de manera general o selectiva. En este grupo están incluidos los defoliantes y arboricidas. Rodenticidas: Son los pesticidas empleados para el control de ratas y otros roedores. Cada uno de los cuatro grupos está compuesto por sustancias de naturaleza diferente y más del 90% del total de los pesticidas utilizados en nuestro país son organosintéticos. El grupo de los insecticidas está compuesto por: organoclorados, organosfosforados, carbamatos y fenilureas, y s-triazinas. Más del 50% de los pesticidas usados en nuestro país son insecticidas. Los anticolinesterásicos (organofósforados y carbámicos) son los de mayor toxicidad para el hombre y animales. En la estructura organofosforada los grupos B y B´ corresponden a radicales alquilo o aloxi (O-alquil) y radicales aril o ariloxi (O-arilo), respectivamente y se denominan grupos básicos; X constituye el grupo ácido que generalmente es un residuo de ácido orgánico o inorgánico, como diferentes grupos alquilo, alcoxi, arilo, tioles, etc. VI es un átomo del sexto período de la tabla periódica, usualmente oxígeno o azufre que se une al fósforo por un enlace doble. El grupo sustituyente en X es el más importante, ya que de éste dependen las propiedades fisicoquímicas y farmacológicas del compuesto (ROSERO V., M. C., 1993). Algunos de los productos más comunes que comprende este grupo de organofosforados son: Paratión, Malathion, Metilparatión, Octa metil pirofosfato (OMPA), Fenitrotión, Ronnel, dimetoato, triclorfon, fentión y demetón, entre otros (MADRIGAL, J. A., 1978, ROSERO V., M. C., 1993; LACORTE, S. et al, 1995). Estos ésteres fosforados, como cualquier otro éster, se hidrolizan en mayor o menor proporción, dependiendo de su estructura química. La porción fosfato, tio o ditiofosfato de la molécula le imparte algo de polaridad y por tanto tienen diferentes grados de liposolubilidad (ROSERO V., M. C., 1993. LACORTE, S. et al, 1995. LACORTE, Ibid 1995). Insecticidas Organofosforados Químicamente son ésteres del ácido fosfórico y sus homólogos, fosfórico, tiofosfórico y ditiofosfórico. Estos compuestos deben su carácter pesticida y recalcitrante principalmente al enlace fósforo-éster ( ROSERO V., M. C., 1993, KOTRONAROU, A. et al., 1992). La Ecuación 1 muestra las formulas correspondientes al ácido fosfórico y sus derivados organofosforados. Su volatilidad es muy variable, se pueden presentar como líquidos o sólidos, pero la mayoría de ellos vienen en forma de líquidos volátiles; dicha volatilidad se aumenta con la temperatura disminuyendo su acción residual al disiparse fácilmente en le ambiente . Esta propiedad de volatilizarse es muy importante desde el punto de vista toxicológico, pues debido a esto la vía de ingreso más rápida al organismo es la respiratoria (ROSERO V., M. C., 1993). Los pesticidas organofosforados presentan alta tóxicidad dado que son inhibidores permanentes y muy potentes de la enzima colinesterasa, dicha enzima al fosforilarse impide la separación de la acetilcolina (transmisor nervioso), presentándose acumulación de esta sustancia y como Ecuación 1. Formula estructural del ácido fosfórico (a) y de los correspondientes organofosforados (b). U N I V E R S I D A D D E A Q 17 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA consecuencia el cuadro colinérgico típico de la intoxicación (ROSERO V., M. C., 1993). orgánicos clorados. Lamentablemente este pesticida presenta el inconveniente que no se degrada rápidamente en aguas naturales. A 20 °C y pH 7.4 el paratión tiene una vida media hidrolítica de 180 días y su metabolito tóxico, paraoxón, tiene una vida media similar de 144 días (FAUST, S. D. and GOMAA, H. M., 1972, KOTRONAROU, A. et al, 1992). Una vez los pesticidas organofosforados han ingresado al organismo, pueden ser metabolizados sufriendo algún tipo de reacciones como se describen a continuación. (ROSERO V., M. C., 1993). Reacciones generales de activación: Consisten principalmente en reacciones de oxidación catalizadas por oxidasas microsómicas, dependientes del NADPH (hígado) por medio de las cuales el compuesto original se transforma en otro más tóxico; se denominan reacciones de oxonización cuyo ejemplo básico es la transformación del paratión en paraoxón, como se observa a continuación. Lo mismo sucede con el dimetoato, fenitrotión, malatión, etc. Identificación Química Nombre químico: Paratión Sinónimos: O-O-Diethyl o-(p-Nitrophenyl) Phosphorothioate O,O-Diethyl O-p-Nitrophenyl thiophosphate Diethyl 4-Nitrophenyl Phosphorothionate Diethyl p-Nitrophenyl Thionophosphate Diethyl p- Nitrophenyl Thiophosphate Diethylparatión Familia química: Insecticida organofosfato /Thiofosfato Fórmula molecular: C10-H14 -N-O5-P-S Peso molecular: 291.27 Factor de conversión: 1ppm = 11.89 mg/m3; 1 mg/m3 = 0.084 ppm a 25°C Etilparatión (forma tión) Paraoxón (forma oxón) CAS: 56-38-2 Reacciones de detoxificación. Son reacciones hidrolíticas mediante las cuales hay ruptura de un enlace en el éster del fósforo, produciéndose sustancias de menor toxicidad y mayor solubilidad, lo que facilita su eliminación del organismo. Paratión + agua Paranitrofenol + fosfato + etanol Se describe como un líquido de color amarillo pálido a café oscuro con un olor a ajo. Percepción de olor: 0,04 ppm. Este éster ha sido usado mundialmente como alternativa para el DDT y otros pesticidas I V E R S I D A D Características Fisicoquímicas Punto de licuefacción: 6°C Punto de ebullición: 375°C Punto de destelleo: 200°C Límite menor inflamable: No reportado Límite superior inflamable: No reportado Paratión U N Descripción D E A Q 18 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Temperatura de autoignición: No reportado Solubilidad en agua: Pobre 0.001 g/100mL Solubilidad en otros líquidos: Muy soluble en etanol, esteres, dietil eter, cetonas, hidrocarburos aromáticos. Corrientemente los problemas ambientales asociados con el uso y contaminación de pesticidas ha requerido seria atención, puesto que se ha estimado por encima de 8´000.000 individuos afectados por envenenamiento con pesticidas al año. Combustión: Monóxido de carbono, dioxido de carbono, óxidos de nitrógeno, óxidos de fósforo, óxidos de sulfuro. Es de particular interés los pesticidas organofosforados dado que comprometen la mayor proporción de pesticidas agrícolas utilizados hoy en día. La contaminación resulta de exposiciones ocupacionales o accidentales donde la adsorción ocurre por contacto directo con fuentes móviles y estacionarias tales como aire, alimento y agua. Implicación Ambiental y Toxicidad TLV (Threshold Limit Value): 0,1 mg/m 3 Límite de inhalación corta: 0,5 mg/m 3 por 30 min. Entre los pesticidas de interés para este estudio están el Paratión y Metil-paratión, clasificados como insecticidas organofosforados agrícolas que dominan como causa de envenenamiento en U.S.A. (CALDWELL, 1990). IDLH (Inmediately Dangerous to Life and Health Value): 20 mg/m 3. LD50: 2 mg/kg (rata) LD50: 0,43 ppm/96h (camarón) LD50: 1,6 ppm/96h (pez) LD50: 2,13 ppm/96h (ave) Los pesticidas organofosforados y carbamatos deben su toxicidad primaria, tanto en insectos como en mamíferos, a la inhibición de la enzima Colinesterasa (ChE), la cual rompe la enzima "acetilcolina neurotransmisora" en el momento de la sinapsis. Esta acción es muy variable en diferentes vertebrados, estables en ambientes básicos y neutros. Los organofosforados no se concentran en la cadena alimenticia. Esta catalogado como sustancia peligrosa para las regulaciones de OSHA y esta citado en ACGIH, DOT, NIOSH, DEPE y EPA. Límite de exposición La OSHA y ACGHI definen un límite de 0,1 mg/m3 promedio por encima de 8 horas de exposición. Aunque el Paratión sigue este mismo mecanismo, él debe experimentar un paso de desulfurización oxidativa, donde desarrolla una mayor potencia anticolinesterasa. Este paso tóxico es principalmente dado por una mezcla de actividad oxidativa (MFO) en el metabolismo del hígado , cuerpos grasos y túbulos de Malpigui (riñón) a nivel de vertebrados y tracto digestivo a nivel de invertebrados. NIOSH recomienda no exceder 0,05 mg/m3 promedio por encima de 10 horas de trabajo. Peligrosidad Es un Organofosforado altamente peligroso y tóxico, afecta por vía respiratoria y al contacto con piel. En corta exposición puede causar rápidamente dolor de cabeza, sudoración, nauseas, vómito, diarrea, pérdida de coordinación y muerte. Afecta el sistema nervioso central periférico y produce depresión cardiaca y respiratoria. Puede afectar el desarrollo embrionario. Es un químico altamente reactivo con riesgo de explosión. Dado que el metabolismo de la anticolinesterasa ocurre principalmente en el hígado de vertebrados, el punto de entrada a la circulación es crítico para la toxicidad aguda. La acción directa de anticolinesterasa puede ser más peligrosa a través de la inhalación que a través de la ingestión, dado que estos químicos son rápidamente metabolizables y excretados. Sin embargo, exposiciones repetidas por cualquiera de las vías, pueden Antecedentes U N I V E R S I D A D D E A Q 19 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA dar lugar a una acumulación en la inhibición de ChE y por tanto muerte en pocos días. aguda, a menos que el individuo este en condiciones reproductivas. Sin embargo, aunque esta variable no ha sido ampliamente evaluada, algunos registros reportan a las hembras más sensibles. Los signos de envenenamiento por anticolinesterasa letal son similares en progresión y aparición en diversas especies, pero es más intenso en una dosis aguda por ainhalación, que cuando el químico es ingerido por dosis subagudas. Los pájaros y mamíferos son los más frecuentemente expuestos a pesticidas anticolinesterasa a través de la ingestión de agua, semillas, follaje y partículas granulares formuladas. Estos residuos han envenenado gran número de especies silvestres bajo circunstancias ambientales variadas. Algunos debidos al abuso, pero en general el problema es por falta de información sobre la toxicología comparativa de pesticidas peligrosos asociado con las técnicas de aplicación. Otra de las implicaciones ambientales dadas por estos pesticidas son las manifestaciones de aberración en el comportamiento en la vida silvestre, que se pueden presentar en uno o dos órdenes de magnitud por debajo del nivel letal sea cual fuese el tipo de exposición. Por tanto se puede interpretar como un indicativo de respuesta o manifestación de sensibilidad al tóxico, al causar impacto en la reproducción, por la disminución en la atención de los nidos en aves. Uno de los estudios con metilparatión donde las crías de patos expuestas cambian su patrón de comportamiento manifestando rastreo en tierra, mientras que las crías del grupo control primero se alimentan y luego nadan libremente, siguiendo el comportamiento de la especie. Otras especies estudiadas entre las que se reportan aves y roedores, mostraron disminución en sus reflejos motrices. (BROWN. 1978, HOFFMAN. et al. 1995 ). Fisiológico La tolerancia a exposiciones de pesticidas que alteran la colinestersa está influenciada por factores tales como edad, sexo, estado reproductivo, linaje genético, estado nutricional y tensores endógenos y exógenos. Sin embargo los cambios en sensibilidad no sugiere el mismo patrón, puesto que los adultos no son siempre más tolerantes a cambios tóxicos. Estos modelos de tolerancia son atribuidos a interacciones entre intensidades del sistema nervioso central inmaduro en el caso de los pájaros y el balance de respuesta hepática dada por MFO responsable de la toxicidad del paratión, en los mamíferos. La temperatura ambiente puede influir en la toxicidad aguda de pesticidas anticolinesterasa en la vida terrestre silvestre. Por ejemplo, una exposición continua a temperaturas tanto altas (37°C), como bajas (4°C) por 14 días, incrementa la sensibilidad en codornices adultas a dosis agudas con Paratión. (HOFFMAN. 1995). Metabolitos de Compuestos Organofosforados. La estabilidad de pesticidas organofosforados en agua y la posibilidad de que sus metabolitos producidos por rompimiento de estos insecticidas en suelo pueda ser fuente de envenenamiento, se confirmó al verse la necesidad de investigaciones con respecto a su naturaleza estable en el ambiente y las El sexo en pájaros y mamíferos no ha sido considerado una variable importante en la tolerancia de exposiciones anticolinesterasa I V E R S I D A D Interacción Química. Las interacciones entre pesticidas organofosforados y carbamatos, y entre anticolinesterasas y otros compuestos xenobióticos, no ha sido estudiado ampliamente. Estudios de laboratorio con roedores se observó que al ser pre-tratados con pesticidas clorinados, se incrementó la actividad hepática, disminuyendo la sensibilidad al Paratión. Por el contrario, cuando se usó DDE, la sensibilidad a dosis muy bajas de Paratión incrementó significativamente. Factores Biológicos que Afectan la Toxicidad. U N Rutas de Exposición. D E A Q 20 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA discrepancias entre la Inspección de Pesticidas Nacionales (NPS) y la Comisión de la Comunidad Europea (CEC). cardiovasculares, hepáticas, renales, o anormalidades en el sistema nervioso central. (EPA 1986). Los estudios reportaron la importancia en la validación de las técnicas analíticas, para la detección de metabolitos que son mas tóxicos que el compuesto parental, como es el caso del disulfoton, el cual desaperece de las muestras de agua a la semana, pero se detectaron sulfóxidos de disulfoton y sulfone aún después de 4 semanas de exposición natural. Al igual que este compuesto, se estudiaron pesticidas organofosforados donde la detección de sus metabolitos polares (Tps) son más tóxicos y por tanto de mayor relevancia ambiental, puesto que sus volúmenes de rompimiento son mucho más lentos que el compuesto inicial. Muchos de estos compuestos se incluyen en la lista de la EPA como contaminantes potenciales. (LACORTE et al. 1995). Reducción de exposición: En el caso del paratión, los productos de rompimiento encontrados en suelo tratado consiste principalmente de aminoparatión, como resultado de la capacidad de reducción de levaduras y p-nitrofenol producido por la hidrólisis química y capacidad hidrolítica de bacterias del suelo, variando el pH de 6.1 - 7.4 lo cual permite una mayor degradación. Prácticas seguras: Ventilación del área de trabajo. Utilización de ropa protectora especial. Lavado inmediato después de una exposición y al final de la jornada laboral. Señalización del área, educación de los riesgos en peligrosidad de la sustancia. Ensayo de diagnóstico: Niveles de colinesterasa en sangre. Si los síntomas se presentan o si hay una sobre exposición, repita el examen y realice una evaluación de sistema nervioso. Las personas que han estado expuestas a otras sustancias químicas que afecte la colinesterasa en sangre, aumentan el riesgo de intoxicación. Efectos sobre la Salud Humana El Paratión es convertido en el ambiente y en el cuerpo a Paraoxón, un potente inactivador de la acetilconlinestersa, una enzima responsable para la terminación de la acción transmisora de acetilcolina en unión a las terminaciones del nervio colinérgico con sus órganos efectores o sitios post sinápticos. Signos y síntomas de exposición: los síntomas pueden incluir nausea, vomito, retorcijones abdominales, diarrea, excesiva salivación, dolor de cabeza, vértigo, insomnio, temblor muscular, dificultad para respirar, visión borrosa y pérdida de la coordinación muscular. La muerte puede ocurrir por fallas del centro respiratorio, parálisis de los músculos respiratorios, intensa broncoconstricción o una combianación de las tres.(OSHA. 1990) Personal con riesgo especial son aquellas con cuadros clínicos de glaucoma, enfermedades U N I V E R S I D A D D E Utilice vestimenta adecuada, evitando el contacto del paratión con la piel. Guantes y ropa especialmente diseñada para estas sustancias. Todo el equipo de protección utilizado debe ser lavado inmediatamente terminada la jornada. No llevar la ropa de trabajo al hogar, los miembros de la familia se pueden contaminar. La ropa de trabajo que estuvo expuesta con Paratión se debe lavar individualmente. No mezclarlas con otras prendas. Se deben lavar después de usarlas y antes de colocárselas en el trabajo. Mantenga en el área de trabajo sistemas de lavado de emergencia, como duchas y lava ojos. Debe usarse anteojos protectores o cascos que proteja y cubra toda la cabeza, con sistemas de mascarilla de respiración incorporada. Se debe utilizar equipos de respiración apropiados para esta sustancia, se recomienda utilizar los descritos por la OSHA para organofosforados. Si existe una exposición superior a 0,05 mg/m3, use el respirador completo descrito en MSHA/NIOSH. Exposición superior a los 20 mg/m 3 es extremadamente peligroso para la salud y la A Q 21 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA vida. Si existe el riesgo de que se trabaje en condiciones a este nivel, use las especificaciones recomendadas por MSHA/NIOSH, para equipo de seguridad con sistema continuo de oxigenación o sistemas similares presurizados. No coma, ni beba, ni fume, ni tome mientras este manejando, envasando o procesando paratión. Lave manos y cara cuidadosamente antes de comer o fumar. Existe el riesgo de exposición de la comunidad cuando se contaminan las aguas o el aire por la evaporación y transporte a través de los vientos, causando serios problemas para la salud. Metilparatión CAS: 298-00-0 TLV: 0,2 mg/m3 LD50: < 50mg/kg (rata) LD50:1,9 ppm/96h (camarón) LD50:8,3 ppm/96h (pez) LD50:10 ppm/96h (ave) Almacenamiento: Debe almacenarse a temperaturas que no excedan los 25°C y nunca debe estar expuesto a un calor superior de 55°C. En qué momento se presenta la mayor exposición? Las condiciones que incrementan el riesgo de exposición, son aquellas que incluye operaciones con liberación de "nube de polvo", tales como calentamiento, aspersión, derrame y evaporación (en el caso de grandes extensiones expuestas a cielo abierto) y en espacios confinados como cuartos de control, contenedores, reactores, etc. Calificación según la NFPA: Salud (azul). 4: materiales que con muy corta exposición produce la muerte. Las mismas consideraciones descritas para Paratión deben ser tenidas en cuenta para Metilparatión. Transporte del paratión y metilparatión En el transporte de este tipo de sustancias se deben dar las siguientes justificaciones, según el Canadian Centre for Occupational Health and Safety. TABLA 1. Reglamento para el transporte de paratión y metilparatión DETALLE PARATIÓN METILPARATIÓN Número de registro 4842 4536 Nombre Comercial parathion Methyl parathion Número de identificación NA2783 NA3018 Número de registro CAS 56-38-2 298-00-0 Clase de peligrosidad 6.1 6.1 Tipo de empaque II II Rótulo Veneno Veneno Otra Clasificación contaminante severo marino SMP Cantidad reportable lbs-Kg 10 4.54 100 45.4 Provisiones especial Transporte en tanques sólo se permite bajo condiciones aprobadas por el Administrador de la Asociación de Materiales peligrosos Como material no más del 25% del ingrediente activo por peso, empacado en bolsas metálicas en el interior y que no excedan 250 ml (8 onzas). Cada empaque debe ir con suficiente material adsorbente para una completa absorción del líquido en caso de accidente. En caso de usar tanques, 4 bares mínimo de presión La resolución 2309 de 1986 del Ministerio de Salud, en el capítulo IV, se reglamenta las U N I V E R S I D A D normas para el transporte de residuos especiales. En él, se exige una autorización D E A Q 22 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA sanitaria para los vehículos que van a realizar el transporte, la clase de vehículo a utilizar. Así mismo, se exige la exclusividad, identificación y acondicionamiento de los vehículos, adiestramiento a los conductores, entrega de los residuos y el lavado, desinfección y detoxificación de la maquinaria utilizada. A continuación se describen algunas de las tecnologías desarrolladas para el tratamiento y disposición con sus ventajas y desventajas. Incineración. La incineración se conoce como el proceso de reducir estos compuestos tóxicos a productos gaseosos completamente oxidados, mediante la combustión (MENÉNDEZ, G. A. Y CAÑIBANO, J. G.; 1985) . Esta misma resolución, en el capítulo III, reglamenta los sistemas de almacenamiento de residuos peligrosos. En el artículo 34, se describe los requisitos que deben cumplir los recipientes de almacenaje de residuos especiales: El sistema de operación está formado por dos cámaras de combustión, un sistema de residencia de aproximadamente 1.5 segundos y temperaturas de 1473 °K +/- 373 °K y 3% de exceso de oxígeno generan degradaciones del 99.9999%. Los gases emitidos de la primera cámara pasan a la cámara de combustión secundaria, donde sufren un proceso químico de remoción de cloro y otros contaminantes potenciales. En realidad este proceso no es una solución al problema de contaminación causado por la incineración de pesticidas sino una transformación de contaminantes gaseosos a contaminantes de suelos y agua. Además, ésta técnica envuelve costos elevados, asociados a las altas temperaturas requeridas por el sistema (MENÉNDEZ, G. A. y CAÑIBANO, J. G.M., 1972; NYER, E. K., 1985). 1. No permitir la entrada de agua, insectos o roedores, ni el escape de líquidos o gases, por sus paredes o por el fondo cuando estén tapados, cerrados o con nudo fijo. 2. No provocar reacciones con los residuos que contengan, causadas por la clase de material de que estén elaborados o construidos. 3. Resistir a la tensión ejercida por los residuos que contengan y por su manipulación. 4. De color diferente a otros que no contengan residuos especiales. 5. Con caracteres visible indicando su contenido y con símbolo de acuerdo con las normas del Consejo Nacional de Seguridad. Aunque la eficiencia de destrucción y remoción no es especifica para pesticidas, la EPA considera que las condiciones de combustión utilizadas pueden resultar en coeficientes de destrucción y remoción que excedan el 99.9999%. Tecnologías de tratamiento y disposición Los pesticidas organofosforados son compuestos muy recalcitrantes, en parte por la estructura del anillo aromático, pero más que todo por el enlace fósforo-éster (KENNES, C Y LEMA, J.M.; 1994). Sin embargo bajo ciertas condiciones pueden ser destruidos por procesos químicos, térmicos y bioquímicos, pero debido a la alta estabilidad termodinámica que presentan los organofosforados, todos los mecanismos de degradación se dificultan (NYER, E. K., 1992). A pesar de que algunos pesticidas organofosforados se degradan fácilmente, existen otros entre los cuales se cuenta el paratión y el metilparatión, que muestran cierta dificultad frente a la biodegradación biológica (BAKER, K. H. AND HERSON, D. S., 1994). Entre las técnicas más utilizadas se encuentran la incineración y el relleno sanitario (MENÉNDEZ, G. A. Y CAÑIBANO, J. G.; 1985). U N I V E R S I D A D Rellenos Sanitarios. Consisten en un depósito situado en un terreno grueso y relativamente impermeable, como por ejemplo una cuenca de arcilla ó en un terreno que posea un alto contenido de arcilla y sedimentos (MENÉNDEZ, G. A. y CAÑIBANO, J. G, 1972; BAKER, K. H. AND HERSON, D.S. , 1994). Los rellenos sanitarios constituyen una gran amenaza para la humanidad y el medio ambiente. Debido a la gran afinidad entre los pesticidas y la materia orgánica, ellos son transportados y arrastrados subterráneamente hasta ríos y mares, durante este proceso sufren transformaciones naturales, generando otros metabolitos de igual o mayor tóxicidad (LACORTE et al, 1995). Por esta razón es muy importante seguir todas las reglamentaciones D E A Q 23 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA que se exigen para la construcción de depósitos subterráneos para pesticidas. reacción, sin embargo se ha encontrado que el yodo puede ser usado como un catalizador sonolítico efectivo para las reacciones que envuelven iones °OH. Esta técnica solo aplica a aguas contaminadas con pequeñas cantidades de pesticidas. Degradación Química. Los tratamientos químicos envuelven la utilización de una mezcla de peróxido de hidrógeno y hierro en polvo , comúnmente conocida como agente Fenton´s, capaz de oxidar cualquier compuesto orgánico El tratamiento químico se aplica principalmente para el tratamiento de pesticidas en suelos, pero puede ser usado como pretratamiento a cualquier otro proceso fisicoquímico o biológico, ya que genera intermediarios que son más fáciles de degradar (HINCHEE, R. E. et al, 1995). Biodegradación Los primeros estudios sobre el papel de los microorganismos en el rompimiento de insecticidas organofosforados fue investigado por Ahmed y Casida (1958) quienes reportaron a los géneros de bacterias Thiobacillus, Pseudomonas, alga Chlorella y levaduras Torupolsis, como organismos capaces de biodegradar este tipo de compuestos más rápido que los carbamatos y compuestos clorinados. Sin embargo se aclara que su rata de degradación varía de acuerdo a la cantidad de químico dispuesto y formulación del pesticida. Los procesos de degradación química envuelven el uso de catalizadores, solventes, altas temperaturas y presiones, características que los hacen costosos, generándose además otros problemas ambientales que involucran productos colaterales, desechos (ácidos y sodas caústicas), vapores, así como la recuperación de los catalizadores (MENÉNDEZ, G. A. y CAÑIBANO, J. G, 1972; HINCHEE, R. E. et al, 1995) Esta tecnología solo aplica a suelos y aguas contaminadas con pesticidas en concentraciones entre 50 y 100 ppm. Por encima de estos valores es practicamente imposible pensar en una biodegradación, dado que se produce inhibición total de hongos y bacterias. Por otra parte la aplicación de la biodegradación requiere un sistema de lodos activados y digestión anaeróbica. Tratamiento con ultrasonido Una alternativa de tratamiento para la eliminación de pesticidas organofosforados, es la utilización de radiación ultrasónica. En 1992, Kotronarou, A. y colaboradores, presentaron los resultados de sus investigaciones sobre cinéticas y mecanismos de degradación sonolítica del paratión en solución acuosa. Los productos de la sonólisis del paratión fueron identificados como sulfato, nitrato, nitrito, pnitrofenol (PNP), fosfato y oxalato. Inmovilización enzimática. La utilización de enzimas inmovilizadas para la degradación de pesticidas involucra la inmovilización de una hidrolasa paratión de un extracto celular sobre poros de sílica para la hidrólisis del paratión. Esta metodología se basa en la fosfodiesterasa de Pseudomonas diminuta capaz de hidrolizar una gran variedad de pesticidas organofosforados incluyendo metil y etil paratión, diazinon, fensulfotion, dursban entre otros. Además esta fosfodiesterasa es capas de degradar toxinas mortales como sarin y soman. En el proceso de sonólisis se emplean reactores con grandes superficies de radiación y reactores de sonda de inmersión directa, los cuales tienen una pequeña (1 cm 2 ) superficie de radiación. El proceso es relativamente ineficiente con respecto a la entrada total de energía. La baja eficiencia de utilización de energía puede limitar el uso de sonólisis de sonda directa para aplicaciones tales como remediación de aguas subterráneas o para pretaratamientos de bajos flujos de residuos industriales peligrosos. La reacción más característica de enzima involucra la hidrólisis del paraoxan, donde su inmovilización permite un sistema estable donde los sustratos pueden ser hidrolizados de forma continua y bajo condiciones ambientales. El método específico de inmovilización se basa en la naturaleza hidrofóbica de la fosfodiesterasa, escogiéndose Trityl agarosa La sonólisis no requiere la adición de catalizadores para aumentar la velocidad de la U N I V E R S I D A D D E A Q 24 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA como matriz insoluble y de alto poder de retención. Sin embargo una de las principales limitaciones del sistema fosfodiesterasa inmovilizada es el efecto negativo de altas concentraciones de solvente orgánico, lo cual resulta en la elución de la actividad enzimática del reactor. Otra limitante son las consideraciones económicas, aunque la inmovilización de esta enzima sobre agarosa trityl es simple, el costo de usarla como matriz de soporte a gran escala se convierte en un costo muy alto. (CADWELL. 1990, HAVENS, et al. 1993) pueden ser recuperados en un alto porcentaje 85-97%. Usando microcolumnas las muestras pueden ser almacenadas por un periodo de 8 meses a -20°C y muchos de ellas por un periodo de 2 meses a 4 °C. Después de colectar y preconcentrar las muestras de agua que contienen pesticidas, las precolumnas pueden ser transportadas a 4 °C por un periodo de 1.5 meses, y por un periodo de 0.5 meses si las precolumnas están almacenadas a temperatura ambiente (LACORTE. S., EHRESMANN. N. and BARCELO. D., 1995). Procedimientos de Análisis General. Métodos de Extracción. La extracción de los pesticidas envuelve diferentes métodos, los cuales están condicionados por el tipo de matriz en la que se encuentren disueltos (JENNINGS, W.G. and YOUNG, D. T., 1983. ZENON ENV. LAB, 1995)). Análisis cualitativo y cuantitativo. Cromatografía de Gases de Alta Resolución (CGAR). Una de las técnicas instrumentales más importantes en el análisis de pesticidas corresponde a la CGAR, cuya gran ventaja está en la posibilidad de aislar constituyentes en mezclas muy complejas, que por otros métodos son difíciles y hasta imposibles de separar (GROB, R. L. et al, 1985). Extracción soxleth. La extracción soxhlet, es considerado el procedimiento más preciso para extraer éste tipo de contaminantes organofosforados de suelos y sedimentos. Una mezcla de acetona/hexano constituye un excelente solvente en estos casos ya que su bajo punto de ebullición minimiza las perdidas por volatilización. Actualmente para el análisis de los pesticidas se utilizan columnas cromatográficas de alta resolución (columnas capilares), recubiertas con fases estacionarias apolares. Las más empleadas son las fases apolares de metil y polidimetilsiloxano (OV-1, 0V-101, DB-1, SE30, SP-2250, etc.) (GROB, R. L. et al, 1985; JENNINGS, W. G. and YOUNG, D.T., 1983) Extracción líquido-líquido .El análisis de pesticidas requiere un detector de conductividad térmica, exclusivo para compuestos organosfosforados, el cual presenta buena selectividad y precisión. La identificación de los compuestos se realiza con base en sus tiempos de retención relativa (GROB, R. L. et al, 1985). Los procedimientos para aislar los pesticidas presentes en el agua se pueden reunir en tres categorías: Extracción líquido-líquido (ELL) con solventes orgánicos y adsorción usando columnas empacadas con diferentes adsorbentes (sílica gel, alúmina, carbón, etc.). Los solventes más apropiados para la ELL, son acetonitrilo y acetato de etilo. Cromatografía de Gases de Alta Resolución acoplada a Espectrometría de Masas (CGAR/EM). Mediante ésta técnica, los componentes de las muestras pueden ser simultáneamente separados e identificados con base en sus tiempos de retención relativa y sus espectros de masas (MESSAGE, G. M., 1984). En los últimos años se ha utilizado ampliamente la extracción en fase sólida, dado que muchos pesticidas fosforados muestran inestabilidad en matrices acuosas, lo que dificulta su análisis cromatográfico (LACORTE. S., EHRESMANN. N. and BARCELO. D., 1995). Sin embargo cuando las muestras son almacenadas en precolumnas de extracción en fase sólida empacadas con silica-gel, polidimetilsiloxano, entre otros, los pesticidas U N I V E R S I D A D D E A Q 25 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA La Espectrometría de masas es una técnica analítica basada en la ionización de la muestra al vacío (10-4 -10-7 torr.) a una temperatura regulable de 150°C a 300 °C. Cada especie molecular genera una serie de iones característicos, con base en los cuales se puede identificar la estructura. La identificación confirmatoria de los pesticidas se realiza por medio de sus espectros de masas, obtenidos por el método de impacto de electrones (70 e V) bajo el modo de monitoreo de ion selectivo (MESSAGE, G. M., 1984). Para la cuantificación se emplea una mezcla de pesticidas como éstandar . A pesar de los costos que implica está técnica su uso ha ido incrementándose y hoy en día todos los análisis de pesticidas se basan necesariamente en el método de CGAR/EM. Las cromatografías líquido-sólido y líquidolíquido, son comúnmente llamadas cromatografías de adsorción, debido a que la interacción con la fase estacionaria ocurre sobre la superficie. La separación de los pesticidas por adsorción cromatográfica puede ser realizada de dos maneras, en fase normal y/o fase reversa (inversa). En el primer caso la fase móvil es un solvente (hexano, pentano, benceno, cloruro de metileno) menos polar que la fase estacionaria (sílica o alúmina). La cromatografía en fase reversa utiliza como eluente un solvente más polar (agua/acetonitrilo, metanol) que la fase estacionaria (sílica gel entrelazada con alcanos C18) (YOST, R. W. , 1981).. La detección de los pesticidas, en CLAR se hace a través del Detector de Arreglo de Diodos. Los compuestos son identificados con base en sus tiempos de retención relativos a un compuesto orgánico especial o estándar (YOST, R. W. , 1981). Cromatografía líquida de Alta Resolución (CLAR). También llamada Cromatografía líquida de Alta presión, es esencialmente una versión instrumental de la técnica Cromatografía de columna o Cromatografía preparativa . Esté método ha sido ampliamente utilizado en el estudio de los pesticidas. La separación de los componentes puede realizarse bajo diferente criterios: Separación líquido-sólido (hexano sobre sílica gel), separación líquido-líquido (columnas de fase estacionaria enlazada, C8-C18) y exclusión por tamaño (permeación por gel) (YOST, R. W. , 1981). U N I V E R S I D A D TRABAJO PARA DIF´s Realice un resumen del tema presentado. Discuta acerca de las metodologías y regulaciones exigidas para la manipulación del producto. D E A Q 26 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DIF’s # 2 UNIDAD O TEMA: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES TITULO: Tratamiento de aguas de piscina 1. Características de las aguas de piscina 2. Tratamientos que necesitan las aguas de las piscinas. 3. Diferencias en el tratamiento de aguas residuales y el tratamiento de aguas de piscina TAREA DEL DIF´s Realizar una discusión grupal de la temática en base al Work paper 2 y 4. Finalizando con una valoración a manera de conclusión por escrito y entregar al docente. CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo): COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo): GRUPO (máximo cinco integrantes): AP. PATERNO AP. MATERNO U N I V E R S I D A D NOMBRES D E A Q 27 U I N O FIRMA B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DIF’s # 3 UNIDAD O TEMA: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES TITULO: Tratamiento de aguas residuales en Santa Cruz Principales problemas regionales en Méjico ecológicos vierten a la laguna (Michel et al, 2001). Y es que es necesario el correcto tratamiento de las aguas residuales, por que según datos del sistema estatal de información Jalisco (SEIJAL), de los 81 sistemas de tratamiento de aguas residuales municipales, en la entidad, 27 requieren labores de rehabilitación y/o ampliación. Resultado de los monitoreos de la C.N.A. en la región 06, se presenta en todos los cuerpos receptores de aguas residuales contaminación en un rango de 50-70 I.C.A.* provocando muerte de fauna acuática. * I.C.A. Índice de la calidad del agua. Levemente contaminado 79-80, contaminado 50-70, fuertemente contaminado 40-50, Excesivamente contaminado 00-40. Aguas Residuales La región Sur (06) del estado de Jalisco, está integrada por 16 municipios en los cuales se presentan ciertos problemas ecológicos que podrían desencadenar desequilibrios más graves en el entorno. Un ejemplo claro es la descarga de las aguas residuales en esta región. En términos generales los municipios de la región Sur no cuentan con la infraestructura necesaria para el correcto tratamiento de las aguas residuales. Según datos de la comisión nacional del agua (C.N.A.), los municipios con mayor volumen de descarga en la región son: Zapotlán con 196 litros por segundo (L.P.S.) y Sayula con 114 L.P.S. que en conjunto constituyen el 62.5% de la descarga total en la región. Según datos de la Comisión Estatal de Ecología dentro de las corrientes superficiales que requieren atención prioritaria en la región 06 se encuentran: la laguna de Sayula, la laguna de Zapotlán y el río Tuxpan. En lo que se refiere a la laguna de Sayula, vive una paradoja; por un lado contiene una amplia riqueza biológica y un importante potencial para diversas actividades humanas y, por el otro, carece de medidas necesarias que la ponen en serio riesgo de iniciar un proceso de degradación general. Respecto a la laguna de Zapotlán, actualmente como parte de un programa de rehabilitación de esta corriente superficial, que después de un estudio limnológico, se implementó un programa de tratamiento de aguas urbanas mediante dos plantas de tratamientos primarios y secundarios con capacidad de tratar el 80% de las aguas negras que se U N I V E R S I D A D Tratamiento de Residuos Sólidos Uno de los actuales problemas ambientales presentes en la región Sur (06) es el referente al manejo –recolección, transporte y disposición final – de los residuos sólidos municipales de las 217 toneladas de basura que se generan diariamente, de la que a su vez se estima que un 60%, unas 130 toneladas son desecho orgánico y el resto inorgánico. Con ello, de acuerdo a datos de la Comisión Estatal de Ecología, el municipio que más basura genera es Zapotlán con 72 toneladas por día y el menor Techaluta con 1.6 toneladas. Por lo general, los municipios de esta región no cuentan con lugares técnicamente apropiados para el depósito, acarreo y tratamiento de la basura, aunado a esto, existen una gran cantidad de basureros clandestinos que por lo general se encuentran mal ubicados. Asimismo en la mayoría de las poblaciones no se cuenta con los recursos económicos necesarios para un adecuado D E A Q 28 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA manejo de los residuos sólidos. Y es que según información de la Comisión Estatal de Ecología, ninguno de los 124 municipios cuenta con sitios adecuados, para dar un apropiado destino final a los residuos sólidos de origen doméstico o de tipo comercial e industriales no peligrosos. La situación actual refleja la inexistencia de tecnologías claras, recursos económicos y políticas suficientes para contar con esquemas para restaurar el medio. mitad del agua que se consume en el país se destina a actividades agrícolas; de esta cantidad, el 50 por ciento se desperdicia en los procesos de irrigación. Es necesario hacer frente a este problema que cada vez más aumenta, esto se puede hacer frente por medio de una gestión correcta de sus recursos hídricos, por ejemplo mejorando los sistemas de irrigación, promoviendo el reciclado de las aguas gracias a la construcción de infraestructuras adecuadas para su tratamiento, poniendo en práctica una política realista del agua, aplicando las mejores tecnologías disponibles en las industria para el ahorro de agua y construyendo plantas de desalinización. Uso del agua. El agua es uno de los requisitos indispensables para una vida saludable. Y es que la demanda del agua está aumentando en distintos sectores: agua para beber (necesidades domésticas), para la producción de alimentos (agricultura) y para la fabricación de productos (industria). Si bien es cierto que la distribución del agua entre los estados de la República Mexicana es muy diferente, la demanda de agua en todo el país creció. México cuenta con suficientes volúmenes de agua para satisfacer las demandas de abastecimiento de todos los sectores, sin embargo su distribución geográfica es completamente adversa para casi la mitad del territorio nacional. Y es que México es el país con mayor cantidad de agua per cápita destinada al consumo humano. Cada habitante gasta cuatro mil 700 metros cúbicos anuales, lo cual demuestra que la distribución del líquido es inequitativa. Asimismo más de la U N I V E R S I D A D TAREA DE DIF´s Utilizando la anterior lectura y los Work Paper 4 y 5, haga relación con la ciudad de Santa Cruz. Utilizando la información lograda en la brigada, que puede decir en las siguientes preguntas. 1. Se hace tratamiento de aguas residuales en Santa Cruz? 2. Qué método utilizan de los que usted conoce en cada etapa? (describa) 3. Le parece que es un adecuado tratamiento? Que sugeriría?: D E A Q 29 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD DIF’s # 4 UNIDAD O TEMA: CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES TITULO: Diferencia del agua embotellada con y sin gas. 1. Usted se encuentra viajando por tierras donde el agua para abastecimiento no es segura, y decide llevar agua embotellada. Desde el punto de vista de salud pública debata si existe alguna diferencia entre el agua embotellada con y sin gas. TAREA DEL DIF´s Realizar una discusión grupal de la temática. Finalizando con una valoración a manera de conclusión por escrito y entregar al docente. CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo): COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo): GRUPO (máximo cinco integrantes): AP. PATERNO AP. MATERNO U N I V E R S I D A D NOMBRES D E A Q 30 U I N O FIRMA B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio:Nº 1 Título: Lugar de Ejecución: Toma de muestras Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. - Obtener una porción del vertido cuyo volumen sea lo suficientemente pequeño como para que pueda ser transportado con facilidad y manipulado en el laboratorio sin que por ello deje de representar con exactitud las características del vertido del que proceden. 2. Fundamentos. Introducción: La recolección de las muestras depende de los procedimientos analíticos empleados y los objetivos del estudio. El objetivo del muestreo es obtener una parte representativa del material bajo estudio (cuerpo de agua, efluente industrial, agua residual, etc.) para la cual se analizaran las variables fisicoquímicas de interés. El volumen del material captado se transporta hasta el lugar de almacenamiento (cuarto frío, refrigerador, nevera, etc.), para luego ser transferido al laboratorio para el respectivo análisis, momento en el cual la muestra debe conservar las características del material original. Para lograr el objetivo se requiere que la muestra conserve las concentraciones relativas de todos los componentes presentes en el material original y que no hayan ocurrido cambios significativos en su composición antes del análisis. Tipos de tomas de muestra 1. Muestra simple o puntual: Una muestra representa la composición del cuerpo de agua original para el lugar, tiempo y circunstancias particulares en las que se realizó su captación. Cuando la composición de una fuente es relativamente constante a través de un tiempo prolongado o a lo largo de distancias sustanciales En tales circunstancias, un cuerpo de agua puede estar adecuadamente representado por muestras simples, como en el caso de algunas aguas de suministro, aguas superficiales, pocas veces, efluentes residuales. Cuando se sabe que un cuerpo de agua varía con el tiempo, las muestras simples tomadas a intervalos de tiempo precisados, y analizadas por separado, deben registrar la extensión, frecuencia y duración de las variaciones. 2. Muestras compuestas: En la mayoría de los casos, el término "muestra compuesta" se refiere a una combinación de muestras sencillas o puntuales tomadas en el mismo sitio durante diferentes tiempos. Para estos propósitos, se considera estándar para la mayoría de determinaciones una muestra compuesta que representa un período de 24 h. Sin embargo, bajo otras circunstancias puede ser preferible una muestra compuesta que represente un cambio, o un menor lapso de tiempo, o un ciclo completo de una operación periódica. Las muestras compuestas en el tiempo se pueden usar para determinar solamente los componentes que permanecen sin alteraciones bajo las condiciones de toma de muestra, preservación y almacenamiento. 3. Muestras integradas: Para ciertos propósitos, es mejor analizar mezclas de muestras puntuales tomadas simultáneamente en diferentes puntos, o lo más cercanas posible. Un ejemplo de la necesidad de muestreo integrado ocurre en ríos o corrientes que varían en composición a lo ancho y profundo de su cauce. U N I V E R S I D A D D E A Q 31 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 3. Materiales y reactivos Botellón toma-muestras: de vidrio de 1000 ml Botellón toma-muestras: de plástico de 2000 ml Mechero de alcohol Alcohol . 1 und 1 und 1 und 10 ml 4. Desarrollo. 1.- Sigue las instrucciones del profesor en el momento de realizar la práctica 5. Cuestionario. 1. Que factores considera que son importantes en la toma de muestras para realizar análisis microbiológico? 2. En las aguas de ríos, que otros parámetros se tomarán en cuenta en la toma de muestras? U N I V E R S I D A D D E A Q 32 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio: Título: Lugar de Ejecución: Nº 2 Análisis del PH Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. - Determinar el pH del agua. 2. Fundamentos. Introducción: Llamamos pH al logaritmo inverso de la concentración de iones H+ en el agua; es decir, es una forma de medir cuantos iones H+ hay libres en el medio para reaccionar. El pH está muy influenciado por la temperatura y por todas las sustancias disueltas. El pH del agua pura a 30 ºC es 6.92; a 24 ºC es 7 (neutralidad); En el agua de mar es ligeramente inferior (más ácido): 6.84 a 24 ºC; 6.98 . 1. pH-metro : Es un aparato que tiene un electrodo de vidrio en contacto con la muestra de agua. La lectura nos da directamente el pH de la muestra Para realizar las medidas hay que tener la precaución de calibrar, con tampones el aparato, lavar el recipiente y la sonda con el agua problema. 2. Indicadores. Una técnica sencilla es comparar el color que toma un indicador en el agua problema con el que da en soluciones de pH conocido. Los indicadores más usados son: Azul de timol (pH entre 8 y 9.6) Rojo de cresol (pH entre 7.2 y 8.8) Azul de bromotimol (pH entre 6 y 7.6) Cada indicador lleva en el frasco su rango de pH. Existen además en el mercado tiras de papel indicador. 3. Materiales y reactivos Papel pH Universal Vaso de precipitados de 250 ml Frasco de vidrio de 200 ml Fenoftaleína U N I V E R S I D A D 2 tiras 1 pza 1 pza 1 ml D E A Q 33 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 4. Desarrollo. Para determinar el pH se procederá de la siguiente forma: 1. Tomar en un vaso de precipitados (no mucha cantidad de agua) y enjuagarlo con agua problema. 2. Llenarlo con agua problema y echar una gota de indicador (o introducir una tira indicadora) y el termómetro. 3. Comparar con la tabla de colores y anotar el pH correspondiente. Anotar también la temperatura. 4. Repetir la operación con indicadores de pH distintos para que el margen de error sea menor. 5. Aplicar la corrección de temperatura. 5. Cuestionario. 1.- Explique porque cambia el pH con la temperatura. 2. Porque es importante el pH del agua? U N I V E R S I D A D D E A Q 34 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio: Título: Lugar de Ejecución: Nº 3 Análisis cualitativo del agua Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. - Determinar Cloruros, sulfatos, nitratos e iones calcio en forma cualitativa. 2. Fundamentos. Introducción: El agua incluso el agua potable, lleva una serie de sustancias disueltas. En el caso del agua potable, algunas de estas sustancias, como cloruros, sulfatos, iones calcio, iones magnesio...etc, son convenientes, mientras no sobrepasen ciertos límites. 3. Materiales y reactivos Probeta de 25cm 3. Soporte Universal Aro Rejilla Vaso de 250 cm3 Vaso de 100 cm3 Cocina eléctrica Embudo Papel de filtro Tubos de ensayo pequeños Varilla de vidrio Goteros Probeta de 10 cm 3 Espátula Vidrio de reloj Balanza Tapón Sulfato de hierro(II) 0.5 M Ácido sulfúrico 1.8M. Nitrato de plata al 30 % Ácido nítrico 1 M Ácido clorhídrico 45 % Cloruro de Bario al 40 % Hidróxido de amonio del 45% Cloruro de amonio Oxalato de amonio U N I V E R S I D A D 1 pza 1 pza 1 pza 1 pza 2 pza 3unds 1 pza 1 pza 1pza 10 unds 1 ud 1 ud 1 ud 1 ud 3 uds 1 ud 2 cm 3 2 cm 3 1cm3 1 cm 3 1 cm 3 1 cm 3 2 cm3 0.5 g 1.0 g D E A Q 35 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 4. Desarrollo. 3.1 Determinación de cloruros. Colocar 1-2 cm3 de agua en un tubo de ensayo, añadir unas gotas de ácido nítrico y luego el nitrato de plata, observa el resultado. 3.2 Determinación de sulfatos Poner 5 c.c de agua en un tubo de ensayo, gotas de ácido clorhídrico y calentar, una vez empiece a hervir se añaden unas gotas de cloruro de bario, se forma algún precipitado? 3.3 Determinación de nitratos Colocar 1 cm3 de agua en un tubo de ensayo y añadir con mucho cuidado 1 cm 3 de ácido sulfúrico concentrado, enfriar el tubo colocándolo en el chorro del grifo. Entonces se añade 1 cm3 de sulfato de hierro (II) . Que cambios observa en el tubo? 3.3 Determinación de Ca 2+ Colocar en un tubo de ensayo 6 cm 3 de agua y añadir unas gotas de Hidróxido de amonio. Echar cloruro de amonio y oxalato de amonio. Calentar dos o tres minutos. Si hay iones calcio, se formará un precipitado blanco de oxalato de calcio. 5. Cuestionario. 1. Escribe la reacción química correspondiente a la determinación de cloruros, sulfatos y nitratos y de iones calcio . 2. Que influencia pueden tener los cloruros, sulfatos, y nitratos en el agua de mar si se encuentran en exceso? 3. Que características tiene el agua dura y que características el agua blanda? 4. Es posible la contaminación de las aguas sin la intervención humana? U N I V E R S I D A D D E A Q 36 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio: Título: Lugar de Ejecución: Nº 4 Análisis de la dureza del agua Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. - Determinar la dureza total del agua 2. Fundamentos. La DUREZA es una característica química del agua que esta determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio Grandes cantidades de dureza son indeseables y debe ser removida antes de que el agua tenga uso apropiado para las industrias de bebidas, lavanderías, acabados metálicos, teñído y textiles. . Existen dos tipos de DUREZA: Dureza Temporal Dureza Permanente En esta práctica se determinará la dureza total. El método empleado para la cuantificación de la Dureza Total es un método volumétrico Este método esta basado en la cuantificación de los iones calcio y magnesio por titulación con el EDTA y su posterior conversión a Dureza Total expresada como CaCO3. 3. Materiales y reactivos matraces volumétricos de 1000 ml 2 und matraces volumetricos de 100 ml 2 und cápsula de porcelana 1 und soporte con pinzas para bureta 1 und matraces erlenmayer de 125 ml 1 und pipeta de 10 ml 1 und frascos goteros de 100 ml 1 und Bureta de 50 ml 1 und Cloruro de amonio (para 50 grupos) 7 g Hidroxido de amonio (para 50 grupos) 57 ml Eriocromo negro T (para 100 grupos) 0.5 g Clorhidrato de Hidroxilamina (para 100 grupos) 4.5 g Etilendiamino - tetracetato (EDTA) (para 5 grupos ) 2 g Cloruro de Magnesio (para 5 grupos) 0.5 g Carbonato de calcio 0.5 g Acido clorhidrico 3 N (para 5 grupos) 10 ml U N I V E R S I D A D D E A Q 37 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 4. Desarrollo. - Colocar 5 ml de la muestra de agua en un matraz erlenmayer de 125 ml Agregar 5 gotas de buffer PH 10 Añadìr 3 gotas de eriocromo negro T Titular con EDTA (sal disódica) 0.01 N hasta que vire el color de púrpura a azul Realice el cálculo V x N x 1000 meq/l Ca+2 y Mg+2 = ----------------------ml de muestra Dónde : V = ml gastados de EDTA N = Normalidad del EDTA RESULTADOS EXPERIMENTALES - Determinación de la dureza Muestra vol. muestra Lectura bureta Lectura bureta vol. gastado (ml) inicial final (ml) 1 2 5. Cuestionario. 1. 2. 3. 4. Muchas aguas son ricas en bicarbonatos (de calcio y de magnesio), lo que hace que precipiten formando minerales blancos en las canalizaciones de agua (lo notarás sobre todo en duchas, lavadoras y lavavajillas). Explica cómo se produce este proceso. Al hervir el agua, ¿cambia la dureza?. ¿Tiene esto alguna relación con la costra blanca que aparece en el fondo de los recipientes que se utilizan para hervir agua frecuentemente?. Lava con jabon dos trapos igualmente sucios, uno con agua dura y otro con agua destilada. ¿A qué conclusión llegas?. ¿Por qué en las planchas de vapor sólo debe usarse agua destilada? U N I V E R S I D A D D E A Q 38 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio: Título: Lugar de Ejecución: Nº 5 Análisis cuantitativo de Carbonatos y bicarbonatos en el agua Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. - Determinar carbonatos y bicarbonatos en el agua. 2. Fundamentos. INTRODUCCIÓN Esta determinación cuantitativa se basa en la descomposición de carbonatos y bicarbonatos por acción de los ácidos minerales: carbonatos: bicarbonatos: CO2+ 2 H+ H2CO3 CO2 + H2O 3 HCO-3 + H+ H2CO3 CO2 + H2O En nuestro caso emplearemos como ácido mineral el ácido sulfúrico (H 2SO4). 3. Materiales y reactivos matraz erlenmeyer de 250 ml balanza agua de grifo muestras de agua agua destilada pipeta graduada 20 ml bureta 50 ml Ácido sulfúrico 0.1 N Fenolftaleína anaranjado de metilo cuentagotas soporte con pinzas para bureta Matráz aforado de 250 ml Espátula 3 und 1und 200 ml 200 ml 400 ml 3 unds 1 und 250 ml 1 ml 1 ml 2 und 1 und 1 und 1 und 4. Desarrollo. - Colocar 20 ml de muestra de agua y añadir unas gotas de fenoftaleína. Valora esta disolución con H2SO4 0.1 N hasta que desaparezca el color. Anota este volumen (V1). A continuación, añadimos al matraz erlenmeyer, unas gotas de anaranjado de metilo. U N I V E R S I D A D D E A Q 39 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA - Seguimos dejando caer gotas de ácido sulfúrico 0.1 N (agente valorante) desde la bureta hasta que Cuando el indicador haya virado de color. Anota este volumen (V2). Realiza los cálculos. Procede de la misma manera con las otras muestras de agua. - RESULTADOS EXPERIMENTALES - Determinación de carbonatos y bicarbonatos: Muestra vol. muestra Lectura bureta Lectura bureta vol. gastado (ml) inicial final (ml) 1 2 3 4 5. Cuestionario. 5. 6. 7. Escribe las reacciones correspondientes de la titulación. Qué orígenes tienen los carbonatos en el agua? Qué importancia tienen los carbonatos en el agua? Porqué es importante conocer su concentración?. U N I V E R S I D A D D E A Q 40 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio: Título: Lugar de Ejecución: Nº 6 Análisis cuantitativo de Cloruros en el agua Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. - Determinar cloruros en el agua. 2. Fundamentos. El agua que normalmente usamos no es pura, pues en ella se encuentran en disolución una serie de sustancias, de cuyas características y cantidades dependen una serie de propiedades que determinan su posible utilización. Más del 60 % del peso de nuestro cuerpo es agua; es obvio la importancia del análisis del líquido elemento. El método empleado en esta determinación es el método de Mohr, que consiste en una valoración con AgNO3 0.1 M, empleando como indicador unas gotas de cromato potásico. 3. Materiales y reactivos matraz erlenmeyer de 250 ml balanza agua de grifo muestras de agua agua destilada pipeta graduada 20 ml bureta 50 ml cuentagotas soporte con pinzas para bureta Matráz aforado de 250 ml Espátula Nitrato de plata Cromato de potasio 3 und 1und 200 ml 200 ml 400 ml 3 unds 1 und 2 und 1 und 1 und 1 und 4g 2g 4. Desarrollo. - Colocar 25 ml de muestra de agua y añadir unas gotas del indicador. Valora esta disolución con nitrato de plata 0.1 M hasta cambio de color a rojo morado. Anota este volumen (V1). Realiza los cálculos. Procede de la misma manera con las otras muestras de agua. U N I V E R S I D A D D E A Q 41 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA RESULTADOS EXPERIMENTALES - Determinación de Cloruros : Muestra vol. muestra Lectura bureta Lectura bureta vol. gastado (ml) inicial final (ml) 1 2 3 5. Cuestionario. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Determina el % de cloruros en el agua de cada muestra determinada Escribe las reacciones que han ocurrido durante el proceso Por qué han de prepararse los reactivos con agua destilada y no con agua del grifo ? ¿Cuándo y por qué se produce el cambio de color del indicador?. ¿A qué se debe? Si realizáramos una valoración de agua de mar, ¿cómo crees que será la cantidad de cloruro? ¿Las sales benefician o perjudican los cultivos agrícolas?. Busca bibliografía sobre el tema. U N I V E R S I D A D D E A Q 42 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio: Título: Nº 7 Análisis de coliformes en el agua Lugar de Ejecución: Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. Determinar coniformes en una muestra de agua contaminada. 2. Fundamentos. Comúnmente el agua superficial de bahías y estuarios llega a contener millones de bacterias en cada mililitro de agua y una gran proporción de estas bacterias pueden ser de origen entérico, procedentes del tracto intestinal del hombre y de los animales (Brock, 1965), las cuales son una indicación de contaminación fecal. El problema se ha ido agravando ya que a las lagunas, mares y océanos van a mezclarse descargas de aguas negras, aguas residuales industriales y aguas de drenaje de campos agrícolas. Se ha determinado que el flujo diario de aguas negras en el Océano Pacífico a lo largo de la costa occidental de los Estados Unidos contiene aproximadamente una población de 2 x 10 18 bacterias coliformes (Zobell, 1958), que al distribuirse uniformemente a lo largo de la plataforma continental a una profundidad aproximada de 100 m, alcanza una concentración de 50 bacterias por mililitro. En las aguas negras pueden estar presentes bacterias patógenas principalmente del género Salmonella (Kampelmacher y Van Noorle, 1970), causante de enfermedades importantes tales como tifoidea, fiebres entéricas, gastroenteritis, intoxicaciones alimenticias, cólera. Ya que en todas las fases del ciclo hidrológico, pueden presentarse diversas clases de microorganismos tales como los que constituyen la flora bacteriana presente en el agua superficial de ríos y arroyos y la aportada por la precipitación pluvial. Un método consiste en determinar la presencia de coliformes , usando la técnica del uso de tubos múltiples de fermentación, que nos permite obtener el número más probable (NPM) de bacterias. Este grupo es definido como bacterias aeróbicas y facultativas anaeróbicas, Gram negativas, En esta técnica, se utiliza caldo de Mc Conkey. 3. Materiales y reactivos Estufa de incubación Tubos de fermentación (Esterilizados) 18 unds Tubos Durham 18 unds U N I V E R S 1 und I D A D D E A Q 43 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Tubos de ensayo de 20 ml Gradilla peptona lactosa 5g sales biliares 3g púrpura de bromocresol 0,01 g Agua destilada Muestra de agua contaminada 1L Agua destilada 1L Balanza analítica 1 und Pipeta esterilizada de 10 ml 5 unds Pipeta esterilizada de 5 ml 5 unds ( esterilizados) 15 unds 4 unds 10 g 4. Desarrollo. Para el análisis bacteriológico, las muestras serán colectadas en frascos de vidrio estériles de un volumen de 250 ml. Manteniendo refrigeradas a 4-6 oC. Actividad 1 - Preparar una serie de diluciones de muestra de acuerdo a instrucciones del profesor Actividad 2 - Se inocula el agua en tubos que contiene caldo de Mc Conkey - Incubar de 24 a 48 horas a 35 oC La producción de gas a las 24-48 horas indica coliformes. Si no se produce gas a las 48 horas, se considera negativas. 5. Cuestionario. 1. Investigar al menos un método diferente del realizado, para determinar coniformes en agua. 2. Según la norma boliviana qué especificación se tiene en cuanto a contaminación bacteriológica? 3. Las aguas de pozos se contaminan con bacterias patógenas? U N I V E R S I D A D D E A Q 44 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio: Título: Nº 8 Determinación del NUO Lugar de Ejecución: Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. Determinar el NUO Proporcionar un procedimiento reproducible para determinar intensidades de olor en aguas para propósitos comparativos o de control. 2. Fundamentos. Los efluentes de aguas contaminadas pueden llevar una gran cantidad de compuestos, difíciles de medir individualmente, lo cual contribuye a crear problemas de olor. Las combinaciones de los compuestos pueden causar intensidades de olor o desarrollar características que no pueden ser previstas por los olores de las sustancias individuales. Debido a la variación de las sensibilidades humanas, no es posible lograr una gran precisión en la determinación de las intensidades de olor. No siempre habrá concordancia en las características del olor por diferentes métodos. El análisis de olor proporciona una herramienta para medir la variación en intensidad de olor en un punto dado del muestreo. El grado de variación puede indicar la magnitud o importancia de un problema de olor. 3. Materiales y reactivos Agua libre de olor 1000 ml Carbón activado granular. 15 g Baño maria 1 Recipiente de vidrio de 1 L 2 unds Matraces Erlenmeyer de 500 ml 5 unds vidrio de reloj. 5 unds Pipeta de 10 ml 5 unds Probeta de 50 ml 5 unds U N I V E R S I D A D D E A Q 45 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 4. Desarrollo. Actividad 1 - Realizar una primera dilución, en un matraz limpio realizar la prueba sensorial. Actividad 2 - - Preparar una serie de diluciones de muestra de acuerdo a instrucciones del profesor dependiendo del resultado de la actividad 1La persona que determina la intensidad de olor en la prueba preliminar, deberá hacer las diluciones para el otro analista o analistas que harán la determinación, pero en ningún caso la hará la misma persona, Tapar cada matraz y ajustar la temperatura a 313K (40°C) en el baño deagua. Agitar vigorosamente los matraces tapados y presentarlos para el análisis de olor. El analista debe quitar la tapa y colocar la nariz en la punta del matraz percibiendo el olor con una inhalación normal. Elaborar un tabla de resultados 5. Cuestionario. 4. Investigar al menos un método diferente del realizado, para determinar el NUO en agua. 5. Que métodos existen para eliminar los olores en las aguas residuales? Bibliografía 1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA), American Water Works Association & Water Pollution Control Federation. 1989. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17 th ed., Waashinton, D.C.USA. Parte 9000. U N I V E R S I D A D D E A Q 46 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Práctica de Laboratorio: Nº 9 Título: Determinación del color del agua Lugar de Ejecución: Laboratorio de Química Nombre y Apellidos: ________________________________________ ________________________________________ 1. Objetivos. Determinar el color del agua. 2. Fundamentos. Una división resulta de la diferenciación entre coloración aparente (coloración total de solución y suspensión) y coloración efectivo (coloración de la solución solamente). Al contrario de la coloración natural que se limita casi exclusivamente a las tonalidades amarillas y pardas, la coloración artificial puede presentar prácticamente de todas las tonalidades. Sin embargo, debido a la dilución estas son generalmente apenas perceptibles como efecto de color, aunque se trate de aguas industriales fuertemente contaminadas. PRINCIPIO DEL MÉTODO Se determina mediante colorimetría óptico-visual de la coloración amarillenta de aguas frente a patrones de platino-cobalto simulados según Hazen. Graduación: 0 - 5 -10 - 20 -30 - 40 - 50 - 70 - 100 - 150 Hazen. Se compara la coloración del agua con una serie de patrones de color, que por unidad de medida simulan 1 ppm de platino como PtCI6-2 . 3. Materiales y reactivos Tubos de ensayo de 20 ml Gradilla 5 unds Pipeta de 5 ml 5 unds Pipeta de 1 ml 5 unds Vaso de precipitados de 100ml 5 unds Filtro de fibra de vidrio 5 unds Matraz quitasato 5 unds Embudo buchnner 5 unds Botellas de 1 L incolora 3 unds U N I V E R S I D A D 15 unds D E A Q 47 U I N O B O L I V I A FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA Matraz aforado de 500 ml 1 u nds Matraz aforado de 100 ml 6 unds Hexacloro platinato de potasio K2PtCl6 6g Cloruro de cobalto hexahidratado (CoCl2.6H2O) 1g Acido clorhídrico 25 ml 4. Desarrollo. Actividad 1 - Preparar una serie de diluciones de muestra de acuerdo a instrucciones del profesor Actividad 2 - Comparar con las muestras patrón cada una de las diluciones. Elaborar una tabla de resultados 5. Cuestionario. 6. Que orígenes puede tener el color de las aguas residuales? 7. Investigar al menos un método diferente del realizado, para determinar color en agua. Bibliografía 1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA), American Water Works Association & Water Pollution Control Federation. 1989. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17 th ed., Waashinton, D.C.USA. Parte 9000. 2. StandardMethods for theExamination of Water and Wastewater, 13th Ed. American Public Health Association, Washington (1971). 160 162,392-394. U N I V E R S I D A D D E A Q 48 U I N O B O L I V I A