Evaluación de la Calidad de los Efluentes

Introducción a los Tratamientos de

Efluentes Líquidos

Usos de Agua

•Consumo Humano

•Uso Industrial

•Recreativo

•Riego

•Cultivo de peces,

moluscos, crustáceos

Fuentes de

Contaminación

•Natural

•Antrópico

Urbano

Rural

Industrial

• Riesgos de Corto Plazo

Contaminación Microbiológica (bacterias, virus, parásitos)

Contaminación Química (metales pesados, plaguicidas,

subproductos de desinfección, nitratos)

Contaminación con Toxinas (toxinas producidas por algas, etc.)

• Riesgos de Mediano y Largo Plazo

Contaminación Química (metales pesados, sales)

Uso definido para el recurso

Agua de consumo, recreativo, cría de

peces, moluscos o crustáceos

Valores Guía de

Calidad

del Recurso

Normas de Control de

Contaminación

Normas de Calidad

de Agua

Tecnologías de

Tratamiento

Vulnerabilidad

de la Fuente

Objetivo de los niveles guía de calidad de agua ambiente

La elaboración de los niveles guía nacionales de calidad de agua ambiente

tiene como propósito esencial contar con pautas referenciales de calidad

asociadas a la salvaguardia de los componentes bióticos involucrados en los

siguientes destinos sustantivos asignados al agua ambiente:

· Fuente de provisión de agua para consumo humano

· Protección de la biota acuática

· Irrigación de cultivos

· Bebida de especies de producción animal

· Recreación humana

Subsecretaria de Recursos Hídricos de la Nación

Niveles Guía Nacionales de Calidad de Agua Ambiente Marco Conceptual

Las aguas destinadas a uso recreacional pertenecen a cuerpos superficiales que se

utilizan principalmente para baño y actividades deportivas.

Pueden señalarse los siguientes requerimientos generales para las aguas destinadas al

uso recreacional:

· Su calidad debe observar pautas microbiológicas y fisicoquímicas que no involucren

riesgo para la salud de las personas expuestas

· Deben estar libres de organismos vectores de enfermedades que aporten riesgo para la

salud de las personas antedichas

· Deben reunir condiciones que proveen a su calidad estética

El uso del agua con fines recreacionales puede revestir dos formas:

a) Con contacto directo o primario:

Este engloba a las actividades que involucran inmersión en agua con potencial ingestión de

la misma. El contacto primario incluye, entre otras actividades, natación, ski acuático,

buceo y surfing.

b) Con contacto indirecto o secundario:

Este no involucra inmersión e incluye, entre otras actividades, remo, boating, wading,

pesca, navegación, rafting y power boating.

Características principales de los niveles guía nacionales de

calidad de agua ambiente

Los niveles guía nacionales de calidad de agua ambiente presentan las siguientes

características distintivas:

· consideran el carácter esencial del agua para los seres vivos (característica

biológica)

· protegen la salud y la calidad de vida de la población humana (característica

sanitaria)

· protegen la supervivencia y la diversidad de la biota acuática (característica

ecológica)

· están derivados a partir de información proveniente de estudios toxicológicos,

ecotoxicológicos y epidemiológicos desarrollados en condiciones experimentales

estandarizadas (característica científica)

Objetivo de los niveles guía de calidad de agua ambiente

La elaboración de los niveles guía nacionales de calidad de agua ambiente

tiene como propósito esencial contar con pautas referenciales de calidad

asociadas a la salvaguardia de los componentes bióticos involucrados en los

siguientes destinos sustantivos asignados al agua ambiente:

· Fuente de provisión de agua para consumo humano

· Protección de la biota acuática

· Irrigación de cultivos

· Bebida de especies de producción animal

· Recreación humana

Subsecretaria de Recursos Hídricos de la Nación

Niveles Guía Nacionales de Calidad de Agua Ambiente Marco Conceptual

Las aguas destinadas a uso recreacional pertenecen a cuerpos superficiales que se

utilizan principalmente para baño y actividades deportivas.

Pueden señalarse los siguientes requerimientos generales para las aguas destinadas al

uso recreacional:

· Su calidad debe observar pautas microbiológicas y fisicoquímicas que no involucren

riesgo para la salud de las personas expuestas

· Deben estar libres de organismos vectores de enfermedades que aporten riesgo para la

salud de las personas antedichas

· Deben reunir condiciones que proveen a su calidad estética

El uso del agua con fines recreacionales puede revestir dos formas:

a) Con contacto directo o primario:

Este engloba a las actividades que involucran inmersión en agua con potencial ingestión de

la misma. El contacto primario incluye, entre otras actividades, natación, ski acuático,

buceo y surfing.

b) Con contacto indirecto o secundario:

Este no involucra inmersión e incluye, entre otras actividades, remo, boating, wading,

pesca, navegación, rafting y power boating.

Características principales de los niveles guía nacionales de

calidad de agua ambiente

Los niveles guía nacionales de calidad de agua ambiente presentan las siguientes

características distintivas:

· consideran el carácter esencial del agua para los seres vivos (característica

biológica)

· protegen la salud y la calidad de vida de la población humana (característica

sanitaria)

· protegen la supervivencia y la diversidad de la biota acuática (característica

ecológica)

· están derivados a partir de información proveniente de estudios toxicológicos,

ecotoxicológicos y epidemiológicos desarrollados en condiciones experimentales

estandarizadas (característica científica)

Características principales de los niveles guía nacionales decalidad de agua ambiente

Los niveles guía nacionales de calidad de agua ambiente presentan las siguientes características distintivas:

· contemplan eficiencias de remoción de contaminantes en la potabilización(característica tecnológica)

· son aplicables, a priori, a todos los cuerpos de agua del territorio argentino(característica universal), requiriendo su aplicación particular a un cuerpo deagua la contrastación de las condiciones naturales específicas de este último.

· consideran que los efectos de los parámetros de calidad de agua sobre losorganismos son independientes entre sí (característica paramétricaindependiente)

· protegen a los usos del agua que están relacionados con la supervivencia,desarrollo y bienestar de los seres vivos (característica utilitaria)

Características principales de los niveles guía nacionales de calidad de agua ambiente

Cabe destacar que en ningún caso las magnitudes de estos niveles guía constituyencupos admisibles de alteración de la calidad natural de los cuerpos de agua, ya queen cualquier consideración de destino para los mismos se adopta como premisabásica el principio de protección de suscondiciones cualitativas naturales.

Es conveniente también distinguir a los niveles guía nacionales de calidad de aguaambiente en virtud de aspectos que no cubren o no contemplan, a saber:· No consideran los efectos aditivos, sinérgicos ni antagónicos que loscomponentesdeletéreos del agua pueden ejercer sobre los seres vivos· No contemplan el carácter micronutriente que muchas sustancias tienen para losorganismos· No son objetivos ni estándares de calidad de agua ambiente.

Subsecretaria de Recursos Hídricos de la NaciónNiveles Guía Nacionales de Calidad de Agua Ambiente Marco Conceptual

El nivel guía de calidad es una expresión cuantitativa o narrativa emergente de unrequerimiento científico inherente a un parámetro de calidad respecto a un destinoespecífico asignado al agua ambiente.

El objetivo de calidad es una expresión cuantitativa o narrativa inherente a unparámetro de calidad en un programa de manejo del agua ambiente respecto a undestino específico asignado a la misma que resulta de considerar, además delrequerimiento científico antes mencionado, su calidad actual y las restriccionestecnológicas y socioeconómicas.

El estándar de calidad es una expresión cuantitativa o narrativa fijada concarácter de cumplimiento obligatorio para un parámetro de calidad con relación aun destino específico asignado al agua ambiente.

Subsecretaria de Recursos Hídricos de la NaciónNiveles Guía Nacionales de Calidad de Agua Ambiente Marco Conceptual

ASIGNACIÓN DE

USOS Y

DEFINICIÓN DE

OBJETIVOS DE

CALIDAD

ESQUEMA DE

ACCIÓNEvaluación de la línea de base del

agua y sedimentos de

Consideración de usos actuales y de

los potenciales

Análisis de Factibilidad de alcanzar

los requerimientos de calidad

Asignación del uso

Estrategias para alcanzar los valores

guía del uso asignado

Definición de los objetivos y metas de

calidad

•Física

• Temperatura

• Materia en Suspensión

• Color….

•Microbiología

• Bacterias

• Protozoos

• Virus….

•Química

• Metales Pesados

• Sales

• Pesticidas, Hidrocarburos, etc.

•Materia Orgánica

Naturaleza

Los Recursos Hídricos y su Contaminación

Esta contaminación no responde al accionar del hombre, sino a las

formaciones hidrogeológicas de cada lugar o a eventos ambientales,

generalmente regionales (inundaciones, erupciones de volcanes, etc.)

Es frecuente que un evento natural de envergadura desencadene un proceso de

contaminación originada antrópicamente

Origen Natural

Origen Antrópico

Contaminación producida por las diferentes actividades del hombre, esta a

diferencia de la Natural es evitable o al menos minimizable, cambiando ciertas

practicas de producción y/o manejo.

Recursos Hídricos y su Contaminación

Origen

Los Recursos Hídricos y su Contaminación

•Natural

•Antrópica

•Urbano

•Industrial

•Rural

•Formaciones Geológicas

•Desastres Naturales

Resientes

Origen: Antrópico / Urbana

Los Recursos Hídricos y su Contaminación

•aguas de lluvia

•basura

Metales Pesados

Hidrocarburos

Otros Químicos

Materia Orgánica

Sólidos

Nitratos

Bacterias, Paràsitos, Virus

•Componentes de la

contaminación:

•aguas residuales

Origen: Antrópico

Los Recursos Hídricos y su Contaminación

•Industrial: efluentes líquidos,

residuos sólidos, extracción

(minas, canteras)

Metales Pesados

Cianuros

Hidrocarburos

Otros Químicos

Materia Orgánica

Grasas

Sólidos

Origen : Antrópico /Rural

Los Recursos Hídricos y su Contaminación

•Agricultura – Mal manejo del suelo

Fitosanitarios

• Ganadería – Cria Intensiva

Productos Veterinarios

Recursos Hídricos y su Contaminación

•Permanente

• Infiltración

lixiviados

procedente de

rellenos

•Accidental

• Ruptura de

tuberías, vuelco de

cisternas, etc.

•Temporal

• Productos

fitosanitarios, etc..

Distribución Temporal

•Difundido: origen agrícola,

saneamiento in situ (pozos

absorbentes), etc.

•Localizado: Almacenamiento de

residuos, industrias, vertidos

urbanos, etc.

• Lineal: rutas y caminos, vías

férreas, cursos de agua, etc.

Distribución Espacial

IndustriasUrbanos

Cursos de Agua

CaminosActividad Agrícola

Los Recursos Hídricos y su Contaminación

IRAM 29012-1:2002

Calidad ambiental. Calidad de agua. Muestreo. Parte 1: Directivas

generales para el diseño de programas de muestreo.

IRAM 29012-2:1996

Calidad del medio ambiente. Agua. Muestreo. Directivas generales sobre técnicas.

IRAM 29012-3:1998

Calidad ambiental. Calidad de agua. Muestreo. Parte 3: Guía para la preservación y

manipulación de las muestras.

IRAM 29012-4:1997

Calidad del medio ambiente. Calidad del agua. Muestreo. Parte 4: Directivas para el

muestreo de aguas de lagos naturales y artificiales.

IRAM 29012-5:1998

Calidad del medio ambiente. Calidad de agua. Muestreo. Parte 5: Guía sobre muestreo

de agua potable y de aguas utilizadas para el procesamiento de alimentos y bebidas.

EVALUACIONES

Físico-químicas

pH

• Sólidos

• Grasas y Aceites

• Carga Orgánica

• Nutrientes

• Tóxicos

•Metales Pesados

•Orgánicos

• Sulfuros

• Demanda de Cloro

• Cloro libre

• Otros s/ Industria

•EVALUACIONES Microbiológicas

•Recuento de Bacterias - Parásitos - Plancton - Bioensayos

¿Que buscamos?

Mediciones in situ y observación

• pH

• Conductividad

• Potencial Redox

• Temperatura

• Turbiedad

• Oxigeno Disuelto

• Color

• Olor

• Aspecto

500

400

300

200

100

0

-100

-200

-300

-400

-500

6 6,5 7 7,5 8

Medio oxidante con

liberación de O2Condiciones Aeróbias

Condiciones Anóxicass

Area de cambio del azul de metileno

Condiciones Anaeróbias

Area reductora con

liberación de H2

Area de optima

digestión

anaerobia

EH mV

pH

rH = EH /0.029 + 2 pH

Fe +2

Fe OH+

Fe +3

Fe (OH)3

corrosión

corrosión

Fe (OH)2+

Fe (OH)2

EH (V)

pH0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

-0,2

-0,4

-0,6

Evaluación de la Calidad de los Efluentes

Líquido Mezcla

Ma

teri

as

Só

lid

as

Filtro

(fibra de vidrio)Mufla 550

ºC

Cono Imhoff Evaporación STSólidos

Sedimentables

SFT

SSF SSV

SVT

SSol.F SSol.V

Evaporación

TSS

Evaporación

SSol.T

Mufla 550

ºC

Mufla 550

ºC

Coloidal

y

Disuelto

Evaluación de Carga Orgánica

Formas de Medición

• Demanda Química de Oxígeno (DQO)

• Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)

• Demanda Teórica de Oxígeno (DTeO)

• Oxígeno Consumido (OC)

• Materia Orgánica Carbonosa Total (TOC)

Evaluación Materia OrgánicaDemanda Bioquímica de Oxígeno

La Demanda Bioquímica de Oxígeno es uno de los parámetros para la

medición de contaminación orgánica más utilizado, este mide la

cantidad de materia orgánica en forma indirecta como la cantidad de

oxígeno necesaria para la transformación bioquímica de la misma.

MO (Ca Hb Oc) + O2

bacterias MO resid. + CO2 + H2O + tejido celular

NH3 + 3/2O2

Nitrosobacterias HNO2. + H2O + tejido celular

HNO2 + 1/2O2

Nitro bacterias HNO3 + tejido celular

NH3 + 2O2 HNO3 + H2O + tejido

celular

DBO Carbonosa

DBO Nitrogenada

Dem

anda

de

Oxíg

eno (

mg/l

)

Tiempo en días

Demanda Bioquímica

Carbonosa de Oxígeno

(DBCO)

Demanda Bioquímica

Nitrogenada de

Oxígeno (DBNO)

Demanda

Bioquímica

Oxígeno cinco días

(DBO5)

Evaluación Materia OrgánicaDemanda Bioquímica de Oxígeno

DBO

residual

Oxígeno Consumido

(e.d DBO eliminada)

Demanda Bioquímica Oxígeno Carbonosa Ultima

(DBOu)Cantidad Total

Residual de Materia

Orgánica)

Cantidad de

Residuo

Orgánico

residual

Res

iduo O

rgán

ico;

nas

a bac

teri

ana,

mat

eria

org

ánic

a to

tal

y O

xíg

eno

Consu

mid

o

Tiempo en días

Masa Bacteriana

(tejido Celular)

Evaluación Materia Orgánica

Demanda Bioquímica de Oxígeno

Si bien la DBO es un ensayo muy utilizado y prácticamente el único sobre el

cual se confeccionan las normas, en vistas que evalúa la materia orgánica

biodegradable, tiene importantes limitaciones:

• Requiere presencia de un inóculo aclimatado

•Se utiliza una importante cantidad de material de vidrio

•El tiempo de ensayo es muy prolongado

•Se debe pretratar la muestra para inhibir la organismos nitrificantes

•Se debe pretratar la muestra cuando se sospecha presencia de tóxicos

•Gran dispersión de resultados

Evaluación Materia OrgánicaDemanda Bioquímica de Oxígeno

Si bien la DBO es un ensayo muy utilizado y prácticamente el único sobre el

cual se confeccionan las normas, en vistas que evalúa la materia orgánica

biodegradable, tiene importantes limitaciones:

• Requiere presencia de un inóculo aclimatado

•Se utiliza una importante cantidad de material de vidrio

•El tiempo de ensayo es muy prolongado

•Se debe pretratar la muestra para inhibir la organismos nitrificantes

•Se debe pretratar la muestra cuando se sospecha presencia de tóxicos

•Gran dispersión de resultados

Demanda Bioquímica de Oxígeno

Evaluación Materia Orgánica

Evaluación Materia OrgánicaDemanda Química de Oxígeno

La Demanda Química es otra forma de medir la materia orgánica presente en un

efluente o en agua, este ensayo consiste en someter a la muestra a una oxidación

violente con dicromato de potasio en medio ácido a alta temperatura,

estableciendo cual sería el equivalente de oxígeno necesario para la oxidación de

la materia orgánica presente.

MO (Ca Hb Oc) + Cr2O7-2 + H+ Cr+3 + CO2 + H2O

A diferencia de lo que ocurre con la DBO, este ensayo tiene una duración de solo

3hs. Lo que lo hace útil para el control de procesos, por otra parte la dispersión de

los resultados es menor por tratarse de un ensayo netamente químico.

Como regla general la DQO es mayor que la DBO debido a que es mayor el

número de compuestos que pueden oxidarse por esta vía, no obstante para un

mismo tipo de líquido es posible establecer una relación entre la DQO y la DBO

Evaluación Materia Orgánica

Demanda Química de Oxígeno

Se debe tener en cuenta que el dicromato de potasio en las condiciones del

ensayo puede oxidar compuestos inorgánicos presentes en el material de

estudio, por lo que el resultado de la DQO no solo contempla la materia

orgánica presente sino además especies inorgánicas reducidas (ej. Ión

ferroso 0 sulfuro).

Por otra parte siendo la DBO una expresión de la materia orgánica

fácilmente biodegradable y la DQO contemplar compuestos no tan

biodegradables, la relación entre ambos me da una idea del grado de

tratamiento del líquido o de la presencia de compuestos tóxicos o materia

orgánica refractaria a los tratamientos biológicos

Evaluación Materia Orgánica

Carbono Orgánico Total (COT)

Este ensayo se esta utilizando para líquidos con pequeñas cantidades de materia

orgánica, el mismo consiste en inyectar en un horno a alta temperatura o en un

medio químicamente oxidante, una cantidad conocida de muestra previamente

acidificada y leer el CO2 desprendido con un analizador infrarrojo. (no obstante

se debe tener en cuenta que algunos compuestos orgánicos pueden no oxidarse)

El carbono inorgánico es eliminado por acidificación y aireación (no usar en caso

de volátiles).

E ensayo es muy rápido y tiene una gran reproducibilidad en contrapartida el

equipamiento es muy costoso

Evaluación de la Calidad de los Efluentes

Muestra Filtrada

DBO

DQODBO/DQO

DBO filtrable

DQO filtrable

DBOf/DQOf

Sólidos

Suspendidos y

Grasas

Materia

Orgánica

Filtrable

Materia

Orgánica

Líquido Mezcla

Filtro

(fibra de vidrio)

Materia Retenida

• pH

• Nutrientes

•Tóxicos

• Metales Pesados

• Sulfuros

• Cloruros

• Otros s/ Industria

Evaluación de Contaminantes Inorgánicos

• Tóxicos

• Pesticidas

• Otros Químicos de uso agrícola e industrial

• VOC`s

• Otros s/ Industria

Evaluación de Contaminantes Orgánicos