Calidad de Aguas Subterráneas
Calidad de Aguas Subterráneas El agua es el solvente universal. De las fuentes de agua para consumo, el agua subterránea es la que contiene más sólidos disueltos. En aguas subterráneas no contaminadas la composición y concentración de las sustancias disueltas dependen de: la composición química de la precipitación las reacciones químicas y biológicas que ocurren en la en la superficie y el suelo la composición mineral de los acuíferos y capas confinantes por las que el agua fluye. •
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Calidad de Aguas Subterráneas La calidad del agua subterránea están definidas por las reacciones químicas y biológicas que ocurren en las zonas por las que el agua fluye.
Sustancia
Fuente principal
Efecto en el uso
Límites para el consumo (mg/L)
Calidad de Aguas Subterráneas
Controla la capacidad del agua de Bicarbonato Productos de la disolución de rocas neutralizar ácidos fuertes. Bicarbonatos de (HCO3) y carbonatadas principalmente caliza (CaCO3) y calcio y magnesio se descomponen en Carbonato dolomita (CaMgCO3), por agua conteniendo vapor de agua caliente generando gases (CO3) dióxido de carbono. de CO2 corrosivos. En combinación con calcio y magnesio causa dureza. Calcio (Ca) y Suelos y rocas conteniendo en caliza, Magnesio dolomita, yeso (CaSO4). Pequeñas cantidades c antidades (Mg) de rocas ígneas y metamórficas.
Principal causa de la dureza.
Agua salada atrapada en los sedimentos, en Cloruro (Cl) las costas por el contacto del agua salada con el agua dulce de los acuíferos. Fluoruro (F) Hierro (Fe) y Manganeso (Mn) Sodio (Na)
En grandes cantidades, incrementa la corrosión y en combinación con sodio otorga un sabor salado. En ciertas concentraciones reduce las Rocas sedimentaria e igneas. No es frecuente caries, en concentraciones elevadas daña encontrarlo. el esmalte. Es censurado en el procesamiento de El hierro presente en la mayoría de suelos y alimentos, tintes, cerveza y otras rocas, el manganeso no es muy común. industrias. De la misma fuente que el cloruro. En algunas En grandes concentraciones, puede afectar rocas sedimentarias, y en cantidades personas con problemas cardiacos, pequeñas por el intercambio de calcio y hipertensión. En presencia de calcio y magnesio por sodio de los materiales de los magnesio puede ser perjudicial para acuíferos. algunos cultivos.
En ciertas concentraciones otorga al agua Yeso, pirita pirit a (FeS) y otras rocas que contienen Sulfato (SO4) un sabor amargo y en altas azufre (S). concentraciones tiene un efecto laxante.
250
25 - 50
250 1 0.3 - 0.4
200
250
Constituyentes inorgánicos comúnmente disueltos que pueden afectar el uso del agua.
Característica
Causa principal
Dureza
Calcio y magnesio disuelto en el agua
pH
Disociación de ácidos y bases en el agua
que Conductividad Sustancias forman iones eléctrica cuando son específica disueltas en agua
Efecto
Observación
Calcio y magnesio combinado con Dureza como mg/l de CaCO3 el jabón provoca un precipitado 0 - 60: Blanda insoluble dificultando la formación 61 - 120: Mod. Dura de espuma. La dureza afecta la 121 - 180: Dura idoneidad del agua en la industria > 180: Muy dura del papel y textil. El pH es la medida de las características reactivas del agua. Valores de pH Valores Valores menores a 4 indican agua <7: ácido corrosiva y tiende a disolver 7: neutro metales. Valores mayores mayores a 8.5 >7 básico tienden a formar sarro. La mayoría de sustancias disueltas se disocian en iones que pueden Se puede expresar en: conducir la electricidad. Mientras microomhnios/cm3 a una mayor la conductividad más temperatura de 25°C mineralizada estará el agua
Sustancias Agua que contiene <500 mg/L se Solidos disueltos minerales puede utilizar para uso doméstico totales disueltas en agua y procesos industriales. Características Característ icas del agua que afecta su calidad.
<1000: Dulce 1000-3000: Lig. salina 3000-10000: Mod. salina 10000-35000: Salada
Contaminación de las Aguas Subterráneas
Contaminación de aguas subterráneas La contaminación recibe una contaminación creciente por los organizamos reguladores y la población. Se ha encontrado problemas de contaminación más distribuidos de lo que se hubiera pensado años atrás. Toda actividad tiene un impacto y una potencial contaminación. La purificación de sistemas de aguas subterráneas pueden requerir centurias y grandes cantidades de dinero. Es imperativo que la contaminación del agua subterránea por sustancias nocivas sea evitada en lo posible.
Contaminación de aguas subterráneas La mayoría de la contaminación proviene de: la disposición de residuos excavaciones de baja profundidad incluyendo pozos sépticos pozos profundos y minas el uso de fertilizantes y otros agroquímicos derrames en tanques de almacenamiento y tuberías, entre otros. •
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La magnitud de la contaminación depende del tamaño del área afectada, la cantidad de contaminante, la composición mineral y características hidráulicas del suelo y el efecto que tenga en el uso de las aguas subterráneas.
Contaminación de aguas subterráneas Casi todas las sustancias son solubles en el agua, y algunas son muy tóxicas en cantidades diminutas. Por ejemplo en el siguiente cuadro se muestra los límites máximos permisibles de sustancias inorgánicas en el agua de consumo humano.
Reglamento de la Calidad de Agua para Consumo Humano - DS N° 031-2010-S 031-2010-SA A Parámetro
Concentración (mg/L)
Arsénico Bario Cadmio Cromo Plomo Mercurio Nitrato
0.01 0.7 0.003 0.05 0.01 0.001 50
Selenio
0.01
Contaminación de aguas subterráneas La densidad de una sustancia líquida afecta el movimiento del agua subterránea. La densidad de los contaminantes va desde una densidad menor como la del petróleo, a densidades mayores como la del agua salobre y otras sustancias. Las sustancias con menor densidad que el agua tienden a acumularse en la parte superior de la zona saturada, si fuera petróleo, este es inmiscible y se esparciría en todas las direcciones en una fina capa en la superficie. Las sustancias más densas tienden a moverse hacia la parte inferior en una capa confinante.
Contaminación de aguas subterráneas
Contaminación de aguas subterráneas La composición mineral y las características físicas del suelo y rocas por los que el agua fluye pueden afectar a los contaminantes de distintas maneras. Si un contaminante entra al flujo subterráneo por un punto, este será dispersado longitudinalmente y lateralmente en materiales granulares, entonces su concentración disminuirá en la dirección del flujo. Las concentraciones de las sustancias orgánicas y otras biodegradables tienden a caer por la oxidación y la acción bacteriana en la zona no saturada. Algunos materiales como las arcillas y materia orgánica pueden absorber metales en cantidades traza y con ello reducir su movimiento en el agua subterránea.
Contaminación de aguas subterráneas Las sustancias disueltas se mueven con el agua, excepto cuando son retrasadas o inmovilizadas por adsorción. Por lo tanto, el movimiento de los contaminantes tiende a ser a través de las zonas más permeables, lo más lejano su punto de origen de un área de descarga, lo más profundo que pueda penetrar en el sistema de aguas subterráneas.
Contaminación de aguas subterráneas La contaminación del agua subterránea puede evitarse si se selecciona adecuadamente los sitios en los que se hará la disposición de residuos, siguiendo los siguientes criterios: 1. Presen Presente te un esp espeso esorr consi consider derabl ablee de mate materia riall no saturado que contenga arcillas y/o material orgánico. 2. Las áre áreas as estén estén lo lo más más cercan cercano o posibl posiblee a los los lugar lugares es de descarga natural de las aguas subterráneas. 3. Lugare Lugaress donde donde no ocurr ocurraa escorre escorrentí ntíaa superfi superficia cial, l, y exista una mínima capacidad de infiltración de la superficie.
Contaminación de aguas subterráneas Selección de sitios de disposición de residuos debe considerar: zona no saturada, peligro de inundación, zona de descarga, escorrentía e infiltración.
Temperatura de las Aguas Subterráneas
Temperatura del agua subterránea La temperatura del agua subterránea es una de sus características más útiles. Ésta responde a variaciones estacionales en el calor del sol recibido por la superficie y por el movimiento del calor al interior de la Tierra. Esto provoca que exista una fluctuación estacional de la temperatura del agua subterránea a profundidades de 10 a 25 metros. La fluctuación es mayor cerca a la superficie, variando desde 5°C a 10°C.
Temperatura del agua subterránea En la zona afectada por la fluctuación estacional, el promedio anual de temperatura del agua subterránea es 1°C o 2°C mayor que el promedio anual de temperatura del aire. Consecuentemente, se puede preparar un mapa de temperaturas del agua subterránea a partir de la temperatura ambiental. Mapa de temperaturas aproximadas del agua subterránea a lo largo de EEUU.
Temperatura del agua subterránea El movimiento de calor al interior de la Tierra causa un incremento de la temperatura del agua subterránea con la profundidad. Este incremento es referido como el gradiente geotérmico que va desde 1,8°C cada 100m, en áreas superpuestas por gruesas capas de roca sedimentaria, hasta 3.6°C cada 100m, en áreas con actividad volcánica reciente. El efecto del gradiente geotérmico no se da en el área afectada por las fluctuaciones estacionales de temperatura.
Efecto de los Pozos en la Calidad del Agua Subterránea
Efecto de los pozos El deterioro en la calidad del agua puede ser resultado de cambios en la calidad del agua del acuífero o cambios en el pozo. El deterioro biológico y químico está asociado al acuífero mientras que el deterioro físico se relaciona más a la instalación de pozos. Los parámetros biológicos y químicos pueden ser evaluados antes de ubicar el pozo para saber si cumple con los estándares de agua de abastecimiento, y si no definir que tratamiento es requerido.
Efecto de los pozos
Efecto de los pozos El se refiere a la presencia de agentes bacterianos o virus asociados a los desechos humanos y animales. Este deterioro esta relacionado a la conexión entre la zona superficial y la zona abierta por el pozo, la cual es el espacio anular entre el casing y el acuífero. Para evitar la contaminación de los pozos, este espacio anular debe ser llenado con hormigón desde la superficie hasta una profundidad mínima de 6m.
Efecto de los pozos El se asocia a la presencia de sustancias disueltas en el pozo de abastecimiento a concentraciones no deseadas. El bombeo de pozos causa convergencia del agua de distintas direcciones, si alguno de los flujos contiene alta concentración de una sustancia, después de un periodo de tiempo, esta concentración aumenta. Las sustancias más comunes que aumentan su concentración son NaCl y NO3, excepto si el pozo está cercano a una zona de residuos líquidos ya que estas sustancias son las utilizadas en los procesos industriales.
Efecto de los pozos El se asocia a cambios en la color, sabor y temperatura. Un cambio en el color se debe al incremento gradual o súbito de partículas de roca en el agua. Si se trata de arcillas, el agua se torna turbia y azulada. El tamaño de las partículas depende de la velocidad con que sedimentan. Si sedimentan lentamente, estas son arcillas, si lo hacen rápidamente son arenas. La aparición gradual de partículas indica que el material granular fino no fue adecuadamente removido de la zona adyacente al pozo durante su periodo de producción. Esto puede provocar que las partículas migren al pozo y provoquen un colapso en la pantalla o una ruptura del casing.
Acciones correctivas a cambios en la calidad del agua
Biológica
Química
Física
Sellar el espacio anular con hormigón u otro material impermeable y hacer una pila a los alrededores para desviar la escorrentía superficial Sellar el espacio anular anular.. Si esto no Movimiento de agua contaminada hacia el pozo de la elimina la contaminación, extender casing a una mayor profundiad superficie o de acuíferos poco el(plegando un casing de menor profundos. diámetro al casing original). Ascenso de agua de zonas con Reducir la velocidad de bombeo agua de baja calidad y/o sellar la parte baja del pozo Migración de partículas de roca en el pozo a través de la pantalla Quitar la bomba y desarrollar o fracturas penetradas por los nuevamente el pozo. pozos abiertos. Quitar la pantalla, y si es posible, Colapso de la pantalla o ruptura instalar una nueva. Instalar un Movimiento de agua contaminada de capas superficiales hacia el espacio anular.
Gracias por su interés en este tema
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