difusion de contaminantes en lagos

7/22/2019 Difusion de Contaminantes en Lagos

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2013Difusin de contaminantes en lagos


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INTRODUCCION

Uno de los pilares del desarrollo econmico y social es el manejo racional del agua dulce.Sin embargo, este desarrollo puede entrar en conflicto con la preservacin del medioambiente. La proteccin de la vida humana y la prosperidad de la raza humana requieren demedidas de proteccin contra las catstrofes naturales como inundaciones y sequas. Noobstante, estas medidas pueden perturbar el sensible equilibrio ecolgico.

Una de las principales causas de contaminacin en las aguas es el flujo de sustanciaslquidas y gaseosas a travs de un material slido se define como difusin, o sea, latransportacin de tomos, molculas u iones libres como consecuencia de la diferencia deconcentracin.

La difusin ocurre mayormente a travs de dos vas:

a) orificios libres entre los polmeros formados bajo la influencia trmica

b) capilares submicroscpicos.

La difusin de sustancias txicas a travs de las paredes de las lneas conductoras de aguaes la causante de contaminaciones de aguas potables, regados y suelos. El efecto de lacontaminacin por difusin se refleja en la afeccin de la salud humana y otras especiesvivientes del planeta cada vez ms creciente. La corrosin en las lneas conductoras seacelera por los procesos de difusin que se adjunta al uso de materiales cuya conformacinmolecular favorece dicho fenmeno.

Los impactos sobre la salud de la poblacin son tan variados como las sustancias quepueden difundir a travs de los materiales no seguros contra la difusin. Metales pesados,compuestos orgnicos voltiles y sintticos, solventes, asbesto, alcoholes y nitratos sonsolamente ejemplos que traen efectos cancergenos, teratognicos y mutagnicos, irritan losojos, piel y mucosas, afectan el sistema gastrointestinal y respiratorio as como las clulasnerviosas y la sangre.

La entrega de sustancias txicas desde suelos contaminados hacia las lneas de agua potablepor causa de la difusin afecta principalmente la salud de los seres humanos y los animales.

Por otra parte el uso de sistemas no seguros contra la difusin para el desage, elalcantarillado y la conduccin de sustancias nocivas contribuye directamente a ladistribucin de los contaminantes hacia otras zonas. La Asamblea Mundial de Mujeressobre el Medio Ambiente mencion en el 2004 el uso de sistemas de alcantarilladoinadecuados como primera causa de la contaminacin de aguas y suelos, seguida por laeliminacin de desechos, los efluentes industriales y los residuos agrcolas.


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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Identificar como es el proceso de difusin en lagos

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar que es difusin Conocer los contaminantes que afectan a los lagos y como afectan la salud del

hombre


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ARTICULO INVESTIGATIVO 1

Un ecosistema en peligro de extincin el l ago de Chpala

Enfermedades por beber agua contaminada

Asimismo, en los sedimentos del lago se ha detectado un incremento en los niveles de

fsforo inorgnico, que supera en gran medida las concentraciones mximas recomendadas

por organismos internacionales.

A pesar de que los niveles de metales pesados en el agua han estado dentro de las normas

internacionales establecidas para usos domsticos, despus de recibir tratamiento, las

concentraciones en algunas plantas como el lirio acutico y el tule son mayores. Los

muestreos reportan concentraciones sobre 178 miligramos de cianuro, seis miligramos de

cromo y cuatro miligramos de plomo para el primero y 552 miligramos de cianuro y 15

miligramos de mercurio por kilogramo seco para el segundo.

El expansivo crecimiento del lirio acutico es otro problema. Esta planta, originaria de

frica, fue trada al lago con fines decorativos hace aproximadamente 100 aos. Usa ms

agua en evapora-transpiracin, de la que se pierde por evaporacin en el rea equivalente

de agua abierta e inhibe el crecimiento del fitoplancton, por lo que afecta el adecuado

desarrollo de las poblaciones de peces y es fuente de riesgo potencial para la salud pblica,porque crea las condiciones favorables para la proliferacin de las larvas de moscos

transmisores del paludismo y diversos insectos.

Tambin afecta a los deportes acuticos, la irrigacin, la conservacin de equipos e

infraestructura, obstruye los canales de irrigacin, de alimentacin de turbinas en la

generacin hidroelctrica y deteriora la cortina de las presas.

En el caso de amenaza o extincin de especies, no es sencillo determinar cules son los

procesos que influyen ms. Sin embargo, en algunos casos resulta una explicacin correctade ciertas causas directas, como cuando se hablaba de la disminucin de captura de bagre a

partir de 1974, provocada por la fuerte contaminacin del lago por la descarga en el ro

Lerma de grasas y aceites de la refinera de Pemex, en Salamanca. Por ltimo, otro proceso

que tambin ha influido afectando a los pescadores y al ecosistema, es la presencia de

bacterias perjudiciales a los peces y la presencia de detergentes.


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ARTICULO INVESTIGATIVO 2

AGUAS RESIDUALES

Al estudiar lo que sucedera con el vertido a un lago de aguas residuales con unaimportante concentracin de slidos suspendidos. Un trmino fundamental relacionado con

lagos, que afecta en gran manera al aumento o a la reduccin de los contaminantes es el

tiempo de residencia hidrulico, t0. El tiempo de residencia es el tiempo medio que una

molcula de agua permanece en el lago. Si llamamos Q al caudal constante que entra en el

lago y V a su volumen, el tiempo de residencia es:Q

Vt0 . El anlisis de este trmino nos

puede indicar la sensibilidad de un lago a un vertido: lagos con tiempos de residencia cortos

se vern rpidamente afectados por vertidos, mientras que si el tiempo de residencia es alto,

ese mismo vertido tardar ms tiempo en alcanzar niveles preocupantes. Por el mismo

motivo, si el vertido cesara, el lago con t0bajo se recuperara ms rpidamente que el lago

con t0alto. Matemticamente, se desarrolla de la siguiente manera:

Supongamos que al lago afluye un ro con un caudal QR y una concentracin de slidos

suspendidos CR. El caudal del nico vertido que se realiza es QV y su concentracin de

slidos suspendidos es CV. La velocidad de sedimentacin es vs.

Representacin esquemtica de un lago somero totalmente mezclado.

El planteamiento de un balance de materia nos permitir determinar la concentracin deslidos suspendidos a lo largo del tiempo en el lago:

CVh

vC)Q(QCQCQ

dt

dCV

GeneracinSalidas-EntradasnAcumulaci

sVRVVRR

Ec.( 1)

QV, CV

QR, CR

QR+QV, CV C


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Agrupando los siguientes trminos:

CQ+CQ=W)Q+Q(

V=t VVRR

VRo

Ec.( 2)

h

vs+t

1=Bo

Ec.( 3)

Resulta la ecuacin:

CW

dt

dCB

V

Ec.( 4)

Para resolver esta ecuacin diferencial, se puede suponer que tiene una solucin de la

forma:t

eA

10AC(t) Ec.( 5)

Sustituyendo en la ecuacin

t10t

10 eAABV

W

dt

eAAd

Ec.( 6)

t10t1 eAABV

WeA

Ec.( 7)

Reordenando:

0V

WBABeA 0

t1

Ec.( 8)

Ecuacin que se cumple si:

VB

WA

B

0

Ec.( 9)

Para calcular A1es necesario fijar la condicin inicial en C0para t = 0.

001

100

ACA

AAC

Ec.( 10)


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Vertido de Slidos Supendidos en lagos

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

0 10 20 30 40Das

[SS] (mg /L)

Por lo que finalmente, la concentracin de slidos suspendidos en el lago al cabo de un

tiempo t de haberse iniciado el vertido vendr dada por:

eC+)e-1(VB

W=(t)C tB-0

tB- Ec.( 11)

La solucin en estado estacionario es la siguiente:

VB

W=Ce

Ec.( 12)

En este ejemplo se considera que el contaminante sedimenta. Si se degradara siguiendo una

cintica de 1er orden (podra ser, por ejemplo, materia orgnica, tal como se vi en los

apartados anteriores) el trmino de generacin sera el correspondiente. Si se tratara de

contaminantes conservativos, la ecuacin anterior seguira siendo vlida tan slo haciendok = 0.

Variacin temporal de las concentraciones de SS en tres lagos de distinto volumen. la concentracin delvertido es de 350 mg/L. El vertido cesa el da 30.

V = 1 Hm3

V = 0.2 Hm3

V = 5 Hm3


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FUNDAMENTOS TEORICOS

DIFUSIN

La difusin (tambin difusin molecular) es unproceso fsico irreversible, en el

quepartculas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente,

aumentando laentropa (Desorden molecular) del sistema conjunto formado por las

partculas difundidas osoluto y el medio donde se difunden o disuelven.

Normalmente los procesos de difusin estn sujetos a la Ley de Fick. Lamembrana

permeablepuede permitir el paso de partculas y disolvente siempre a favor

delgradiente deconcentracin.La difusin, proceso que no requiere aporteenergtico, es

frecuente como forma de intercambiocelular.

Contexto fsico-qumico

La difusin se puede dar de dos formas: difusin activada y difusin por capilares.

Difusin activada: 1. Adsorcin, 2. Absorcin, 3. Disolucin, 4. Difusin, 5. Desorcin

6. Evaporacin

Difusin por capilares: 7. Transito directo
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Ambos tipos de difusin dependen de:

La temperatura ambiental (la velocidad de la difusin aumenta con la temperatura) Relacin de tamao entre los espacios intermoleculares de los polmeros y las

molculas de la sustancia

Diferencia de presin parcial entre los medios dentro y fuera de la tubera.

Velocidad de difusin en dependencia de la temperatura

LAGOS

Es un cuerpo deagua dulce, de una extensin considerable, que se encuentra separado

delmar.El aporte de agua a los lagos viene de los ros, de aguas freticas y precipitacin

sobre el espejo de agua.

Los lagos se forman en depresiones topogrficas creadas por una variedad de procesos

geolgicos como movimientos tectnicos,movimientos de masa, volcanismo, formacin

debarras, accin de glaciares e incluso impactos de meteoritos. Tambin existen lagos

creados artificialmente por la construccin de unapresa.
http://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Marhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corrimiento_de_tierrahttp://es.wikipedia.org/wiki/Barra_(relieve)http://es.wikipedia.org/wiki/Meteoritohttp://es.wikipedia.org/wiki/Presa_(hidr%C3%A1ulica)http://es.wikipedia.org/wiki/Presa_(hidr%C3%A1ulica)http://es.wikipedia.org/wiki/Meteoritohttp://es.wikipedia.org/wiki/Barra_(relieve)http://es.wikipedia.org/wiki/Corrimiento_de_tierrahttp://es.wikipedia.org/wiki/Marhttp://es.wikipedia.org/wiki/Agua


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LAGO OLIGOTRFICO

Un lago oligotrfico es un cuerpo de agua con baja productividad primaria, como resultado

de contenidos bajos de nutrientes. Estos lagos tienen baja produccin de algas, y

consecuentemente, poseen aguas sumamente claras, con alta calidad de agua potable. Lasaguas superficiales de estos lagos tienen tpicamente mucho oxgeno; por lo que, tales lagos

soportan muchas especies de peces, como truchas de lago, que requieren aguas fras, y bien

oxigenadas. Su contenido de oxgeno es mayor en lagos profundos, por tener volmenes

hipolimnticos ms grandes.

LAGO MESOTRFICO

Un lago mesotrfico es un cuerpo de agua con un nivel intermedio de productividad, mayor

que el de un lago oligotrfico, pero menor que el de un lago eutrfico. Estos lagos tienen

comnmente aguas claras y mantienen lechos de plantas acuticas sumergidas, y niveles

medios de nutrientes.

CONTAMINANTES

Uno de los contaminantes que de acuerdo al artculo afecta al lago de chpala son los

detergentes.


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Los detergentes son sustancias que se obtienen mediante una reaccin qumica denominada

saponificacin en la que las grasas animales y los aceites vegetales reaccionan con

soluciones concentradas de hidrxido de sodio para formar glicerol e iones orgnicos

denominados carboxilatos. Los iones orgnicos se pueden precipitar en una solucin

hacindola muy concentrada en iones sodio mediante la adicin de cloruro de sodio. Uno

de los principales problemas que causa el uso de detergentes, es que los de tipo comercial

deben contener ciertos aditivos que se pueden convertir en graves contaminantes del agua.

Entre los principales aditivos estn pequeas cantidades de perfumes, blanqueadores,

abrillantadores pticos. Esta sustancia es causante de muertes de animales acuticos.

Otro problema que empieza a aquejar al lago por el exceso de materia orgnica y nutriente

(particularmente los fsforos y la prdida de nitrgeno), es el florecimiento de algas verde-

azules, que le dan un olor y sabor caracterstico y distintivo al agua.

IMPACTOS SOBRE LA SALUD HUMANA Y EL MEDIO AMBIENTE

Los impactos sobre la salud de la poblacin son tan variados como las sustancias que

pueden difundir a travs de los materiales no seguros contra la difusin. Metales pesados,

compuestos orgnicos voltiles y sintticos, solventes, asbesto, alcoholes y nitratos son

solamente ejemplos que traen efectos cancergenos, teratognicos y mutagnicos, irritan

los ojos, piel y mucosas, afectan el sistema gastrointestinal y respiratorio as como las

clulas nerviosas y la sangre.

La entrega de sustancias txicas desde suelos contaminados hacia las lneas de agua

potable por causa de la difusin afecta principalmente la salud de los seres humanos y los

animales.


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SLIDOS SUSPENDIDOS

La definicin de slidos suspendidos est ligada a su determinacin analtica: son slidossuspendidos todos aquellos que, en un proceso de filtrado de agua, quedan retenidos en unfiltro de tamao de poro de 1.2 micras.

En el medio natural se distinguen dos tipos de slidos suspendidos:

Slidos suspendidos alctonos. Son aquellos que llegan al sistema procedentes deescorrentas superficiales o vertidos. Los materiales inorgnicos, arcillas, arenas limosorgnicos, restos vegetales, materia orgnica particulada, etc.

Slidos suspendidos autctonos. Son aquellos que se generan en el propio sistema natural:desde bacterias y fitoplancton hasta, estrictamente hablando, seres superiores.Especialmente importante son el fitoplancton y las plantas, puesto que producen unatransformacin de sustancias disueltas a suspendidas (ellas mismas).


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BALANCE DE MATERIA

En Ingeniera Qumica es el trmino que, aplicado a un reactor, permite establecer lavariacin de masa de una sustancia que se produce en su interior en funcin de su entrada,salida y las transformaciones que sufra. Por extensin se emplea en Ingeniera Ambiental

en los mismos trminos pero aplicado a sistemas naturales.

ESTADO ESTACIONARIO

Situacin en la cual la variacin de la concentracin de una sustancia en un sistema no vara

con el tiempo. Matemticamente 0dt

dC . En sistemas naturales la condicin de estado

estacionario se da si todos los factores externos (caudales, vertidos, temperaturas, etc.)permanecen constantes; algo realmente difcil.


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CONCLUSION

De este trabajo se pudo concluir que la difusin no es ms que el flujo de sustancias

lquidas y gaseosas a travs de un material slido, o sea, la transportacin de tomos,

molculas u iones libres como consecuencia de la diferencia de concentracin. La difusin

de contaminantes en nuestro articulo es de gran variedad ya que son varias las fuentes que

intervienen en este proceso, la difusin de contaminantes de este articulo dependen en gran

medida de la temperatura, del clima y de la difusin de tipo qumico y orgnico.

Esta difusin de contaminantes afecta de manera directa al ecosistema ya que provoca la

muerte de peces que habitan estos lagos y enfermedades a las personas que beben de esta

agua.


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BIBLIOGRAFIA

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