INTRODUCCIÓN
La
calidad del agua puede definirse como la composición físico-químico-biológica
que la caracteriza y recordado el hecho de que el agua pura no existe en la
naturaleza, se habla que un agua es de calidad, cuando sus características la
hacen aceptable para un cierto uso, por ejemplo: un agua que no sirve para
beber, puede servir para riego. El conocimiento de las propiedades del agua,
derivadas de estas características es fundamental para valorar los posibles
inconvenientes y perjuicios que su utilización pudiera ocasionar en sus
consumidores (Universidad Nacional de Colombia, s.f.).
Antes
de proceder a una descripción de los procesos disponibles para mejorar la
calidad de las aguas, es conveniente revisar los parámetros utilizados para
definir su calidad. Algunos de estos parámetros se utilizan en el control de
los procesos de tratamiento realizando mediciones de forma continua o discreta
(Unitek, s.f.).
En el presente trabajo
se registra la metodología de uso de pruebas para medir algunos parámetros
físico - químicos del agua, además pretende determinar la calidad del agua de
las quebradas más influyentes en el municipio de Garzón (Huila), la quebrada Garzón
y la quebrada Cascajosa.
OBJETIVOS
Objetivo
general:
·
Determinar
algunos parámetros físico – químicos para evaluar la calidad de las agua de las
quebradas Garzón y Cascajosa del municipio de Garzón (Huila).
Objetivos
específicos:
·
Aprender
a usar algunos kits de la marca Aquamarck para medir algunos parámetros
químicos del agua de las quebradas Garzón y Cascajosa del municipio de Garzón
(Huila).
·
Identificar
la legislación Colombiana sobre calidad de aguas y analizar los resultados
obtenidos respecto a lo que la norma establece sobre parámetros químicos.
MARCO TEORICO
Frasco
ámbar: El vidrio en color
ámbar o azul cobalto es bueno para proteger el contenido de la luz solar y
mantiene las fórmulas en buen estado por más tiempo. El ámbar es un color neutro
(Hana salud y bienestar, 2012).
El pH
es una medida utilizada por la química para evaluar la acidez o alcalinidad de
una sustancia por lo general en su estado líquido (también se puede utilizar
para gases). Se entiende por acidez la capacidad de una sustancia para aportar
a una disolución acuosa iones de hidrógeno, hidrogeniones (H*) al medio. La
alcalinidad o base aporta hidroxilo OH- al medio. Por lo tanto, el pH mide la
concentración de iones de hidrógeno de una sustancia, a pesar de que hay muchas
definiciones al respecto (Mis respuestas.com, 2014).
La conductividad
de una sustancia se define como "la habilidad o poder de conducir o
transmitir calor, electricidad o sonido". Las unidades son Siemens por
metro [S/m] en sistema de medición SI y micromhos por centímetro [mmho/cm] en
unidades estándar de EE.UU. Su símbolo es k or s (Lenntech, 2014).
El Total de Sólidos Disueltos (TDS) es una
medida de las sustancias orgánicas e inorgánicas, en forma molecular, ionizada
o micro-granular, que contienen los líquidos, en nuestro caso, el agua. Para considerarse
TDS, las sustancias deben ser lo suficientemente pequeñas como para pasar una
criba o filtración del tamaño de dos micras (Aguapasion, 2011).
La temperatura es la medida de la energía
térmica de una sustancia. Se mide con un termómetro. Las escalas más empleadas
para medir esta magnitud son la Escala Celsius (o centígrada) y la Escala
Kelvin. 1ºC es lo mismo que 1 K, la única diferencia es que el 0 en la escala
Kelvin está a - 273 ºC (Miñaro, 2014).
Muestra
simple o puntual:
Una muestra representa la composición del cuerpo de agua original para el
lugar, tiempo y circunstancias particulares en las que se realizó su captación.
Cuando la composición de una fuente es relativamente constante a través de un
tiempo prolongado o a lo largo de distancias sustanciales en todas las
direcciones, puede decirse que la muestra representa un intervalo de tiempo o
un volumen más extensos. En tales circunstancias, un cuerpo de agua puede estar
adecuadamente representado por muestras simples, como en el caso de algunas
aguas de suministro, aguas superficiales, pocas veces, efluentes residuales
(Calderón, 2009).
Muestras
compuestas: En la mayoría de los
casos, el término "muestra compuesta" se refiere a una combinación de
muestras sencillas o puntuales tomadas en el mismo sitio durante diferentes
tiempos. Algunas veces el término "compuesta en tiempo
(time-composite)" se usa para distinguir este tipo de muestras de otras.
La mayor parte de las muestras compuestas en el tiempo se emplean para observar
concentraciones promedio, usadas para calcular las respectivas cargas o la
eficiencia de una planta de tratamiento de aguas residuales. El uso de muestras
compuestas representa un ahorro sustancial en costo y esfuerzo del laboratorio
comparativamente con el análisis por separado de un gran número de muestras y
su consecuente cálculo de promedios (Calderón, 2009).
La dureza (dureza total) de un agua está condicionada por su contenido en
sales de los metales alcalinotérreos calcio, magnesio, estroncio y bario
(“formadores de dureza”). Como que en el agua el estroncio y el bario en
general solamente se encuentran en trazas, se define la dureza como el
contenido de un agua en iones calcio, Ca2+, e iones magnesio, Mg2+ (“iones de
dureza”). Es usual que la indicación de la dureza del agua se refiera solamente
al calcio, esto es, que también el contenido en iones magnesio se exprese como
contenido en calcio (Aquamerck, s.f.).
Aluminio: En solución débilmente ácida amortiguada con
acetato los iones aluminio forman con cromazurol S un compuesto azul. La
concentración de aluminio se determina semicuantitativamente por comparación
visual del color de la solución de medición con las zonas de color de una
tarjeta colorimétrica (Aquamerck, s.f.)
Calcio: Los iones calcio forman con un indicador un
complejo de color violeta rojizo. A partir de éste se libera el indicador al
valorar con una solución de dihidrato de sal disódica del ácido
etilendinitrilotetraacético. En el punto final de la valoración tiene lugar un
viraje a violeta azulado. La concentración de calcio se deduce del consumo de
solución valorante (Aquamerck, s.f.).
Nitratos: Los iones nitratos se reducen a iones
nitrito, que en solución acida forman con el ácido sulfanílico una sal de
diazonio. Esta reacciona con un derivado del ácido benzoico dando un
azocolorante amarillo anaranjado. La concentración de nitratos se determina
semicuantitativamente por comparación visual del color de la solución de
medición con las zonas del color de una tarjeta colorimétrica (Aquamerck, s.f).
Amonio:
El nitrógeno amínico NO4+ se
presenta en parte en forma de iones amonio y en parte en forma de amoniaco.
Entre ambas formas de aparición existe un equilibrio dependiente del pH. Los
iones amonio forman con el reactivo de nebler un compuesto pardoamarillo. La
concentración de amonio se determina semicuantitativamente por comparación
visual del color de la solución de medición de las zonas de color de una
tarjeta colorimétrica (Aquamerck, s.f).
Resolución 2115 de 2007: Por medio de la cual se señalan características, instrumentos básicos y
frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para
consumo humano (Aguas y aguas, 2014).
PROCEDIMIENTOS
La toma de las muestras del agua se realiza a
través del frasco de vidrio de borosilicato o ambar (ver figura 1), este
recipiente se purga dos veces, luego se introduce al afluente a una profundidad
de 20cm para tomar la muestra y se cierra dentro de la quebrada.
Figura 1. Frasco ambar
Para
medir los parámetros de pH, conductividad, sólidos disueltos y temperatura se
utiliza un pH-metro multifuncional como el pH combo I + II (ver figura 2), la
muestra para obtener los resultados de los anteriores parámetros se puede
conseguir empleando un frasco plástico previamente purgado. A continuación se
menciona la metodología de uso del pH-metro combo I + II
·
Retirar
la protección del electrodo
·
Lavar
el electrodo con agua desionizada
·
Introducir
el aparato a la muestra
·
Encender
el instrumento
·
Esperar
que estabilice la lectura
·
Tomar
el dato del pH y la temperatura
·
Presionar
el botón SET/HOLD
·
Esperar
que estabilice la lectura
·
Tomar
el dato de conductividad
·
Presionar
el botón SET/HOLD
·
Esperar
que estabilice la lectura
·
Tomar
el dato de sólidos disueltos
·
Apagar
el pH-metro
·
Lavar
el electrodo
Figura 2. pH combo I + II, fuente: INVERSIONES HUALIX E.I.R.L. (2013)
Todas las
pruebas se realizaron con una muestra simple excepto la prueba de Calcio que se
hizo con una muestra compuesta. La muestra simple se obtuvo una vez ingresando
el frasco a una hora y fecha establecida, en cambio la muestra compuesta se
obtuvo ingresando varias veces una probeta para medir un volumen de 25ml a
periodos de tiempo de 5 minutos hasta cuando el frasco se llenara.
Para medir los parámetros de dureza total,
aluminio, calcio, nitratos y amonio se puede usar kits de la marca Aquamerck.
La metodología de uso es suministrada por cada uno de estos kits y se mencionan a continuación:
ü Dureza
total
1. Enjuagar
varias veces el recipiente de ensayo con la muestra preparada. Tomar 5ml con la
jeringa de la muestra preparada e introducir la muestra en el recipiente de
ensayo.
2. Añadir
3 gotas del reactivo H-1.
3. Agitar
por balanceo hasta que se evidencie un colorante rojo debido a presencia de
formadores de dureza.
4. Colocar
la pipeta de valoración suelta sobre el frasco de reactivo H-2 abierto. Tirar
lentamente del embolo de la pipeta de valoración desde la posición más baja,
hasta que el borde inferior de la junta negra del embolo coincida con la raya
de marcado cero de la escala. Sacar la pipeta de valoración y rozar brevemente
la punta del tubo cuentagotas para eliminar el exceso de líquido adherido.
5. Lentamente
y agitando por balanceo gotear luego la solución de valoración a la muestra,
hasta que su color vire de rojo a verde pasando por violeta grisáceo. Poco antes de llegar al viraje de color
esperar unos segundos después de cada gota.
6. En
el borde inferior de la junta negra del embolo leer el valor de medición en ºd
o en ppm (=mg/l) de CaCO3 en la correspondiente escala de la pipeta
de valoración.
Figura 3. Prueba de Dureza total
ü Aluminio
1. Orientar
la caja abierta de tal manera que ambos tubos de ensayo se encuentren a la
izquierda. Desplazar el bloque comparador hacia la izquierda hasta el tope, de
manera que el extremo final con los tubos de ensayo sobresalga lateralmente
respecto a la base de la caja. Desplazar la tarjeta colorimétrica abierta con
los puntos coloreados hacia adelante, introduciéndola en la ranura del borde
inferior derecho de la caja. Introducir 5 ml de la muestra con la jeringa en
los tubos de ensayo, uno de los tubos será el de medición y el otro será el
blanco.
2. Añadir
1 microcuchara azul rasa del reactivo Al-1 al tubo de medición, cerrar el tubo
y agitar vigorosamente hasta que el reactivo se haya disuelto completamente.
3. Añadir
1.2ml del reactivo Al-2 al tubo de medición con la segunda jeringa, cerrar el
tubo y mezclar.
4. Añadir
4 gotas del reactivo Al-3 al tubo de medición, cerrar el tubo y mezclar.
5. Dejar
en reposo 7 minutos (tiempo de reacción). Desplazar la tarjeta colorimétrica
hacia la izquierda hasta que, observando por encima ambos tubos de ensayo
abiertos, los colores coincidan de la mejor manera posible. Leer en la tarjeta
colorimétrica el valor de medición en mg/l de Al dentro de la base de la caja
en el borde inferior derecho del bloque comparador o estimar un valor
intermedio.
ü Calcio
1. Enjuagar
varias veces el recipiente de ensayo con la muestra preparada. Introducir con
la jeringa 5ml de la muestra preparada en el recipiente de ensayo.
2. Añadir
10 gotas del reactivo Ca-1 y agitar por balanceo
3. Añadir
2 microcucharadas gris rasa del reactivo Ca-2 y disolver.
4. En
presencia de calcio la muestra se colorea de violeta rojizo.
5. Colocar
la pipeta de valoración suelta sobre el frasco de reactivo Ca-3 abierto. Tirar
lentamente del embolo de la pipeta de valoración desde la posición más baja,
hasta que el borde inferior de la junta negra del embolo coincida con la raya
de marcado cero de la escala. Sacar la pipeta de valoración y rozar brevemente
la punta del tubo cuentagotas para eliminar el exceso de líquido adherido.
6. Lentamente
y agitando por balanceo gotear luego la solución de valoración a la muestra,
hasta que su color vire de violeta rojizo a violeta azulado. Poco antes de llegar al viraje de color
esperar unos segundos después de cada gota. En el borde inferior de la junta
negra del embolo leer el valor de medición en mg/l en la escala de la pipeta de
valoración.
Figura
5. Prueba de Calcio
ü Nitratos
1. Enjuagar
varias veces ambos tubos de ensayo con la muestra preparada. Introducir 5 ml de
la muestra con la jeringa en los tubos de ensayo, uno de los tubos será el de
medición y el otro será el blanco.
2. Añadir
2 microcucharas verdes rasas del reactivo NO3-1 al tubo de medición
y cerrar el tubo
3. Agitar
vigorosamente durante 1 minuto.
4. Colocar
los tubos de ensayo en el comparador desplazable y poner el comparador sobre la
tarjeta colorimétrica tal como se indica en ella. Dejar en reposo 5 minutos
5. Desplazar
el comparador sobre la escala colorimétrica hasta que, observando por encima
ambos tubos abiertos, los colores coincidan de la mejor manera posible. Junto
al extremo puntiagudo del comparador desplazable, leer en la tarjeta
colorimétrica el valor de medición en mg/l de NO3- o estimar un
valor intermedio.
Figura 6. Prueba de Nitratos
ü Amonio
1. Orientar
la caja abierta de tal manera que ambos tubos de ensayo se encuentren a la
izquierda. Desplazar la tarjeta colorimétrica abierta con los puntos coloreados
hacia adelante, introduciéndola en la ranura del borde inferior derecho de la
caja. Llenar los tubos de ensayo, uno de los tubos será el de medición y el
otro será el blanco, hasta la señal de ensare (=20ml).
2. Añadir
5 gotas de reactivo NH4-1 al tubo de medición, cerrar y mezclar.
3. Añadir
5 gotas de reactivo NH4-2 al tubo de medición, cerrar y mezclar.
4. Añadir
5 gotas de reactivo NH4-3 al tubo de medición, cerrar y mezclar.
5. Dejar
en reposo 3 minutos. Desplazar la tarjeta colorimétrica hacia la izquierda hasta
que, observando por encima ambos tubos de ensayo abiertos, los colores
coincidan de la mejor manera posible.
6. Leer
en la tarjeta colorimétrica el valor de medición en mg/l de NH4+ o
de NH4- en el borde inferior derecho de la caja o estimar un valor
intermedio.
Figura 6. Prueba de Amonio
RESULTADOS
Tabla 1. Resultados de las mediciones de pH, CE, TDS y T
|
Lugar
de la toma de muestra
|
Resultado
de la medición
|
|||
|
pH
|
CE
(
|
TDS
(
|
T
(
|
|
|
Quebrada
de Garzón
|
7.37
|
105
|
51
|
25.7
|
|
Quebrada
Cascajosa parte baja
|
7.77
|
292
|
145
|
23.6
|
|
Quebrada
Cascajosa parte alta
|
8.07
|
559
|
279
|
25.5
|
Tabla 2. Resultados de las pruebas
|
Lugar
de la toma de muestra
|
Resultado
de la prueba (mg/l)
|
||||
|
Dureza
total
(CaCO3)
|
Calcio
(Ca)
|
Nitratos
(NO3-)
|
Aluminio
(Al)
|
Amonio
(NH4-)
|
|
|
Quebrada
de Garzón
|
30
|
10
|
10
|
0,07
|
0,05
|
|
Quebrada
Cascajosa parte baja
|
120
|
30
|
17,5
|
0,12
|
0,3
|
|
Quebrada
Cascajosa parte alta
|
268
|
100
|
10
|
0,20
|
|
ANALISIS
·
Quebrada
Garzón:
Figura 7. Quebrada Garzón
Alrededor y dentro de
la quebrada había presencia de materia orgánica y una poca cantidad de residuos
sólidos. El agua del afluente se caracterizaba por ser incolora, inodora y sin
turbidez.
·
Quebrada
la Cascajosa parte baja:
Figura 8. Quebrada la Cascajosa parte baja
Alrededor y dentro de la quebrada había alta
presencia de materia orgánica, una gran cantidad de residuos sólidos y muchos
escombros, además habían construcciones muy cerca del afluente como el
matadero. El agua se identificaba por tener color, presentar turbidez y tener
mal olor.
·
Quebrada
la Cascajosa parte alta:
Figura
9. Quebrada la Cascajosa parte alta
Alrededor
y dentro de la quebrada había alta presencia de materia orgánica, una poca
cantidad de residuos sólidos y muchos escombros. El agua se caracterizaba por
tener color, presentar poca turbidez y tener mal olor.
Una
de las legislaciones Colombianas sobre calidad de agua es la resolución número
2115 del 22 de Junio de 2007. Esta resolución menciona que “el valor para el
potencial de hidrógeno pH del agua para consumo humano, deberá estar
comprendido entre 6,5 y 9,0”, los resultados de pH de las muestras de agua de
las quebradas estuvieron entre este
rango, aunque el valor de pH en el agua de la quebrada Cascajosa parte alta fue
un poco básico.
La
misma resolución afirma que “el valor máximo aceptable para la conductividad puede
ser hasta 1000 microsiemens/cm”, los resultados respecto a conductividad de las
aguas en cada punto oscilan entre 100 y 600
cumpliendo con la legislación colombiana.
La
resolución Colombiana no describe el rango del total de sólidos disueltos que
debería tener el agua para ser potable, sin embargo la norma Mexicana
Nom-127-SSA1-1994 que trata acerca de la salud ambiental, agua para uso y
consumo humano – límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe
someterse el agua para su potabilización menciona que el límite permisible para
los sólidos disueltos totales es de 1000mg/l. El agua de las tres muestras se encuentra
por debajo de este límite.
Según
Lenntech (2014) la temperatura normal
del agua es 25
, la resolución
Colombiana no menciona la temperatura permisible del agua, pero la norma
Peruana de calidad ambiental y de descarga de efluentes: recurso agua dice que
la temperatura permisible es más o menos 3º de la condición normal, esto quiere
decir que las temperaturas de las muestras son óptimas.
La
resolución Colombiana expresa que el valor máximo permisible de la dureza total
es de 300mg/l cumpliendo esta condición las muestras de agua en los tres
puntos. Si
el agua excede este valor se va a requerir de más cantidades de jabón para
limpiar efectivamente formando residuos insolubles. Además, el agua dura
provoca la obstrucción de las tuberías, genera manchas blancas en los platos,
tiene un efecto laxante y además está relacionado con enfermedades cardiovasculares,
entre otros (Juturna, s.f.).
La
norma Colombia también dice que el valor máximo permisible del calcio es de
60mg/l sobrepasando este valor la quebrada Cascajosa parte alta. El agua con
altos valores de calcio, presenta mal sabor además de afectar la absorción de
otros minerales esenciales en el cuerpo y causar la aparición de piedras en los
riñones (Juturna, s.f.).
Según
esta misma norma el valor máximo permisible de nitratos es de 10mg/l excediendo
este valor la quebrada Cascajosa parta baja. En una muestra de agua no se deben
exceder los 10 mg/L de NO3-N ya que altos niveles pueden causar
metahemoglobinemia (síndrome del bebé azul) en niños o afectar mujeres
embarazadas luego de 30 semanas de embarazo, si el paciente no es tratado
podría morir. Además puede causar dificultad al respirar, dolores de cabeza y
mareos (Juturna, s.f.).
La
resolución Colombiana dice que el valor máximo permisible del aluminio es de
0.2mg/l cumpliendo con la norma las muestras de agua en los tres puntos. ATDSR (s.f.)
afirma que solamente cantidades muy pequeñas de aluminio que se inhalan,
ingieren o contactan la piel entrarán a la corriente sanguínea. La exposición
al aluminio generalmente no es perjudicial, pero la exposición a cantidades
altas puede afectar la salud. Los trabajadores que inhalan cantidades altas de
aluminio en polvo pueden desarrollar problemas respiratorios tales como tos o
alteraciones que se visualizan en radiografías del tórax. Algunos trabajadores
que respiran polvo o vapor de aluminio no se desempeñan bien en algunas pruebas
que miden funciones del sistema nervioso.
La
norma Peruana afirma que el valor máximo permisible del amonio es de 0.05mg/l
sobrepasando este valor en gran medida el agua de la quebrada la Cascajosa
parte baja. No se puede definir la situación de la quebrada la Cascajosa parte
alta respecto al amonio por falta de datos. La presencia de amonio en el agua
de consumo no tiene repercusiones inmediatas sobre la salud, de modo que no se
propone un valor de referencia basado en efectos sobre la salud; no obstante,
el amoniaco puede reducir la eficiencia de la desinfección, ocasionar la
formación de nitrito en sistemas de distribución, obstaculizar la eliminación
de manganeso mediante filtración y producir problemas organolépticos (Marcó,
s.f.).
CONCLUSIONES
·
Una
manera sencilla para determinar la calidad de agua en el lugar de la muestra es
a través del uso de los kits anteriormente descritos porque son portátiles y dan un valor
bastante aproximado al real.
·
Los
residuos sólidos presentes en la quebrada Cascajosa y principalmente los
vertimientos obtenidos a través de todo su cauce influyeron en las
características químicas del agua. Aunque los resultados pudieron ser
modificados debido al aumento del caudal en la quebrada por las lluvias horas antes
de la toma de las muestras, los resultados arrojaron altos niveles de
sustancias químicas en el afluente.
·
La
calidad del agua de la quebrada Cascajosa no es buena y no se puede consumir directamente sin haber
realizado un tratamiento de potabilización previamente. En cambio la calidad
del agua de la quebrada Garzón es buena porque no presento altos niveles de
sustancias químicas, además los resultados de los parámetros físicos también
fueron positivos.
BIBLIOGRAFÍA
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Juturna (s.f.), WaterLab, recuperado el 22 de Noviembre de 2014, http://juturna.com/index.php?/paginas/laboratorio
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Marcó Jorge (s.f.), Amonio, recuperado
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