ACTIVIDAD COLABORATIVA FASE IV
Presentado por: JAVIER EDUARDO JAIMES BERMUDEZ COD. 91.355.823 ADRIANA PATRICIA RAMIREZ COD. 35.252.121 NYDIA ESPERANZA ROLDAN COD. 35.253.839
Presentado a: FANNY ROCIO BURBANO
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD FISICOQUIMICA AMBIENTAL GRUPO 358115_64 BUCARAMANGA 2016
ÍNDICES DE CONTAMINACIÓN PARA EL RÍO CAÑAVERALEJO
ICOMI I conductividad log10 𝐼 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 = −3,26 + 1,34 . log10 186 = −0,21 𝐼 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 = 10log 𝐼 𝑐𝑜𝑛𝑑 = 10−0,21 = 0,616
Concentraciones de referencia según la fuente para conductividad: Concentración
Fuente
Calidad
Hasta 400
RD
Deseable potable
150- 200
R
Cuenca baja
I dureza log10 𝐼 𝑑𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = −9,09 + 4,40 . log10 1,80 = −7,966 𝐼 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 = 10log 𝐼 𝑐𝑜𝑛𝑑 = 10−0,7,966 = 1,079 𝑥 10−8
Concentraciones de referencia según la fuente para dureza: Concentración >10
Fuente NyV
Calidad Oligotrófica
I alcalinidad log10 𝐼 𝑎𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 = −0,25 + 0,005 . (77,30) = 0,136
Concentraciones de referencia según la fuente para alcalinidad: Concentración
Fuente
Calidad
41-200
CFS
Dulces blandas
20 - 200
USA
Vida piscícola
50 - 100
NyV
Macizos cristalinos
ICOMI =
1 3
(0,616 + 1,079 𝑥 10−8 + 0,136) = 0,25
ICOMO No puede realizarse puesto que no hay valores de coliformes totales y saturación de oxígeno.
ICOSUS 𝐼𝐶𝑂𝑆𝑈𝑆 = −0,02 + 0,003 = −𝟓 𝒙 𝟏𝟎−𝟑 = 0,005
Concentración <10
Fuente NyV
Calidad Muy buena cuenca alta
ICOTRO No es posible determinar porque se basa en la concentración de fosforo total, valor que no está medido en el río estudiado. Fosfatos reportados= 0,3 mg PO4/L De acuerdo con las categorías discretas a saber, es Eutrófico
Índice de Contaminación por pH - ICOpH 𝐼𝐶𝑂𝑝𝐻 =
𝑰𝑪𝑶𝒑𝑯 =
𝑒 −31,08+3,45 𝑝𝐻 1 + 𝑒 −31,08+3,45 𝑝𝐻
𝑒 −31,08+3,45 (7,32) = 𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝟗 1 + 𝑒 −31,08+3,45 (7,32)
Vertimiento en algún punto del sistema, cuya caracterización se presenta en el Anexo 4
1. Con las caracterizaciones del sistema aguas arriba y del vertimiento, realice el balance de cargas, y determine los parámetros fisicoquímicos del sistema aguas abajo Se utiliza la ecuación de balance para calcular la concentración de los parámetros rio abajo (Q=caudal m3/s, C=concentración mg/L). 𝑄𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝐶𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 + 𝑄𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝐶𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 = 𝐶𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 (𝑄𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 + 𝑄𝑣𝑒𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 ) 𝐶𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 =
𝑄𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝐶𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 + 𝑄𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝐶𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑄𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 + 𝑄𝑣𝑒𝑟𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠
Para la temperatura se hace un balance de calor: 𝑘𝑔 𝑚1 = 0,401 𝑚 ⁄𝑠 = 401 ⁄𝑠 ; 𝑚2 = 23𝑘𝑔/𝑠 3
− (401
𝑘𝑔⁄ 𝑠) 𝑐𝑝 (𝑇 − 17) = (0,023𝑘𝑔/𝑠)𝑐𝑝 (𝑇 − 15) → 𝑇𝑓 = 16,9°𝐶
Para calcular el pH 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 [𝐻 + ] = 10−𝑝𝐻 = 10−7,32 = 4,786 × 10−8 𝑒𝑛 𝑙𝑜𝑠 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 [𝐻 + ] = 10−𝑝𝐻 = 10−11,8 = 1,58 × 10−12 Realizando el procedimiento descrito inicialmente calculamos la concentración de iones hidronio a la salida: [𝐻 + ] = 4,53 × 10−8 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔(4,53 × 10−8 ) = 7,34 2. Determine si el sistema aguas abajo genera variación respecto al cumplimiento de la normatividad y calcule los ICO. Tabla general de datos Parámetro
Unidad
Valor rio
vertimi
Valor
arriba
entos
rio
Norma
Cumplimiento
abajo Caudal
m3/s
0,401
0,023
0,424
Temperatura
°C
17,8
15
16,9
7,32
11,8
7,34
5,0-9,0
si
PH Aceites/grasas
mg/L
14,20
0
13,4
≤100
si
Alcalinidad
mg
77,30
8430
530,4
≤100
no
CaCO3/L Conductividad
μS/cm
186,00
11500
799,7
50-1000
si
DBO5
mg/L
7,10
6060
335
110-350
si
DQO
mg/L
25,9
9800
556
250-800
si
Dureza
mg
1,80
320
19
≤160
si
CaCO3/L Fosfatos
mg PO43-
0,30
0,3
0,3
≤0,2
no
Nitratos
mg NO31-
25,00
0
23,6
≤44,26
si
Oxigeno
mg/L
7,40
0,1
7
3≥
si
disuelto
SDT
mg/L
337,00
2010
427
≤500
si
SST
mg/L
5,00
1580
90
≤50
no
Sólidos
mg/L
<0,1
0
0,1
<0,5
si
Turbiedad
NTU
15,00
0
14,2
≤5
no
Cromo VI
mg/L
0,14
0
0,13
≤0,01
no
Hierro
mg/L
0,30
0,28
0,3
si
sedimentables
Cálculo de ICO aguas abajo:
Índice de contaminación por mineralización ICOMI: 1 𝐼𝐶𝑂𝑀𝐼 = (𝐼𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 + 𝐼𝐷𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 + 𝐼𝐴𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 ) 3 𝐼𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 = 10−3,26+𝑙𝑜𝑔(𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑) 𝐼𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 = 10−3,26+𝑙𝑜𝑔799,7 = 0,44 𝐼𝐷𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 = 0 𝑦𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 30𝑚𝑔/𝐿 𝐼𝐴𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 = −0,25 + 0,005(𝑎𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑) 𝐼𝐴𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 = −0,25 + 0,005(530,4) = 2.402 1 𝐼𝐶𝑂𝑀𝐼 = (0,44 + 0 + 2.402) = 0,947 3
Índice de contaminación de materia orgánica ICOMO: 1 𝐼𝐶𝑂𝑀𝑂 = (𝐼𝐷𝐵𝑂 + 𝐼𝐶𝑜𝑙𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒𝑠 + 𝐼𝑂𝑥í𝑔𝑒𝑛𝑜 % ) 3 𝐼𝐷𝐵𝑂 = 1 𝑦𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑠 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 30 𝐼𝐶𝑜𝑙𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒𝑠 = 0 𝐼𝑂𝑥í𝑔𝑒𝑛𝑜 = 1 − 0,01(%𝑜𝑥í𝑔𝑒𝑛𝑜)
Para calcular el porcentaje de oxigeno usamos la siguiente expresión:
La temperatura (T) está en ºC, el oxígeno disuelto (OD) en mg/l o ppm de oxígeno; para 7mg/l el porcentaje es de 71,7% 𝐼𝑂𝑥í𝑔𝑒𝑛𝑜 = 1 − 0,01(71,7) = 0,283 1 𝐼𝐶𝑂𝑀𝑂 = (1 + 0 + 0,283) = 0,43 3
Índice de contaminación por sólidos suspendidos ICOSUS: 𝐼𝐶𝑂𝑆𝑈𝑆 = −0.02 + 0,0003(𝑆𝑆𝑇) 𝐼𝐶𝑂𝑆𝑈𝑆 = −0,02 + 0,0003(90) = 0,25 Cuando Sólidos Suspendidos Totales < 10 mg/L el ICOSUS=0
Índice de contaminación por fosfatos ICOTRO: Fosfatos reportados= 0,3 mg PO4/L
De acuerdo con las categorías discretas a
saber, es Eutrófico. Eutrofia: es un fenómeno que presenta exceso de nutrientes que genera crecimiento descontrolado de materia orgánica que al morir disminuyen la calidad del agua.
Índice de contaminación por ICOpH:
𝐼𝐶𝑂𝑝𝐻 =
𝑒 −31,08+3,45(7,34) = 0,0031 1 + 𝑒 −3,108+3,45(7,34)
3. Analizar los resultados obtenidos, teniendo en cuenta la revisión de los ICO aguas arriba y aguas abajo. Analizamos los datos haciendo una tabla comparativa de datos: ICO Índice de contaminación por mineralización Índice de contaminación por materia orgánica Índice de contaminación por sólidos suspendidos Índice de contaminación por fosfatos Índice de contaminación por pH
ICOMI ICOMO
Aguas arriba 0,25 0
Aguas abajo 0,947 0,430
ICOSUS
0,005
0,25
ICOTRO ICOpH
0,3 0,0029
0,3 0,0031
ANALISIS Aguas arriba
Aguas abajo
0,947
0,43 0,25
0,25
0,3
0,3 0,0029
0 1
0,0031
0,005 2
3
4
5
Podemos observar una caída dramática en la calidad del agua, teniendo en cuenta las características iníciales que tubo, hubo un gran aumento en los índices de contaminación. Esto ocurre, debido a los vertimientos que aumentaron los índices de contaminación que a su vez generó que varios parámetros salieran de las normas vigentes. Teniendo en cuenta que el rio pasa por el casco urbano, este incremento del índice de contaminación se debe a la actividad humana.
BIBLIOGRAFIA
Ramírez A, Restrepo R, Viña G (1997). Cuatro índices de contaminación para caracterización de aguas continentales. Ciencia, Tecnología y Futuro 3:135-153. Disponible en: http://www.scielo.org.co/pdf/ctyf/v1n3/v1n3a09.pdf
www.ingenieroambiental.com/4014/fisic.pdf repository.unimilitar.edu.co/bitstream/10654/.../1/articulo%20final.pdf www.scielo.org.co/pdf/ctyf/v1n3/v1n3a09.pdf
