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tratamiento de aguas, investigación del rió melendez

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Determinacin de la calidad del agua de cali

Laboratorio Qumica Calidad de las aguas de Cali

Laboratorio Qumica Calidad de las aguas de Cali

INFORME DE LABORATORIO: DETERMINACIN DE LA CALIDAD DEL AGUA DE CALI

QUMICA

PRESENTADO POR CAROLINA CIFUENTES ZULUAGAJUAN DAVID ESTRADA

PRESENTADO AMARA EUGENIA NUEZ CABRERA

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA CALI INGENIERA INDUSTRIALTRABAJO DE INVESTIGACINNOVIEMBRE 2014

TABLA DE CONTENIDO1. INTRODUCCIN..12. OBJETIVOS22.1. OBJETIVOS GENERALES..22.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS23. MARCO TERICO23.1. DIFERENTES CLASES DE ANLISIS DE AGUAS.44. METODOLOGA.54.1. METODOLOGA DEL MUESTREO.54.2. METODOLOGA DEL ANLISIS74.2.1. PROCEDIMIENTOS...85. CLCULOS Y RESULTADOS..125.1. PORCENTAJE DE ERROR136. CAUSAS DE ERROR.147. REVISIN CON NORMAS ESTABLECIDAS.157.1. CRITERIOS DEL IRCA177.2. CARACTERSTICAS FSICAS Y QUMICAS DEL AGUA208. PROCESO DE POTABILIZACIN DE LA PTAR...249. ANLISIS Y CONCLUSIONES.2610. BIBLIOGRAFA..2711. ANEXOS.29

1. INTRODUCCIN El agua es una de las fuentes fundamentales de vida y la calidad del agua es un reflejo de la calidad de todo el medio natural, los ros sufren un deterioro a causa del vertimiento de aguas residuales provenientes de diversos sectores como: poblacin, zonas industriales, actividades agropecuarias y escorrentas. Los ros aguacatal, Cali, Caaveralejo, Lili, Melndez y Pance. Constituyen una de las principales fuentes de abastecimiento de agua de muchos barrios de Cali entidades como la CVC el DAGMA estn encargadas de monitorear y desarrollar planes de control ambiental y soluciones ante problemticas ambientales que impliquen contaminacin del medio ambiente.

Los ros de Cali reciben y transportan cargas de agua utilizadas en los diferentes procesos socioeconmicos y vertidas mayoritariamente sin tratamiento previo; adems, son los receptores de altos volmenes de sedimentos originados por procesos de erosin, bien sea de origen natural o por accin del hombre, estas acciones se incrementan diariamente, debido al crecimiento de la poblacin y de las actividades econmicas, siendo necesario un monitoreo y control constante que permita tomar las acciones necesarias para abordar esta problemtica con el fin de disminuir su impacto en los procesos naturales y sociales, especialmente en la salud humana.

El anlisis de la calidad del agua, est soportado en las mediciones que se realizan desde la Red del Ideam y en la informacin de sectores econmicos que recolectan datos de calidad del agua de manera sistemtica, representados y especializados en indicadores de calidad del agua y de amenaza potencial por contaminacin.

Hasta el ao 2012 los estudio de caracterizacin de los ros del Municipio de Santiago de Cali (excepto el Ro Cauca) y la determinacin de su ndice de Calidad de Agua, arroj como resultados que los ros aguacatal, Cali, Caaveralejo, Melndez, Lili estn en condiciones no ideales de calidad debido a su alto impacto de aguas residuales de asentamiento en esta zona de la ciudad, y el rio Pance es el que mejor se encuentra en sus condiciones.

El ro de anlisis de este laboratorio fue el ro Melndez, en la zona de la frontera con ciudad 200 y Comfandi.

2.1. OBJETIVO GENERAL

Evaluar la calidad de los ros de la ciudad de Cali.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar mediante diferentes parmetros fisicoqumicos la calidad del agua del ro Melndez de Cali Evaluar la calidad del agua dentro de la cuenca del ro Melndez. Estudiar los efectos de las descargas de residuos o derrames accidentales en el ro Melndez. Evaluar el impacto del uso de la tierra en la calidad del ro Melndez o la corriente. 3. MARCO TERICOLa evaluacin de la calidad del agua permite tomar acciones de control y mitigacin del mismo, garantizando el suministro de agua segura. Una herramienta son los ndices de calidad de agua ICA; los de tipo multiplicativo son ms sensibles a las variaciones en la calidad del agua que los de tipo aditivo. Aquellos que consideran las variaciones en el tiempo y en el espacio y adems permiten una comparacin con la normativa vigente en la zona de estudio, como en CCME WQI y DWQI, son ms adecuados para su aplicacin en fuentes como el ro Cauca que est expuesto a constantes variaciones de calidad. Para el uso de estas fuentes para abastecimiento humano, valores entre 90 y 100 de la generalidad de los ICA implican tratamientos menores como slo desinfeccin, mientras que entre 50 y 90 requieren tratamiento convencional y en algunos casos tratamientos especiales que estn asociados a mayores costos y complejidad.[footnoteRef:1] [1: -Patricia Torres - Camilo Hernn Cruz - Paola Janeth Patio - Recibido: 11/12/2008 - Aceptado: 05/10/2009NDICES DE CALIDAD DE AGUA EN FUENTES SUPERFICIALES UTILIZADAS EN LA PRODUCCIN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO. UNA REVISIN CRTICA Citado : 03/11/2014 Disponible en internet: http://www.scielo.org.co/pdf/rium/v8n15s1/v8n15s1a09.pdf]

La calidad del agua puede definirse como la composicin fsico-qumico-biolgica que la caracteriza. El conocimiento de las propiedades del agua, es fundamental para valorar los posibles inconvenientes y perjuicios que su utilizacin puede ocasionar en consumidores. Sus caractersticas la hacen aceptable para un cierto uso, por ejemplo: un agua que no sirve para beber, puede servir para riego, etc. El agua es considerada como elemento esencial en la mayora de las actividades del hombre, por esto para cada actividad existen diferentes niveles de calidad de agua.DIFERENTES CLASES DE AGUAS Aguas naturales Aguas potables Aguas residuales Aguas de piscinas Aguas industriales Aguas de calderas Agua de laboratorio: Agua destilada, Agua desionizada, Agua ultrapura (Agua MilliQ)El rea a investigas en el laboratorio es la red hdrica de Santiago de Cali, que est conformada por los ros

Rio Cauca Rio Cali Rio Caaveralejo Rio Aguacatal Rio Pance Rio Melndez Rio LiliVer croquis de los ros (figura 1)

Los ros experimentan un deterioro en su calidad debido principalmente a su uso como receptor de los vertimientos generados en los centros poblados, las zonas industriales, las actividades agropecuarias y escorrentas.

Figura 1. Croquis de los ros de Cali3.1 DIFERENTES CLASES DE ANLISIS EN AGUASLas clases de anlisis en aguas que se pueden realizar son de Selenio, Cadmio, Cromo total, Cromo hexavalente, Mercurio, Plomo, Arsnico, Residuos de plaguicidas, Halometanos y de PCBs.Tabla 1. Clases de anlisis en aguas resoluciones 2105 -1594

Laboratorio Qumica Calidad de las aguas de Cali

Resolucin 2105 26 jul 86 - Resolucin 1594 26 jul 86

Oxgeno disuelto

Demanda bioqumica de oxgeno (DBO)

Demanda qumica de oxgeno (DQO)

Carbono orgnico total

Slidos totales

Slidos voltiles

Slidos sedimentables

Alcalinidad

pH

Nitrgeno

Cloruros

Tabla 2. Clases de anlisis en aguas segn los reglamentos de potabilizacin uso del agua y residuos lquidos.Reglamenta la potabilizacin del agua - Reglamenta el uso del agua y Residuos lquidos

Fsforo

Temperatura

Turbiedad

Color

Fenoles

Cianuros

Sulfuros

Dureza total

Dureza clcica

Conductividad

4.1 METODOLOGA DE MUESTREO

Procedimientos para la toma de muestras para el anlisis qumico.

Un prerrequisito esencial para reconocer el tipo de muestreo por aplicar a un problema particular, es conocer el propsito del muestreo.

Hay muchas situaciones de muestreo, algunas de las cuales se pueden satisfacer tomando muestras sencillas en el sitio, mientras que otras pueden requerir equipo sofisticado para muestreo instrumental.

Muestras puntuales: Son muestras discretas; generalmente se recogen manualmente, pero tambin se pueden recoger automticamente, para aguas en la superficie, a profundidades especficas en el fondo.

Muestras compuestas: Las muestras tomadas en forma continua se pueden reunir para obtener muestras compuestas. Las muestras compuestas suministran datos de composicin promedio. En consecuencia, antes de combinar muestras se debera verificar que se desea obtener estos datos, o que los parmetros de inters no varan significativamente durante el perodo de muestreo. Las muestras compuestas son valiosas en los casos en que el cumplimiento con un lmite se basa en la calidad promedio del agua.

La situacin el muestreo que se realiz en esta investigacin es de muestras puntuales.

MUESTREO DE AGUA

Verificamos que el recipiente este completamente limpio. Nos acercamos a la orilla del rio para tomar la muestra de la superficie del caudal y llenamos completamente el recipiente, verificamos que no quedara con aire. Rotulamos inmediatamente el recipiente, verificamos la temperatura del flujo del rio. Al recipiente que contiene la muestra aplicamos enfriamiento simple, (hielo) entre 1c y 5c hasta su posterior anlisis en el laboratorio. Limpieza: Antes de recoger la muestra se lav la botella 2-3 veces con el agua de la captacin. Recipientes para recolectar la muestra: La capacidad del envase se adapt a las necesidades e indicaciones del laboratorio. No obstante, se tom 1 litro para determinacin de iones mayoritarios y para metales y otros elementos traza.El envase para recolectar la muestra era de politetrafluoroetileno (PTFE), pero algunos recipientes de plstico interfieren con el anlisis altamente sensible.El envase se llen hasta el borde, haciendo uso de los parmetros de conservacin necesarios (anexos tabla 17 y tabla 18), procurando no dejar una cmara de aire entre el agua y el tapn de cierre.

Etiquetado y referenciado envase: Se realiz con etiquetas adhesivas y rotulador indeleble (resistente al agua) (ver figura 2), antes de la toma de muestras. Se nombr la muestra con referencias cortas. Y anotamos en el cuaderno de campo la correspondencia con su referencia oficial.

Figura 2. Envase etiquetado y sellado.Transporte: La muestra se realiz en un envase cerrado, resguardado de la luz. Este envase se guard en una nevera de icopor con hielo para evitar que la muestra se calentara.LUGAR DEL MUESTREOAnlisis CartogrficoEl muestreo se realiz en la coordenadas N 3.390262 E -76.518716,Ubicado en la frontera de los Barrios Ciudad 2000 y Ciudadela Comfandi, en el lugar que se realiz el muestreo se encontr que casi no haba un impacto directo del Hombre es decir depsito de basuras o lquidos contaminante, aunque si se encontrar varios depsitos de hojas secas.En lugar del muestreo hay mucha vegetacin como rboles, Arbustos y ramales.

Foto satelital del lugar del muestreo:

Figura 3 Foto satelital del lugar de la muestra.

4.2 METODOLOGA DE ANLISIS

Reactivos Solucin reguladora pH 10 Negro de eriocromo T Naranja de metilo Cromato de potasio (K2CrO4) EDTA cido clorhdrico (HCl) Nitrato de plata (AgNO3)

Materiales Recipiente 1 L para el muestro aguas del ro Beakers 100 mL Pipeta graduadas 5 mL Erlenmeyer de 250 mL Bureta de 50 mL Probeta 50 mL Magneto Gotero Esptula Equipos pH-metro Conductimetro Plancha Calentadora y agitadora.

4.2.1 PROCEDIMIENTOS Se le va a medir a la muestras los siguientes parmetros: Dureza total, Alcalinidad, Cloruro y pH.

El rango del pH debe de estar entre (4, 7,10) para 80 mL

Tabla 3 de datos para realizar el laboratorio.DUREZA TOTALALCALINIDADCLORURO

Volumen muestra50 mL H2O50 mL H2O50 mL H2O

Solucin reguladora 1 mL pH =10--------- 2 mL pH = 10

IndicadorPizca negro eriocromo T2 gotas naranja metilo2 mL cromato K

TitulanteEDTA (0.02 M)HCl (0.01 M)AgNO3 (0.05 M)

VirajeRojo vino - AzulAmarillo - NaranjaAmarillo Amarillo rojizo

Frmula aplicada

pH Medimos volumtricamente 50 mL de agua de muestra, y los adicionamos en un beaker de 100 mL. Calentamos la muestra hasta llevarla a temperatura ambiente (figura 4), luego sumergimos el electrodo en la solucin (figuras 5-6), y registramos el valor reportado en el pHmetro (figura 7). Figura 4. calentamiento del agua en el beaker Figuras 5-6 Electrodo

Figura 7 pHmetro

DUREZA TOTAL Medimos volumtricamente 50 mL de la muestra agua, y la adicionamos en un erlenmeyer de 250 mL, luego agregamos 5 mL de solucin reguladora de pH 10 (figura 8) y una pizca del indicador negro de eriocromo T (figura 9). Titulamos (figura 12) con solucin 0.0 2M de EDTA (figura 11), hasta ver el viraje del indicador de rojo vino (figura 10) a azul (figura 13). Y anotamos el volumen adicionado de EDTA. Figura 8. Solucin reguladora de pH 10 Figura 9 Indicador negro de eriocromo T Figura 10 Indicador rojo vino. Figura 11 titulante con solucin 0.02 M de EDTA Figura 12 titulando Figura 13 viraje del indicador azul ALCALINIDAD Medimos volumtricamente 50 mL de la muestra agua, y la adicionamos en un erlenmeyer de 250 mL, luego adicionamos (figura 15) 2 gotas de indicador naranja de metilo (figura 14), y por ultimo titulamos (figura 17-18) con la solucin 0,01 M de HCl (figura 16), hasta ver el viraje del indicador de amarrillo a rojo (figura 19). Registramos el volumen inicial y el final que se adiciono de HCl. Figura 14. Naranja de metilo Figura 15. Solucin de la Figura 16. Titulante 0.01M muestra con naranja metilo de HCl Figura 17- 18. Titulando Figura 19. Viraje indicador amarillo a rojo

CLORUROS Medir volumtricamente 50 mL de agua de muestra adicionar en un erlenmeyer de 250 mL, adicionar 2 mL de solucin reguladora de pH 10 (figura 20) y (figura 21) 2 mL de solucin indicadora de cromato de potasio (K2CrO4), (figura 22) titular con solucin de nitrato de plata AgNO3 0,05M (figura 23), hasta el viraje del indicador de amarrillo a amarrillo rojizo.(figura 24)

Figura 20. Regulador de pH 10 Figura 21. Adicin del cromato Figura 22. Cromato de potasio de potasio K2CrO4 Figura 23. Titulacin nitrato de plata Figura 24. Viraje del indicador de rojizo. AgNO3 0,05M amarrillo a amarrillo

5. CLCULOS Y RESULTADOSpHmetro:

Alcalinidad:Expresin de resultados:

VHCl: Volumen del cido clorhdrico (HCl) utilizado en la titulacin. CHCl: Concentracin del cido clorhdrico (HCl) utilizado. 1000: factor de correccin de los clculos internos y volumen de muestra utilizados.

Dureza total:Expresin de resultados:

VEDTA: Volumen del cido etilendiamino tetraactico (EDTA) utilizado en la titulacin. CEDTA: Concentracin del cido etilendiamino tetraactico (EDTA) utilizado. 2000: factor de correccin de los clculos internos y volumen de muestra utilizados.

Cloruros:Expresin de resultados:

VAgNO3: Volumen del nitrato de plata (AgNO3) utilizado en la titulacin. CAgNO3: Concentracin del nitrato de plata (AgNO3) utilizado. 35450: factor de correccin de los clculos internos.

5.1 PORCENTAJE DE ERROR (comparacin con los datos de la CVC)

Tabla 4 .Valores tomados de los datos brindados por la CVCParmetrosValores Tericos

pH6.99 unidades

Alcalinidad46.1 mg CaCO3/ L muestra

Dureza total82.8 mg CaCO3/ L muestra

Conductividad151 S/cm

Cloruros5.81 mg Cl- / L muestra

Error relativo o porcentaje de error:ER= % Error = % Error pH = % Error Alcalinidad = % Error Dureza total % Error Cloruros 2157.57 %

6. CAUSAS DE ERROREntre las posibles causas error pudimos encontrar: Un posible error en el muestre ya que para tomar la prueba de pH la muestra mximo debe de tener 6 horas de ser tomado, y lo nuestra tena alrededor de 14 h . Otro error a la hora de muestre es que se us un envase que no era hermtico por lo cual podan entrar particular de aire o contaminante. Un posible error a la hora de guardar la muestra pudo haber sido que la muestra no se conserv a la temperatura de 3-5 grados Celsius. Existen errores de mtodo, ya que los factores de conversin que usamos para esta prctica con muy diferentes a los factores que usa la CVC. Tambin las posibles causas de error se pueden ver reflejadas en que el punto de anlisis de la muestra que realizamos en este laboratorio no era exactamente el mismo punto donde la CVC realizo los anlisis. Los datos recolectados por la CVC son del 26/09/2013, y en el transcurso del tiempo hasta el das de hoy, el agua puede haber sufrido de otros factores contaminantes, lo cual garantizara que las muestras no son iguales.

7. REVISIN CON NORMAS ESTABLECIDASpH: La medicin del pH es uno de los ensayos ms importantes y frecuentes en la qumica del agua. Prcticamente todas las fases del suministro de agua y tratamiento de aguas residuales, por ejemplo, neutralizacin cido-base, ablandamiento de aguas, precipitacin, coagulacin, desinfeccin y control de corrosin, dependen del pH.

Valor mximo: 6,5 9

CONDUCTIVIDAD: La conductividad se relaciona con el nivel de salinidad del agua pues es una medida de la cantidad de iones presentes esta conductividad se expresa en micro siemens por cm, en sistemas hidrogrficos de ros se relaciona de forma tal que a medida que aumenta la conductividad disminuye la diversidad de especies.

Tabla 5 de Rangos conductividades de soluciones

Conductividad valor mximo aceptable: 1000 microsiemens/cm

DUREZA TOTAL: Se entiende como dureza del agua al grado de concentracin de iones alcalinotrreos (grupo 2 de la tabla peridica) que en la mayora de las aguas corresponden a grandes cantidades de Ca+2 y Mg+2 de acuerdo al nivel de concentracin de estos iones se clasifica el agua como dura o blanda de la siguiente forma:

Tabla 6 parmetro de dureza de las aguas

270mgCaCO3/Litro >Aguas duras

60mgCaCO3/Litro